摘要：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)也隨之發(fā)展起來，為了保障建筑行業(yè)的順利發(fā)展，必須不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)形式。剪力墻結(jié)構(gòu)所具備的高硬度結(jié)構(gòu)不僅增加了建筑物的抗震性，也提高了建筑的整體性能，因此其被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中。本文首先對剪力墻結(jié)構(gòu)進行了簡單的概述，分析了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用，希望本文能夠?qū)ν�行或類似工程提供參考和幫助�?/p>

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

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，業(yè)主對于建筑結(jié)構(gòu)的安全性和美觀性的要求越來越高。為了提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，并可以改善抗震性能，使墻體無論是受豎向荷載或者水平作用都能起到較好的抗變形能力，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計越來越多的被應(yīng)用，是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要方法。但是這種結(jié)構(gòu)并不是十全十美的，它也會有一些缺點，因此建筑設(shè)計工作者們在進行設(shè)計工作時，必須充分了解剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，通過科學有效的方法來將剪力墻結(jié)構(gòu)運用到建筑行業(yè)中，從而確保建筑行業(yè)的順利發(fā)展。

1剪力墻結(jié)構(gòu)的分類

1.1剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)是指縱橫向的主要承重結(jié)構(gòu)全部為結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)。當墻體處于建筑物中合適的位置時，它們能形成一種有效抵抗水平作用的結(jié)構(gòu)體系，同時又能起到對空間的分割作用。剪力墻在其墻身平面內(nèi)的抗側(cè)移剛度很大，而其墻身平面外的剛度卻很小，一般可忽略不計。

1.2框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)又名框剪結(jié)構(gòu)，這是一種在框架結(jié)構(gòu)中增加放置一定數(shù)目的剪力墻的結(jié)構(gòu)，從而形成了自由活動的使用空間，滿足不同的建筑功能的要求，而且還擁有足夠的剪力墻，有十分強大的側(cè)向剛度。

1.3筒體結(jié)構(gòu)

由密柱高梁空間或者空間剪力墻這兩者之一所組成的抗側(cè)力構(gòu)件，并且能在在水平荷載作用下起整體空間作用的稱為筒體———由密柱框架組成的筒體稱為框筒；由剪力墻組成的筒體稱為薄壁筒。

2剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點

剪力墻結(jié)構(gòu)有很好的承載能力，而且有很好的整體性和空間作用，比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力，因此可建造較高的建筑物；剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板，可以不設(shè)梁，所以空間利用比較好，可節(jié)約層高。同時，剪力墻的間距有一定限制，故不可能開間較大，對需要大空間的建筑物不太適用，一般適用于住宅、公寓和旅館。另外，純剪力墻結(jié)構(gòu)造價高，施工困難，耗鋼量大，所以往往受到經(jīng)濟方面的制約。

3剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑中的應(yīng)用

3.1剪力墻的布置原則

剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有合適的側(cè)向剛度，這種結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、簡單，宜沿兩個主軸方向或者是其他的方向進行雙向布置，而且這兩個方向的側(cè)向剛度不應(yīng)該相差過大；為了避免剛度突變，宜自下到上連續(xù)布置；門窗洞口宜成列布置、上下對齊，構(gòu)成了明確的墻肢和連梁；注意要避免造成墻肢寬度相差太多的洞口。剪力墻結(jié)構(gòu)中墻與樓板組成受力體系，承擔了豎向荷載（重力）、抵抗水平荷載（風、地震等），作為重要的受力構(gòu)件，不能強制拆除或破壞，這樣的話不利于形成較大的空間，從而造成住戶無法對室內(nèi)布局進行自行改造，而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在剪力墻方面采用的是寬度（肢厚比）較小的那種，這樣使得住戶可以在一定范圍內(nèi)對室內(nèi)布局進行改造，增加了自由靈活性。但是，受力性能、經(jīng)濟造價方面也存在一定缺陷，我們對此進行以下分析。

3.2短肢剪力墻的設(shè)計要求

短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻�？墒且驗槎讨�剪力墻抗震的性能較一般，地震區(qū)應(yīng)用經(jīng)驗不多，為安全起見，規(guī)劃與設(shè)計在高層住宅結(jié)構(gòu)中短肢剪力墻布置不應(yīng)該過多的使用，不應(yīng)該全部使用短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻承擔的傾覆力矩不小于結(jié)構(gòu)底部總傾覆力矩的30％時，稱為具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)�？拐鹪O(shè)計時，短肢剪力墻的設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）短肢剪力墻的截面厚度在底部的相應(yīng)加強部位不應(yīng)小于200mm，其他部分尚不應(yīng)小于180mm。

（2）一、二、三級的短肢剪力墻的軸壓比，分別不應(yīng)該大于0.45、0.50、0.55。

（3）一字形截面短肢剪力墻的軸壓比限值應(yīng)相應(yīng)減少0.1。

（4）短肢剪力墻的剪力設(shè)計值在一、二、三級時應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4、1.2和1.1。短肢剪力墻的全部豎向鋼筋的配筋率，在底部的加強部位一、二級不宜小于1.2%，三、四級不宜小于1.0%；其他部位一、二級不宜小于1.0%，三、四級不宜小于0.8%。

（5）一字形短肢剪力墻不適用，不宜在一字形短肢剪力墻上布置平面外與之相交的單側(cè)樓面梁。通過以上分析可以看出，短肢剪力墻對厚度、軸壓比、配筋率均有較高的要求，因此我們在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中因盡量避免短肢剪力墻的運用。避免短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的做法為：保證一般剪力墻的面積數(shù)超過剪力墻面積的50%。

