剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用探析

常 璐

(晉城市建筑設(shè)計(jì)院,山西 晉城 048000)

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剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用探析

常 璐

(晉城市建筑設(shè)計(jì)院,山西 晉城 048000)

介紹了剪力墻的相關(guān)概述及設(shè)計(jì)時(shí)需遵循的原則，確定了長(zhǎng)度與厚度的數(shù)值選取方法，從合理定位、平面布置、墻肢截面厚度、邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)等方面，分析了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，從而保證建筑的質(zhì)量。

剪力墻，建筑質(zhì)量，鋼筋，水平荷載

0 引言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是我國(guó)建筑行業(yè)當(dāng)中非常重要的一個(gè)部分，也是涉及到建筑質(zhì)量的關(guān)鍵。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，剪力墻是關(guān)鍵的部分，對(duì)于保持建筑穩(wěn)定，防風(fēng)防震都有重要的作用，如果沒有設(shè)計(jì)好剪力墻，將對(duì)使用者造成極大的安全隱患。所以說，剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的。本文著力分析了剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并給予了一定的建議。

1 剪力墻的相關(guān)概述

剪力墻，又被稱作抗震墻、抗風(fēng)墻，或者是結(jié)構(gòu)墻。從名稱當(dāng)中我們就可以明確的看出，剪力墻是事關(guān)建筑質(zhì)量高低的關(guān)鍵。房屋或者是建筑物中主要用來承受風(fēng)荷載或者是地震作用所引起的水平荷載和豎向荷載(重力)的就是剪力墻，同時(shí)，也可以防止結(jié)構(gòu)剪切破壞。剪力墻是否堅(jiān)固對(duì)于建筑物來說是非常重要的，所以，一般是用鋼筋混凝土做成，以達(dá)到對(duì)墻體的加固作用。一般說來，剪力墻可以分為平面剪力墻和筒體剪力墻。這兩種剪力墻各有特點(diǎn)，在樓體當(dāng)中都是非常重要的。其中，平面剪力墻主要用于鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)、升板結(jié)構(gòu)和無梁樓蓋體系當(dāng)中，能夠有效的提高墻體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)，對(duì)于抗倒塌能力的提高也有一定的作用。筒體剪力墻一般用在高層的建筑和高聳的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，在目前建筑行業(yè)應(yīng)用是非常廣泛的，一般是由樓梯間、電梯間和輔助用房的隔墻圍成，筒壁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土的墻體，剛度和強(qiáng)度都非常高，可以承受很大的水平荷載，從而對(duì)墻體整體質(zhì)量的提高起到非常重要的作用[1]。剪力墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面。第一，結(jié)合建筑平面，利用間隔墻位置來布置豎向構(gòu)件，基本上不與建筑使用功能發(fā)生矛盾；第二，墻的數(shù)量可多可少，肢長(zhǎng)可長(zhǎng)可短，主要視抗側(cè)力的需要而定，還可通過不同的尺寸和布置來調(diào)整剛度中心的位置；第三，能靈活布置，可選擇的方案較多，樓蓋方案簡(jiǎn)單。

2 剪力墻設(shè)計(jì)需遵循的原則

在剪力墻的設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們需要遵循一些原則，包括對(duì)墻體進(jìn)行受力分析、平面內(nèi)搭接以及調(diào)整超限等等，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是我們所必須做好的。第一，對(duì)墻體進(jìn)行受力分析，這是進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)的第一步。在建筑的設(shè)計(jì)當(dāng)中，每一面墻所涉及到的力都是非常多的，剪力墻更是這樣，所以，我們?cè)谶M(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)的時(shí)候，就必須先分析好其受力的情況，從而在建設(shè)完成后保證剪力墻的質(zhì)量和使用的效果。第二，平面內(nèi)搭接。通常情況下，墻體在同一個(gè)平面內(nèi)的承載力和剛度是相對(duì)較大的，剪力墻也是如此。剪力墻也是其自身特點(diǎn)所決定的，與此同時(shí)，在平面外，剛度和承載力就要相對(duì)較小了。在這種情況下，是容易產(chǎn)生平面外彎矩的，主要是由于剪力墻連接了平面外梁體，這是一個(gè)比較大的安全隱患，因?yàn)樵谝话愕慕ㄖこ坍?dāng)中，是不會(huì)對(duì)剪力墻的承載力和平面外剛度等參數(shù)進(jìn)行測(cè)算的，這樣，墻體的受力情況就會(huì)不準(zhǔn)確。從這一點(diǎn)來看，相關(guān)單位和人員在設(shè)計(jì)剪力墻的時(shí)候，一定不能將平面外連接設(shè)計(jì)進(jìn)去，在特殊的情況下，如果確實(shí)無法避免平面外連接，就必須要進(jìn)行剪力墻的加固措施，從而確保剪力墻的安全，防止出現(xiàn)問題。第三，調(diào)整超限。連梁是調(diào)整超限原則的主體，從參數(shù)上來看，跨高一般來說是要大于2.5的，這樣的設(shè)定相對(duì)比較安全，超限的情況不會(huì)發(fā)生，同時(shí)，也能夠防止出現(xiàn)彎矩，而如果跨高比過大，超過了5，在剪力墻的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，就必須按照框架梁的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，堅(jiān)決避免對(duì)其的剛度進(jìn)行折減[2]。如果跨高比的數(shù)值超過5，但不超過6，在剪力墻的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，要切實(shí)把握好這些原則，從而避免安全隱患。同時(shí)，也能夠進(jìn)一步的幫助企業(yè)降低生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)的成本，也就等于提高了利潤(rùn)，對(duì)于企業(yè)的發(fā)展是非常有幫助的。

