建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用-郝來(lái)強(qiáng)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用郝來(lái)強(qiáng)摘要：剪力墻結(jié)構(gòu)具備顯著優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)人員需要保障其結(jié)構(gòu)的合理性。通過(guò)本文的分析可知，設(shè)計(jì)人員需要明確剪力墻結(jié)構(gòu)的墻肢長(zhǎng)度、墻體受力狀況及墻體厚度，合理配置墻身配筋、合理設(shè)計(jì)邊緣構(gòu)件，做好連梁設(shè)計(jì)，并應(yīng)用先進(jìn)的軟件對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，保障剪力墻結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，為剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確參考依據(jù)。本文基于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用展開(kāi)論述。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪力墻；結(jié)構(gòu)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TU398

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

隨著城市可用土地面積的縮小，城市建筑大都采用高層建筑，高層建筑對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及抗震性能有較高的要求，使得剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用較為廣泛。剪力墻結(jié)構(gòu)的平面與壁厚相同，且室內(nèi)存在突出的框架柱，不僅可以提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還可以提升建筑的空間利用率，具備顯著的經(jīng)濟(jì)效益及生產(chǎn)效益。因此，對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究是很有必要的。

1剪力墻結(jié)構(gòu)的定義

剪力墻結(jié)構(gòu)主要是指建筑房屋中通過(guò)鋼筋混凝土代替梁柱，用于承載風(fēng)負(fù)荷以及地震負(fù)荷等多種水平荷載，這種墻體可以有效控制結(jié)構(gòu)的荷載。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的在于保護(hù)建筑，避免建筑在使用年限范圍內(nèi)受到不可抗外力，導(dǎo)致建筑使用壽命縮短。也就是說(shuō)，剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠顯著提升建筑結(jié)構(gòu)的荷載能力以及穩(wěn)定性。就目前的建筑水平而言，我國(guó)應(yīng)用較為廣泛的建筑結(jié)構(gòu)由剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)以及混合結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式。和其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，剪力墻結(jié)構(gòu)使用的鋼材相對(duì)較少，而且具備更為優(yōu)異的抗震性性能以及抗側(cè)剛度，可以有效提升建筑的穩(wěn)定性。在剪力墻結(jié)構(gòu)研究越來(lái)越深入的背景下，剪力墻結(jié)構(gòu)的施工工藝越來(lái)越成熟。目前施工單位主要應(yīng)用鋼筋混凝土進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的建造[1]

2簡(jiǎn)述剪力墻的設(shè)計(jì)原則

2.1系數(shù)調(diào)整

建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先考慮的就是結(jié)構(gòu)抗震性能，這是由于抗震性能是建筑能夠穩(wěn)定與耐用的保障，需要知道建筑抗震性能的高低主要受到建筑樓層之間水平作用以及剪力的影響，設(shè)計(jì)首要任務(wù)就是把結(jié)構(gòu)間可能受到的水平地震作用造成的剪力以及作用力保持在最低限度。而剪力墻在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用需要根據(jù)建筑具體的工程項(xiàng)目情況調(diào)整好結(jié)構(gòu)重量和相關(guān)力學(xué)系數(shù)，目的是盡量不影響結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，借助自身自重降低的方法有效增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震的力學(xué)性能。

2.2連梁調(diào)整

若是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)連梁的跨度比低于五這個(gè)數(shù)值，那么建筑所受總彎矩所占較小比例的是只有極小部分室友豎向荷載造成彎矩，同時(shí)水平荷載作用會(huì)產(chǎn)生較大反彎變形引起剪切變形，最終使得墻體內(nèi)部引起剪切裂縫。如果連梁跨高高于五這個(gè)數(shù)值時(shí)，則總彎矩所占較大比例的主要是受到豎向荷載作用引起的彎矩，其受力情況基本與一般框架梁一致。因此設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格要求結(jié)構(gòu)中連梁跨高比的大小，有效做到剪力及彎矩避免在抗震組合作用下發(fā)生不符合設(shè)計(jì)規(guī)定情況。為了安全起見(jiàn)，實(shí)際建筑進(jìn)行剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員充分分析工程情況，做到具體情況具體分析，同時(shí)調(diào)整好橫梁距離，盡量保證最終工程建筑滿(mǎn)足抗震要求，并在保證建筑質(zhì)量情況下減少成本支出。

3剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

3.1合理控制剪力墻結(jié)構(gòu)參數(shù)

相比于普通建筑，高層建筑結(jié)構(gòu)的承重力較大，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)中，要掌握每一項(xiàng)參數(shù)，將其控制在施工要求范圍之內(nèi)。對(duì)于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的參數(shù)，設(shè)計(jì)人員也要科學(xué)合理的對(duì)待，確定結(jié)構(gòu)位移的比例以及周期比例是在設(shè)計(jì)要求之中的，掌控好相關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，防止建筑中出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)或者偏心力的情況。有一些剪力墻結(jié)構(gòu)自身不確定的因素和數(shù)據(jù)，也要保證其在正常的范圍內(nèi)。

3.2剪力墻邊緣構(gòu)造的設(shè)計(jì)