4剪力墻結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性控制

如何控制建筑造價是業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的重中之重，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計人員來說需要利用清晰的結(jié)構(gòu)概念進行設(shè)計，使結(jié)構(gòu)在滿足造價經(jīng)濟的同時具有足夠的安全儲備�？刂萍袅�墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)含鋼量可以通過以下幾個方向來解決：剪力墻的整體剛度控制、合理墻間距、軸壓比、整體布墻率等。

4.1整體布墻率

剪力墻的剪力墻自重占結(jié)構(gòu)自重一半以上屬于小開間剪力墻體系，當剪力墻較多、結(jié)構(gòu)自重較大，造成的結(jié)果是：增加基礎(chǔ)用量，基礎(chǔ)、墻體用鋼量較大，且造成結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度過大，對于抗震不利。通常剪力墻間距為4~5m之間為最經(jīng)濟的間距，墻肢之間用連梁或框架梁連接。

4.2從用鋼量方面考慮

剪力墻以及邊緣構(gòu)件的配筋原則為：（1）剪力墻豎向和水平分布鋼筋的配筋率，一、二、三級時均不應(yīng)小于0.25％，四級和非抗震設(shè)計時均不應(yīng)小于0.20％。（2）剪力墻的豎向和水平分布鋼筋的間距均不宜大于300mm，直徑不應(yīng)小于8mm。剪力墻的豎向和水平分布鋼筋的直徑不宜大于墻厚的1/10。（3）房屋頂層剪力墻、長矩形平面房屋的樓梯間和電梯間剪力墻、端開間縱向剪力墻以及端山墻的水平和豎向分布鋼筋的配筋率都必須大于0.25％，間距都必須小于200mm。（4）剪力墻約束邊緣構(gòu)件的豎向鋼筋除應(yīng)滿足正截面受壓（受拉）承載力計算要求外，其配筋率一、二、三級時分別不應(yīng)小于1.2％、1.0％和1.0％，并分別不應(yīng)少于8準16、6準16和6準14的鋼筋（準表示鋼筋直徑）。

4.3從概念設(shè)計方面考慮

剪力墻應(yīng)該盡量布置在結(jié)構(gòu)周邊的外圍護墻處，在中部應(yīng)該減少剪力墻的布置，對其實施弱化處理，達到強周邊弱中部的效果；剪力墻的布置宜分散、均勻，在設(shè)計布置結(jié)構(gòu)墻肢時應(yīng)當避免出現(xiàn)過長墻（＞8m），這樣變化使得結(jié)構(gòu)各墻肢均勻受力，協(xié)同工作。而在避免出現(xiàn)這個方面，如果單片剪力墻過長這樣便會剪力墻在承受水平地震作用時長片剪力墻的破壞形式上呈現(xiàn)純剪切破壞，這種破壞形式屬于抗震延性極差的脆性破壞形式。所以在設(shè)計時應(yīng)控制剪力墻的墻長不超過6m，超過6m的剪力墻則會采用設(shè)置洞口的方法來分割墻體使其分成成不大于6m的墻肢。

4.4剪力墻設(shè)計的注意要點

通常為了防止混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫，與此同時使剪力墻擁有一定的出平面抗彎能力，高層建筑的剪力墻不能夠使用單排配筋。高層建筑的剪力墻厚度相對比較大，當剪力墻厚度超過400mm時，如果只是使用雙排配筋，形成中部大面積的素混凝土，這樣便會使得剪力墻截面應(yīng)力不均勻分布，因此可采用三排或四排配筋方案，截面設(shè)計所需要的配筋可分布在各排中，靠墻面的配筋可略大。在各排配筋之間需要用拉筋互相聯(lián)系。當雙肢中一個剪力墻墻肢出現(xiàn)了小偏心受拉，該墻肢也許會出現(xiàn)水平通縫，這樣就會嚴重削弱剪力墻的抗剪能力，抗側(cè)剛度也會退化得十分嚴重，由荷載產(chǎn)生的剪力將會轉(zhuǎn)運到另一個墻肢而這樣的話就超出了另一墻肢抗剪承載力。因此，要留心避免墻肢出現(xiàn)小偏心受拉情況。當墻肢出現(xiàn)大偏心受拉時，墻肢非常容易出現(xiàn)裂縫，從而造成其剛度的退化，剪力會在墻肢中重分配，此時，可將另一受壓墻肢按照彈性計算的剪力設(shè)計值乘以1.25增大系數(shù)后計算水平鋼筋，以提高其受剪承載力。在地震作用的反復(fù)荷載下，兩個墻肢都要增大設(shè)計剪力。

5結(jié)束語

簡而言之，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計是非常重要的，設(shè)計的好壞和建筑的安全性、適用性、經(jīng)濟性以及合理性有直接的聯(lián)系。所以，在對剪力墻進行設(shè)計和布局時，必須要采用科學的技術(shù)手段進行計量分析，在設(shè)計時應(yīng)該嚴格遵守剪力墻設(shè)計的各項標準要求，使剪力墻結(jié)構(gòu)更加的科學、經(jīng)濟、有效。

參考文獻

[1]馮中偉，劉宜豐.高層剪力墻住宅結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].建筑結(jié)構(gòu)，2010（14）：78~80.

[2]朱容顏.簡析淮安某住宅樓工程剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].今日科苑，2013（08）：45~47.

[3]李函雯.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點探討[J].廣東建筑工程，2011（06）：601~603.