簡議建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求及其設(shè)計要點

王偉昊

天津市頤和城市建筑設(shè)計有限公司銀川分公司

簡議建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求及其設(shè)計要點

王偉昊

天津市頤和城市建筑設(shè)計有限公司銀川分公司

為了保證建筑及其構(gòu)筑物的堅固性，建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，剪力墻的建筑材料一般選用鋼筋混凝土。并且由于剪力墻結(jié)構(gòu)具有抗側(cè)剛度大、用鋼量小以及抗震性能強等優(yōu)點，目前已經(jīng)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用。基于此，本文概述了剪力墻，對建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求以及建筑工程中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進行了探討分析，旨在保障建筑工程的安全 使用。

建筑工程；剪力墻結(jié)構(gòu)；設(shè)計要求；設(shè)計要點

當前建筑剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于多層和高層鋼筋混凝土建筑中。在建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當中，施工單位會采用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平方向的各類荷載，從而有效地控制建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平力。以下就建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求及其設(shè)計要點進行了探討分析。

一、剪力墻的概述

剪力墻結(jié)構(gòu)工程具有抗側(cè)剛度大，能有效的減少側(cè)移，且具有較好的抗震性能等優(yōu)點。其主要是指在建筑工程中主要用來承受風荷載或者地震作用引起的水平荷載的墻體。其又被稱為抗風墻、抗震墻或者結(jié)構(gòu)墻，主要是指豎向的鋼筋混凝土墻板，建筑物的水平方向仍然是用鋼筋混凝土的大樓板搭載墻上的。由于剪力墻結(jié)構(gòu)不僅在性能上具有良好的抗震性，而且具有非常好的剛度，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

二、建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求主要表現(xiàn)為：(1)樓層之間最大位移和樓層高之間比例進行調(diào)整的要求。建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點主要集中在對樓層之間的扭轉(zhuǎn)變形和剪切變形的處理上。建筑物的剪切變形處理是用豎向構(gòu)件的數(shù)量進行控制的。因此，一旦豎向構(gòu)件的數(shù)量過多，剪力墻的剪重比例勢必變得偏大。這種不合理的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計將直接導致建筑樓層之間的扭轉(zhuǎn)變形，且變形的程度較大。在這種情況之下，剪力墻結(jié)構(gòu)同樣難以滿足建筑物樓層之間發(fā)生位移的需要。因此，在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，建筑物樓層之間的位移不能僅僅依靠豎向構(gòu)件的剛度進行調(diào)整，還應(yīng)該盡可能地減少樓層之間的扭轉(zhuǎn)變形，這就需要注意調(diào)整樓層之間最大位移和樓層高之間的比例。(2)樓層之間最小剪力系數(shù)的要求。在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，建筑物樓層之間應(yīng)該遵循調(diào)整最小剪力系數(shù)的原則。首先，在施工的過程當中，為了降低房屋及構(gòu)筑物的自身重量，進一步增強建筑物的抗震能力，應(yīng)該在短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩40%以內(nèi)的前提之下，盡量控制剪力墻的數(shù)量。其次，在遵循上一前提的基礎(chǔ)之上，對剪力墻進行大開間處理，使得剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度變得更好。這樣，建筑樓層之間的最小剪力系數(shù)將得到有效的控制，工程造價因此減少，有效地降低了建筑工程的成本。(3)剪力墻連梁超限進行調(diào)整的要求。剪力墻的跨高比小于2.5，可能會出現(xiàn)剪力和彎矩超過相應(yīng)的規(guī)定限度的現(xiàn)象。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計還應(yīng)該遵循剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁跨高比大于2.5的原則。應(yīng)該注意的是，剪力墻的連梁跨高比也不是越大越好，例如：在保證剪力墻連梁剛度不發(fā)生變化的前提下，當剪力墻的連梁跨高比在5～6之間的時候，剪力墻的剪力或者彎矩就會出現(xiàn)超出規(guī)定限值的現(xiàn)象，勢必導致剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常。所以，在剪力墻的連梁跨度比超過5時，應(yīng)該采用框架梁的方式進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計。總之在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，必須對剪力墻連梁的超限情況進行調(diào)整。

三、建筑工程中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點的分析

1、基礎(chǔ)方案合理設(shè)計的分析。基礎(chǔ)方案設(shè)計是建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，因此需要相關(guān)設(shè)計人員積極深入實際、展開考察、調(diào)查和研究，特別是要積極預防和處理可能會發(fā)生的質(zhì)量問題。具體的考察項目應(yīng)該包括工程所在地的地質(zhì)條件、水文狀況等等，同時要對設(shè)計技術(shù)標準、臨近工程項目的布局狀況等實行妥善、科學的規(guī)劃，只有這樣才能確保所設(shè)計出的基礎(chǔ)方案能夠積極發(fā)揮有效作用。相關(guān)設(shè)計工作者要本著不斷修改、更新與完善的原則，在已制定設(shè)計的基礎(chǔ)方案上進行完善，這樣才能確保其質(zhì)量。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的平面合理布置。建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，由于全部豎向荷載和水平力都是由鋼筋混凝土墻來承受的，因此剪力墻應(yīng)該沿著平面主要軸線的方向進行布置。并且在剪力墻的平面布置中，為了使剪力墻的質(zhì)量中心與其剛度中心保持一致，剪力墻的平面應(yīng)該盡量講究對稱，這樣還可以起到降低剪力墻扭矩的作用。另外，我們還應(yīng)該注意到，對于以抗震為主要目的的剪力墻結(jié)構(gòu)，在對其進行設(shè)計的時候應(yīng)該避免使用單向的平面布置形式，否則將大大影響剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震效果。

3、剪力墻暗柱鋼筋的科學配置。建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，依據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，一、二、三級剪力墻加強部位都必須設(shè)置暗柱、端柱。這主要是為了滿足抗震的要求，因為設(shè)置暗柱、端柱等邊緣構(gòu)件的剪力墻在地震作用下可以消耗大量的地震波能量，其邊緣構(gòu)件抗拉能力強，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性也有很大程度的提高。

4、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的承重構(gòu)件科學設(shè)計分析。建筑基礎(chǔ)方案設(shè)計確定后，相關(guān)設(shè)計人員需要依據(jù)有關(guān)制度、指標以及規(guī)范等來加強對承重構(gòu)件的設(shè)計，從而有效保證建筑主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量，確保其穩(wěn)定性、安全度。例如：要重點加強剪力墻承重構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計，集中把握剪力墻墻體自身的配筋率，根據(jù)我國當前制定并實施的一些指標中已經(jīng)明確規(guī)定：通常的剪力墻抗震有三個等級，水平方向、豎直方向的配筋率至少要在0.25%以上，同以往對比起來，當前的配筋率安排水平得到了顯著提高，甚至正在接近國際化水平，因此，要想確保剪力墻設(shè)計質(zhì)量，相關(guān)設(shè)計者就需要重點把握基礎(chǔ)方案設(shè)計，承重構(gòu)件的設(shè)計等等，要在遵循國家相關(guān)規(guī)定標準的基礎(chǔ)上注重一些科學指標以及工藝參數(shù)的正確選擇與完美結(jié)合。

結(jié)束語

建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程建設(shè)的主要目的是防止建筑結(jié)構(gòu)遭到剪切破壞。并且建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)不僅具有抗側(cè)剛度大，能有效的減少側(cè)移，而且具有較好的抗震性能等優(yōu)點，因此對建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計進行分析具有重要意義。

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