剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初探

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，住宅類(lèi)建筑不斷地向高層及超高層發(fā)展，這已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。高層住宅一般多采用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，已經(jīng)越來(lái)越多地讓一些建筑設(shè)計(jì)者所關(guān)注。本文通過(guò)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)體系的分析理解，初步地從剪力墻的概念、功效、優(yōu)缺點(diǎn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面進(jìn)行探討，總結(jié)和歸納出剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用的最佳方案。

關(guān)鍵詞：剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；方案；問(wèn)題

引言：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市土地面積變得越來(lái)越緊張，住宅類(lèi)建筑不斷地向高層及超高層發(fā)展，這已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。高層住宅一般多采用剪力墻結(jié)構(gòu)體系，同一建筑平面方案設(shè)計(jì)，對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)墻體布置，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)存在著很大的差異，主要顯示的指標(biāo)是混凝土用量，以及含鋼量的差距比較大。目前我國(guó)房地產(chǎn)業(yè)的迅猛的發(fā)展，使不少房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商要求設(shè)計(jì)單位，不斷地壓縮工程投資，有些甚至采用限額設(shè)計(jì)，限制鋼筋使用的數(shù)量。由于高層住宅建設(shè)面積廣用料量大，如果不注意提高建筑的質(zhì)量，就會(huì)帶來(lái)很多的隱患，特別是對(duì)于一些地震區(qū)的建筑施工，更需要謹(jǐn)慎和小心[1]。作為一名結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者，如何執(zhí)行好國(guó)家對(duì)于剪力墻要求的設(shè)計(jì)規(guī)范，在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)合理，是一直值得詳細(xì)思考的重要問(wèn)題，所以對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和探討，將十分有利于建筑施工，為不斷提升高質(zhì)量的建筑，是一門(mén)必不可少的課題。

1 剪力墻的概念和結(jié)構(gòu)效能

圖1，設(shè)置墻片在水平力作用下的墻片

1.1 剪力墻的概念

剪力墻，可以定義為剛度較大，一般可以作為鋼筋混凝土的墻片，可以包括（如圖1，設(shè)置墻片和在水平力作用下的墻片），這種墻片能夠在水平力的作用下抗彎慣性大，抗側(cè)剛度比框架柱有很大的提高，抗剪強(qiáng)度也增大得多。這種墻能夠?yàn)榉课莩袚?dān)很大的抗剪強(qiáng)度和抗剪剛度，所以稱為剪力墻[2]。對(duì)于建筑物的豎向方向的承重構(gòu)件，一般主要是由墻體來(lái)承擔(dān)，這種墻體既能夠承擔(dān)起水平構(gòu)件方向傳來(lái)的豎向荷載，又要承擔(dān)起風(fēng)力，以及由于地震作用傳來(lái)的力。所以剪力墻也可以定義為“抗震墻”或者“抗剪墻”。

1.2 剪力墻的結(jié)構(gòu)效能

剪力墻作為建筑物的分隔墻，以及圍護(hù)墻，因此對(duì)于墻體的設(shè)計(jì)，需要滿足建筑平面設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這兩個(gè)要求。對(duì)于剪力墻的結(jié)構(gòu)體系，需要有很好的承載能力，還要有一定的整體性和空間性作用，這樣才會(huì)有使比框架結(jié)構(gòu)，更好的承受抗側(cè)力能力。只有這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才會(huì)建造施工較高的建筑物。

1.3 剪力墻的結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

采取剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑的優(yōu)點(diǎn)，是側(cè)向剛度比較大，對(duì)于水平方向荷載作用下側(cè)移較小；采取剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑的缺點(diǎn)，是對(duì)于剪力墻的間距，存在著一定的限制，使得建筑平面的設(shè)計(jì)不靈活，不適合大空間的公共建筑，另外由于剪力墻結(jié)構(gòu)本身的自重也較大，由于靈活性差，一般只能適用于住宅、公寓、旅館等場(chǎng)所[3]。采用剪力墻結(jié)構(gòu)施工的建筑，一般的樓蓋結(jié)構(gòu)都采用平板設(shè)計(jì)，所以可以不設(shè)梁，這樣可以使空間得到充分利用，還可以節(jié)約樓層的層高，使工程造價(jià)得到有效的降低。

2 對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討

2.1 框架與剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系

這種剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，是一種由框架與剪力墻相互組合而成的結(jié)構(gòu)體系，適用于需要有局部大空間的建筑，這在局部大空間采用框架結(jié)構(gòu)，還可以用剪力墻的結(jié)構(gòu)，來(lái)提高建筑物的抗側(cè)能力，從而更優(yōu)質(zhì)地滿足高層建筑的要求[4]。

2.2 普通剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系

這種普通剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就是一種完全由剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。

2.3 框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系

這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，是一種當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)的底部，需要在施工中有大的空間，當(dāng)剪力墻在建造過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)全部落地時(shí)，就需要采用這種以底部框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作輔助，幫助剪力墻實(shí)現(xiàn)落地功能[5]。

3 對(duì)于剪力墻合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的思考

對(duì)于層數(shù)低于20層以下的高層住宅，可以相對(duì)應(yīng)地采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系。對(duì)于20層以下的高層住宅，采用傳統(tǒng)的剪力墻的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，墻體的配筋為構(gòu)造配筋，墻體承載能力沒(méi)有得到充分的發(fā)揮，工程費(fèi)用比較偏高[6]。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，可以采用一種通過(guò)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，具體做法就是有效地利用，建筑平面中部的抗側(cè)剛度很大的電梯間，將這做為一個(gè)抵抗水平力的核心，這個(gè)核心是由很多片剪力墻組成，是可以用來(lái)抵抗由風(fēng)荷載和地震引起的水平力。在一般情況下，不能將這部分剪力墻，做成短肢剪力墻，需要在剪力墻的長(zhǎng)度超過(guò)8m時(shí)，在其中間開(kāi)一個(gè)結(jié)構(gòu)洞，使這面剪力墻成為一面雙肢剪力墻[7]。除剪力墻的核心區(qū)之外的各片剪力墻，需要看這些墻片所處的位置不同，將其從多個(gè)角度分割成若干個(gè)“L”型、“一”型“T”型字短肢剪力墻，對(duì)于建筑平面上，這些短肢剪力墻，需要承擔(dān)結(jié)構(gòu)的豎向荷載，使各墻肢之間可以由連梁連接，形成一種協(xié)同合作的關(guān)系，使剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案更加趨于合理，從而使整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形成一個(gè)完善的抗震體系。短肢剪力墻體系，是由全剪力墻體系組成，通過(guò)開(kāi)設(shè)結(jié)構(gòu)洞形成，從受力性能上分析，一般屬于大開(kāi)口剪力墻，保持著較好的抗震性能[8]。因此，要想尋找出更為合理的剪力墻合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，只有不斷地通過(guò)實(shí)踐進(jìn)行思考，才會(huì)尋找到最佳的方案。解決建筑施工過(guò)程中所存在的實(shí)際問(wèn)題。

總之，對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在這里只能做初步的思索和探討，可以通過(guò)對(duì)高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的理解，進(jìn)一步地按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，來(lái)滿足建筑規(guī)范中所要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，不斷地尋找出更為優(yōu)化的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)加工，從而達(dá)到提升建筑工程質(zhì)量的目的。

參考文獻(xiàn)

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