目前，剪力墻施工技術(shù)在建筑施工中得以廣泛應(yīng)用，而且應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，該技術(shù)具有很好的發(fā)展前景。通過(guò)大量的工作經(jīng)驗(yàn)證明，應(yīng)用了剪力墻結(jié)構(gòu)，對(duì)邊緣構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，其截面形式對(duì)整體質(zhì)量的提高有很大的影響。通過(guò)在剪力墻邊緣增設(shè)端柱，可以將邊緣構(gòu)件約束在剪力墻邊緣，如果有地震發(fā)生，就可以減小建筑結(jié)構(gòu)的破壞程度。對(duì)剪力墻邊緣構(gòu)造合理設(shè)計(jì)，建筑物抗震能力就會(huì)相應(yīng)得到提高。在《建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定了相關(guān)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，當(dāng)采用剪力墻時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑物的實(shí)際情況對(duì)剪力墻端部進(jìn)行加固，可以提高剪力墻的質(zhì)量。

3.3合理的布置剪力墻結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，要依據(jù)科學(xué)合理的方式在混凝土澆筑工作下完成剪力墻結(jié)構(gòu)承載力提升的工作，尤其是提升剪力墻水平方面的荷載力。設(shè)計(jì)人員根據(jù)相關(guān)建筑建設(shè)規(guī)定，要滿(mǎn)足建筑本身的要求，同時(shí)符合建筑的曲線規(guī)劃問(wèn)題。

3.4剪力墻連梁的設(shè)計(jì)

3.4.1剪力墻連梁的設(shè)計(jì)中，應(yīng)降低連接梁的剛度

如果剪力墻結(jié)構(gòu)上存在問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)問(wèn)題，即在水平力的作用下，連接梁內(nèi)力較大，此時(shí)就容易產(chǎn)生墻體裂縫，導(dǎo)致建筑物墻壁損壞。因此，在設(shè)計(jì)連接梁的過(guò)程中，必須降低其剛度。按照相關(guān)規(guī)范要求，降低系數(shù)要控制在0.5以下，還要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)防強(qiáng)度確定設(shè)計(jì)方案。

3.4.2減小連梁高度

剪力墻連梁的設(shè)計(jì)中，剪力墻的開(kāi)孔寬度應(yīng)適當(dāng)增大，連接梁的高度應(yīng)盡量減小。增加開(kāi)孔寬度，可以增加連接梁的跨度，通過(guò)降低連接梁的高度，就可以降低連接梁的剛度系數(shù)。如果有地震發(fā)生，剪力墻一旦受到地震的威脅，其剛度系數(shù)就會(huì)有所降低，而且還提高了延性，最終減少了對(duì)建筑的不利影響，使建筑結(jié)構(gòu)發(fā)抗震性能有所提高。

3.4.3剪力墻連梁的設(shè)計(jì)中，要增加剪力墻的厚度

剪力墻厚度的增加，可使建筑物整體剛性增加。在設(shè)計(jì)中，連接梁的承載力與寬度成正比，所以在設(shè)計(jì)中要對(duì)連接梁進(jìn)行調(diào)整，保證其承載力與寬度的比例符合要求。要想剪力墻側(cè)向的穩(wěn)定性，建筑中的剪力墻的厚度需要大于二十厘米，如果在常常會(huì)發(fā)生地震的地區(qū)，要嚴(yán)格的考慮抗震的問(wèn)題，另外，還要對(duì)剪力墻的地層的厚度進(jìn)行合理的增加，但是并不是厚度越大越好，剪力墻一般都是混凝土的材質(zhì)，這種材質(zhì)的自重比較大，因此在實(shí)際的構(gòu)建中要加入鋼筋，因此，在設(shè)計(jì)剪力墻的厚度時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)厚度進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。剪力墻的厚度要根據(jù)沿墻的高度進(jìn)行確定，需要逐漸的減小，但是需要注意的是，控制剪力墻的減少的幅度，這樣可以使得剪切的破壞程度降低。在實(shí)際的剪力墻設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其厚度不能夠小于樓層高度的二十五分之一，并且不能夠高度十六厘米。隨著科技的不斷發(fā)展，新型的建材也得到了廣泛的運(yùn)用，這樣就降低了墻體的自重，增大了構(gòu)件的強(qiáng)度，并且需要根據(jù)實(shí)際的情況設(shè)計(jì)剪力墻的厚度，這樣可以大大增加了技術(shù)上的問(wèn)題。

4結(jié)束語(yǔ)

剪力墻應(yīng)用于建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠提高建筑整體結(jié)構(gòu)剛度以及抗震性能。借助剪力墻的結(jié)構(gòu)分析幫助設(shè)計(jì)科學(xué)安全的剪力墻類(lèi)型，使剪力墻的結(jié)構(gòu)作用充分發(fā)揮。具體設(shè)計(jì)時(shí)相關(guān)力學(xué)分析以及承壓計(jì)算工作必須做好，保證剪力墻的高跨比以及墻厚參數(shù)合理安全，使得剪力墻既符合實(shí)際工程需要，又給建筑的穩(wěn)定性提高保障。

參考文獻(xiàn)

[1]王紅艷.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐及預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用研究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2019（01）：133-134.

[2]何智.裝配式建筑設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)研究，2019，4（01）：