管窺建筑的剪力墻體系設計

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一、剪力墻結構設計的遵循原則

1.樓層最小剪力系數

關于樓層最小剪力系數原則，要求剪力墻結構設計的布置一定要不斷減少。最好設計大開間結構，使側向鋼度結構達到理想狀態。更為重要的是，樓層與樓層之間的剪力系數需要達到最小，盡量適中，不能超出所限制范圍，特別是對于短肢剪力墻的要求更為嚴格。因為它承受著地震傾覆力，所以它的整體總底部承受的傾覆力比不能超過1：4。遵循這樣的設計原則，剪力墻不但可以減輕結構自重，而且還能大大降低地震危害，同時又節約許多建筑經費。因此，剪力墻結構的施工一定要遵循樓層最小剪力系數的設計原則。

2.樓層間位移與層高

關于樓層間位移與層高，就要求剪力墻規范規定的最大樓層間位移計算一定要注意相關事項。若在地震頻繁的建立樓層，所用標準值產生的樓層計算。可以保留整體彎曲變形，需要計入扭轉變形在高層建筑中，因為當前的高層建筑重點考慮的就是樓層間的扭轉與剪力變形。具體地講，豎向構建數量決定著結構的剪切變形。但是在實際的建設過程中，合理的構建是關鍵。一旦結構不科學，勢必會引發過大的扭轉變形，這樣就無法達到樓層間對位移的基本要求。因此，針對目前的高層建筑，不但要考慮樓層間的位移，還要盡量減小施工過程中對剪力墻作用的扭轉變形，即剪力墻結構的施工一定要遵循樓層間位移與層高比例協調的設計原則。

3.剪力墻結構的超限

關于剪力墻結構的超限，就是說剪力墻結構的設計不能超所限范圍，一定要有章可循。由于剪力墻結構的連續跨高比太小時，將會直接引起彎矩出現及剪力過大現象。當跨高比小于5時，連續梁無法被拆減。所以，剪刀墻跨高比的正確選擇，最好要避免彎矩及剪力過量，盡量確保其規定范圍內。若能有效地用上這些規范原則，還能從根本上降低工程的成本。因此在設計剪力墻結構時，在符合相關規定的前提下，仍需多方面考慮其影響因素，以保證房屋整體的合理性。結構不能多也不能少，即剪力墻結構的施工一定要遵循剪力墻結構的超限問題的設計原則。

二、高層建筑剪力墻體結構設計

1.剪力墻界面厚度

合理設計剪力墻界面厚度，對于剪力墻的厚度而言，在整個建筑施工過程中也很重要。要求其厚度盡量小，主要是為了保證剪力墻平面的剛度，使其更加穩定。在設地時，首先要確認剪力墻的最小厚度。依據建筑物層高，以及無支長度的較小值進行計算。任何建筑都離不開抗震防范，對于高建筑剪力墻體抗震的結構設計而言，要求根據地震的具體大小設計底部加強區。地震大，底部加強區占用面積就會大，但是面積不能小于160mm等。

2.混凝土強度等級

合理設計混凝土強度等級，由于剪力墻對混凝土的要求非常高，而最少等級為C20。所以，在高層建筑剪力墻體結構設計中，要是剪力墻結構帶有筒體與短肢。一定要確保其中的混凝土強度大于或等于C25，這樣才能達到剪力墻對混凝土強度的等級要求。

3.鋼筋配筋最小值

合理設計鋼筋配筋最小值，要求在剪力墻結構設計中，首先要充分考慮豎向分布時鋼筋配筋率的最小值。這樣做的目的是為了進一步保證混凝土墻體在受到彎力時，出現的裂縫不會迅速達到抗彎極限，以防斜裂縫發生脆性而被剪拉破壞。

4.開洞構造的設計

合理進行開洞構造的設計，進一步優化高層建筑剪力墻體的整體結構設計，具體做法為：如果剪力墻結構中的開洞要求比較小，設計時一定要注意這個因素，使新設計的剪力墻結構截面的具有更好的承載力；也可以在鋼筋切斷集中處補足洞口，這時的鋼筋直徑最好大于或等于12mm。當然，其對剪力墻的開洞構造設計完畢后，正式施工還要依據現場情況。特別是邊緣構件的設置一定要與實際切近，不可憑空設計。

5.剪力墻結構體系

合理設計剪力墻結構體系，為了使高層建筑剪力墻結構體系更加合理科學，豎直方向荷載大部分情況較大。由于存在荷載，豎直方向往往會產生軸力，而使連續梁內出現彎矩情況。工程設計師在計算時，首先要按照其受力面積進行計算設計；如果是水平荷載，就要按照平面因素考慮。實際上，剪力墻結構計算工作屬于復雜型的，而且工作量非常大。這就要求設計師針對剪力墻結構的受力特點分別進行計算，從而使剪力墻結構體系的設計更加科學，更加完美。

三、結語

綜上所述，由于剪力墻結構不但結構安全可靠，而且還能使室內空間合理布局，所以高層建筑結構中剪力墻結構應用將會不斷興盛。在未來的建筑發展領域，剪力墻將是人們生活幸福的有力保障，其合理的設計布局將是建筑施工管理的首要任務。

作者：孫佩琳 黃菲菲 單位：青島理工大學建筑設計研究院