建筑工程结构设计中的剪力墙设计研究

2016-07-14桑丹辉

科学中国人 2016年30期

关键词：墙肢洞口剪力墙

桑丹辉

吉林省光大建筑设计有限公司

建筑工程结构设计中的剪力墙设计研究

桑丹辉

吉林省光大建筑设计有限公司

在经济水平提升的背景下，为我国建筑行业的发展创造了良好的空间。同时，建筑行业是国家支柱产业，对经济增强发挥了主要作用。当前，人们对建筑物的功能和安全性有了更高的要求，为了提高建筑物的抗震性和结构的刚度，在建筑工程结构设计过程中，采取的是剪力墙结构，为了确保建筑结构的稳定性有所保证。因此，本文针对建筑工程结构设计中的剪力墙设计进行了研究，通过对剪力墙实施优化设计，从而增强建筑工程结构的稳定性。

建筑工程；结构设计；剪力墙设计

在我国经济飞速发展的背景下，建筑行业呈现出快速稳定的发展趋势，其整体的结构设计水平有了大幅度的提升，从而确保了建筑工程在质量方面的安全保障。剪力墙设计属于建筑工程结构设计的重要组成部分，其设计的质量会直接影响到整个施工项目的安全稳定。因此，必须对剪力墙结构进行设计。

一、剪力墙设计的内涵

对于剪力墙而言，其又称之为结构墙、挡风墙或者是抗震墙，剪力墙设计是在全新的的设计理念，通过合理的设计，确保剪力墙结构能够承担一定的风载荷，也能够承载由于地震引起的水平载荷。总之，通过设计剪力墙结构，与之前的结构相比，尽管在设计方式上没有较大的差异性，但剪力墙的结构稳定性更强，能够承担更多的强度。设计人员在设计剪力墙时，应当注意一下几个方面，为了保证设计更加规范，要对各个方面进行精确测量，对墙体水平和竖直方向的作用力，还有墙体整体结构能够承担的作用力，一定在在墙体承受的允许范围内。同时，对墙体的正截面承载力予以正确计算，针对斜截面所承受的剪承力，要对其进行合理的分析和计算，通过合理的计算，从而提升剪力墙整体结构的载荷能力，为建筑工程建设奠定良好基础。

二、剪力墙结构的主要类型

（一）小洞口的剪力墙

对于小洞口的剪力墙而言，尽管其洞口比较小，但从整体角度来看，剪力墙的洞口面积超过了15%，剪力墙发生的变形以弯曲型为主，从整体墙肢的高度来看，其并不没有反弯点，并且弯矩图的重要位置也发生了相应的变化。

（二）不洞口或洞口面积小于15%的剪力墙

在对剪力墙结合类型进行分类过程中，通常根据剪力墙的洞口大小以及是否洞口进行，其中，小洞口的剪力墙的一种，对于界面剪力墙或者是实体墙而言，其洞口面积比较小，甚至是其没有洞口。一般来讲，这种结构的剪力墙产生变形时，主要以曲形为主，其实，小洞口的剪力墙特别像整体悬挂的墙，从整体墙肢高度上来看，弯矩图中并没有弯点，而且也不会产生变化，从而让剪力墙结构的稳定性更强。

（三）壁式框架剪力墙

通常情况下，壁式框架剪力墙的洞口尺寸较大，对于墙肢线与连梁线二者而言，二者的刚度有些相似，壁式框架剪力墙的受力墙发生变形时，主要形状是剪切型，对于其受力特点来讲，和框架结构有着相似之处。当前，在高层建筑建设过程中，大部分楼层会存在反弯点，在楼层的一些地方，存在的弯矩图也会产生变化。

（四）双肢或者多肢剪力墙

剪力墙结构主要包含四种，双肢或者多肢剪力墙也是其中一种，针对于双肢或者多肢剪力墙，其洞口比较大，在一定程度上洞口成列的进行分布，从洞口较大来讲，尽管双肢或者多肢剪力墙和整体小洞口剪力墙的洞口程度有一定的差异性，可是从受力特点来分析，二者却有着相似之处。

三、建筑工程结构设计中的剪力墙设计

（一）严格按照原则进行设计

在建筑结合设计时，剪力墙设计是项十分主要的内容，关系到建筑物整体结构的稳定性，所以为了提高剪力墙设计的质量，应当严格按照原则进行设计。

在设计期间，要遵循剪力墙连梁超限调整原则，针对剪力墙跨高低于2.5的连梁，为了避免存在弯矩与剪力超过限度的状况，要将剪力墙连梁跨高比控制在2.5以上，如果连梁跨高比高于5，应该框架梁予以设计。同时，为了增强建筑工程剪力墙的性能和强度，尤其是确保剪力墙具有良好的抗震性，要使得剪力墙的竖直和水平分布筋的筋配率能够符合规范，保证四级抗震和非抗震设计系的配筋率超过0.20%；对于一、二和三级抗震剪力墙，配筋率0.25%。此外，对矩形截面墙的极限也有严格要求，承载力高于40%，从而实现对建筑工程剪力墙的优化设计［1］。

（二）设计时注意一些内容

在建筑工程结合设计过程中，为了确保剪力墙设计更加科学，为建筑工程整体质量的提高提供有利保障，在实际设计时要注意一些内容。第一，剪力墙结构的厚度。在建筑工程结构设计过程中，为了确保剪力墙的抗震效果能够符合规范，在设计时要考虑到剪力墙结构的厚度，根据有关抗震规范，对剪力墙结构的厚度有了明确规定，对于剪力墙的底部，要加大墙的厚度要高于200毫米，进而达到一级或者是二级抗震等级，但剪力墙的厚度不要低于楼层高度的十六分之一。针对其他地方，最好不要小于160毫米。在剪力墙结构设计期间，如果建筑物的情况比较特殊，要实施概念设计分析，设计人员按照相关规范，严格控制墙肢轴压比，保证整体的剪力墙能够有效连结，进而降低墙的厚度，实现对建筑工程剪力墙结构的合理设计［2］。

第二，控制墙肢的长度。在建筑工程剪力墙设计时，比较要考虑到剪力墙结构的厚度，而且需要控制墙肢的长度，剪力墙的墙肢长度又称之为墙肢截面高度。对于该长度，为了保证设计的规范新，其长度不要他高于8米。

在建筑工程剪力墙进行设计过程中，一定要保证剪力墙结构具有延性，在某种程度上，需要采取有效措施防止出现脆性的剪切破坏。基于此，对宽度比超过2的细高剪力墙进行设计，将其设计成高与宽的比值超过2的墙体，为了达到此设计效果，应当运用开设洞口的措施，将长墙平均分为长度小而且均匀的连肢墙，对于洞口而言，最佳的方法是采取约束弯矩小的若连梁［3］。