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

【摘 要】 剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是目前建筑施工領(lǐng)域中一項(xiàng)較為常見的施工技術(shù)，它具有抗側(cè)剛度大、良好的抗震性能、側(cè)移小等特點(diǎn)，并且在不同的結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用，特別是高層建筑方面的設(shè)計(jì)施工被頻繁應(yīng)用。本文對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，為今后建筑設(shè)計(jì)工作提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】 剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑應(yīng)用

0引言

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中剪力墻技術(shù)的優(yōu)勢十分的明顯，在新的環(huán)境之下能夠更好適應(yīng)建筑發(fā)展的需求，同時還可以滿足人們對建筑使用的需求，對提高建筑的質(zhì)量也具有重要作用。但是，剪力墻技術(shù)的應(yīng)用仍存在一些問題，所以，還需要進(jìn)行不斷的探索，提高發(fā)展剪力墻技術(shù)的水平，為發(fā)展建筑工程提供更可靠、更多的基礎(chǔ)保障。

1.概述剪力墻結(jié)構(gòu)

目前，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里不可缺少的設(shè)計(jì)工作，特別是高層的建筑中，應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更是重點(diǎn)的內(nèi)容。怎樣在確保建筑質(zhì)量的同時還可滿足人們對建筑的追求是設(shè)計(jì)師們所研究的重點(diǎn)，也是未來建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。發(fā)展與應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)正好彌補(bǔ)了這個問題，剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是發(fā)展建筑的必然產(chǎn)物，并且也使建筑的設(shè)計(jì)水平與質(zhì)量得到了有效的提高，也是未來發(fā)展建筑施工必然的趨勢。

1.1剪力墻結(jié)構(gòu)的概念

剪力墻結(jié)構(gòu)指的是建筑墻肢截面的高度和厚度的比值約為5到8范圍里的剪力墻體。當(dāng)剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)里較多時，剪力墻結(jié)構(gòu)采用剪力和筒體墻共同來抵抗水平的作用力。而在高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不宜全部采用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

剪力墻結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)，要求墻體所承受的第一振型底部的地震傾覆力矩要大于結(jié)構(gòu)總底部承受的地震傾覆力矩的一半。而且當(dāng)墻體比較少時，其承受的地震傾覆力矩的范圍可以減少大約15%到40%左右。

1.2剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

剪力墻又被稱作擋風(fēng)墻、結(jié)構(gòu)墻、抗震墻等，所以，剪力墻具有多種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在建筑是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻主要的作用是用來承載建筑物的負(fù)荷力，是以支撐作為核心的一種建筑結(jié)構(gòu)。一般而言，剪力墻結(jié)構(gòu)具有承載建筑物負(fù)荷力的作用，而且也擔(dān)任了建筑的“骨架”，是在樓板與墻體之間所構(gòu)建出的一種負(fù)荷體系結(jié)構(gòu)。

1.3剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要遵循如下原則：

1.3.1樓層層間與層高最大的位移之比原則

在規(guī)范和規(guī)定遇到地震較多的建筑樓層最大的彈性層間的位移值時，除以變形的彎曲度為主要形式的建筑外，在對其他建筑進(jìn)行計(jì)算時可不扣除其整體結(jié)構(gòu)的變形彎曲，而轉(zhuǎn)為扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算。在高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算中，計(jì)算其剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)大多是樓層之間的剪切變形與扭轉(zhuǎn)變形。其中，控制剪切變形基本是由豎向的構(gòu)件數(shù)量來決定的，但過多的豎向構(gòu)件會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，所以，其對高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減小扭轉(zhuǎn)的變形。

1.3.2連梁超限原則

在對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，其連梁跨高的比值通常要比2.5大。因?yàn)槿绻B梁跨高的比值比2.5小，就會導(dǎo)致墻體的剪力值和彎矩超過所規(guī)定的范圍。

1.3.3樓層最小的剪力系數(shù)原則

即指在設(shè)計(jì)剪力墻的承受地震傾覆力矩值時，要在不超過規(guī)定系數(shù)范圍的前提下盡量地減少剪力墻的布置，以便于樓層的最小剪力系數(shù)盡可能地接近設(shè)計(jì)要求所規(guī)范的限值。

2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

設(shè)計(jì)剪力墻的結(jié)構(gòu)時要明確剪力墻使用的目的，許多建筑選用剪力墻的結(jié)構(gòu)是提供建筑可靠的支撐，從而更好的使建筑的堅(jiān)固性加強(qiáng)，特別是抗震的效果，剪力墻的結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮更加好的作用，增加了建筑牢固的程度。另外，應(yīng)用剪力墻的結(jié)構(gòu)也是為了減少了對墻體造成人為的破壞，從而使建筑使用的壽命提高，使建筑的結(jié)構(gòu)整體性加強(qiáng)。

2.1合理控制剪力墻的寬度與高度比

因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)的寬度與高度常常較大，而且厚度很小，具有明顯的幾何特征，讓受力的形態(tài)明顯趨向于柱子的結(jié)構(gòu)。但是，因?yàn)樗椭拥慕Y(jié)構(gòu)最大的區(qū)別就是厚度和肢長之間具有顯著的差異，若比值過于小時，常常能夠按照柱體的結(jié)構(gòu)要求來對其進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，墻體的結(jié)構(gòu)為平面的構(gòu)件，它沿著平面的作用在承擔(dān)了相對應(yīng)的彎矩力、水平應(yīng)力以外，還要承擔(dān)豎向的壓力，所以在設(shè)計(jì)的過程中必須要滿足非彈性、延性以及彈性的要求。

2.2考慮墻的重力以及橫向的延展力

在對于進(jìn)行剪力墻承載能力的計(jì)算時，在計(jì)算帶翼墻寬度時，應(yīng)按照洞口與門窗間翼緣的寬度和剪力墻的間距最小值進(jìn)行取值，一般都是墻肢的總高度的1/10。

3剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

剪力墻的結(jié)構(gòu)具有剛度大、整體的性能好、用鋼量少等優(yōu)勢，目前廣泛應(yīng)用在高層的建筑工程中，但是因?yàn)槭覂?nèi)的布置不均勻，應(yīng)用在住宅的結(jié)構(gòu)里不斷的增多，如果是以現(xiàn)澆混凝土的結(jié)構(gòu)對承重墻與分隔墻進(jìn)行設(shè)計(jì)，也是比較的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，而且在整體性對室內(nèi)的布置方面也十分的有效。

4在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用主要由以下幾方面所表現(xiàn)：

4.1合理定位剪力墻

在設(shè)計(jì)的過程中，布置剪力墻最好要沿著建筑的主軸方向或者是其他方向進(jìn)行雙向設(shè)計(jì)，而且在抗震的設(shè)計(jì)方面，要盡可能的避免發(fā)生單向的有墻設(shè)計(jì)形式出現(xiàn)。具體的設(shè)計(jì)定位如下：

①在對建筑的正多邊形、圓形或是弧形的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，可以沿徑向或者是環(huán)向的方位來進(jìn)行剪力墻的布置。

②對于進(jìn)行一些i角形或者是Y形的平面結(jié)果設(shè)計(jì)時，可以沿著它自身三個軸線的方向來對剪力墻進(jìn)行布置。

③對一般的L形、矩形或T形等平面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，一般是要沿著其自身兩條軸線的方向來進(jìn)行剪力墻的設(shè)計(jì)。

總而言之，設(shè)計(jì)剪力墻的結(jié)構(gòu)平面時應(yīng)盡量本著均勻、對稱的原則來設(shè)計(jì)，并確保墻面結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心能夠完全的重合，以減少墻體發(fā)生扭矩的現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)內(nèi)外剪力墻的時候，則要遵循拉通、對直的設(shè)計(jì)原則。

4.2大墻肢的處理

在剪力墻的施工過程中因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)的本身就具有延伸性的要求，所以，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工中也應(yīng)該具備延展的特性，這對提升剪力墻結(jié)構(gòu)的工作力度和整體性有著重要的作用。一般在剪力墻的設(shè)計(jì)中十分容易造成高狀結(jié)構(gòu)的剪力墻形成，而且還容易形成彎曲破壞的形式以及剪力墻的結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)而導(dǎo)致脆性的破壞現(xiàn)象發(fā)生。

4.3墻體的配筋

對剪力墻的配筋進(jìn)行控制有利于工程的經(jīng)濟(jì)性及結(jié)構(gòu)的安全，對剪力墻的結(jié)構(gòu)來說，剪力墻的面廣量較大。墻體的配筋一般是將豎向的鋼筋放到內(nèi)側(cè)，將水平的鋼筋放到外側(cè)，而且配筋還必須要滿足規(guī)范及計(jì)算最小的配筋率。如果采用了雙向的鋼筋網(wǎng)片，迎水面的保護(hù)層厚度的取值至少大約在30毫米左右，能夠大大的使墻體的配筋得到節(jié)省。

5結(jié)束語

綜合上述，在社會不斷進(jìn)步與發(fā)展之際，人們對建筑物使用的要求變得越來越高，在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中為能夠更好適應(yīng)社會的發(fā)展需求，其使用的功能開始向著多元化進(jìn)行發(fā)展，這也對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也有所提高和改進(jìn)。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，常出現(xiàn)設(shè)計(jì)過于保守等不合理的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致產(chǎn)生資源的浪費(fèi)以及結(jié)構(gòu)隱患等眾多問題，本文通過結(jié)合了工程經(jīng)驗(yàn)，闡述了剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)之中的問題，并提出了解決的相應(yīng)措施，為今后建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面提高了借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]王海濤.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用【J】.門窗，2013.03：247；

[2]田琦.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【J】.中華建設(shè).2013.03：102-103；

[3]慶彥營.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【J】.中華民居.2013.08：17-18.