3 剪力墻的長(zhǎng)度與厚度的選取

在剪力墻的設(shè)計(jì)當(dāng)中，長(zhǎng)度和厚度是非常重要的兩個(gè)指標(biāo)，對(duì)于剪力墻的設(shè)計(jì)以及后期的施工具有非常關(guān)鍵的作用。一般來說，在選取剪力墻的長(zhǎng)度和厚度時(shí)，要按照雙向受力結(jié)構(gòu)以及柱型受力結(jié)構(gòu)的特性來設(shè)計(jì)。

3.1 剪力墻長(zhǎng)度的確定

剪力墻的長(zhǎng)度是其設(shè)計(jì)和建設(shè)過程當(dāng)中一個(gè)非常重要的參數(shù)，對(duì)于其保證剪力墻的穩(wěn)定性和外觀具有非常關(guān)鍵的作用。通常來看，剪力墻的長(zhǎng)度要小于8 m，同時(shí)，近年來，我國(guó)對(duì)剪力墻的長(zhǎng)度有了更深刻的認(rèn)識(shí)，如果要提高剪力墻的延伸性，防止外力對(duì)于墻體所造成的破壞，我們可以考慮在設(shè)計(jì)的過程中引入彎曲設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)高度和寬度比相差較大的情況。這樣，就可以有效的提高剪力墻的延伸性，減小損害[3]。

3.2 剪力墻厚度的確定

除了剪力墻的長(zhǎng)度以外，剪力墻的厚度又是另外一個(gè)非常重要的指標(biāo)。由于剪力墻在房屋建設(shè)中居于重要的位置，是承載自然災(zāi)害以及安全事故的關(guān)鍵性墻體，所以，一般來說，對(duì)于剪力墻的厚度要求是比較高的。近年來，我國(guó)對(duì)于建筑的要求非常高，不單單要求質(zhì)量，對(duì)于美觀度的重視程度也很高，所以，剪力墻厚度的選擇要根據(jù)建筑的具體高度和建設(shè)的情況來進(jìn)行，特殊的建筑要采取概念性的設(shè)計(jì)方式。在實(shí)際的工作過程當(dāng)中，我們要合理的選取剪力墻的長(zhǎng)度、厚度，從而提高建筑的質(zhì)量和穩(wěn)定性，同時(shí)，要盡量減小厚度，達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)結(jié)果。

4 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

剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵部分，本文著力從剪力墻的合理定位、平面布置、墻肢截面厚度、剪力墻連梁鋼筋配置、對(duì)剪力墻墻身鋼筋進(jìn)行分析、邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)六個(gè)方面進(jìn)行敘述。

4.1 剪力墻的合理定位

剪力墻在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)盡量把剛度中心與質(zhì)量中心重合到一起，這就需要在平面布置當(dāng)中保證均勻、對(duì)稱，這樣，對(duì)于墻體的穩(wěn)定性是非常有幫助的。

4.2 平面布置

平面布置是剪力墻設(shè)計(jì)過程當(dāng)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，如果平面布置出現(xiàn)問題，那么剪力墻的質(zhì)量則會(huì)造成較大的影響。在平面布置的過程當(dāng)中，我們要嚴(yán)格按照均勻、對(duì)稱的原則進(jìn)行[4]。保證剪力墻的剛度中心和質(zhì)量中心重合，減小剪力墻的扭矩，這對(duì)于保證其穩(wěn)定性具有重要的作用。與此同時(shí)，對(duì)于剪力墻來說，沿著主軸走向進(jìn)行多項(xiàng)布置是比較理想的，這樣能夠保證剪力墻的功能得到最大限度的發(fā)揮，特別是進(jìn)行抗震功能的設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量避免單向墻的設(shè)計(jì)。

4.3 墻肢截面厚度

由于剪力墻在建筑設(shè)計(jì)中的重要性，所以，建筑行業(yè)對(duì)于剪力墻的墻肢截面厚度進(jìn)行了準(zhǔn)確的規(guī)范，規(guī)定了厚度的最小值[5]。特殊的，對(duì)于短肢剪力墻，規(guī)定底部加強(qiáng)部位的厚度要大于20 cm，而其他部位要大于18 cm，這樣，對(duì)于剪力墻的強(qiáng)度和剛度是有保證的，能夠很好的提升其質(zhì)量，從而保證剪力墻的正常使用。

4.4 剪力墻連梁的鋼筋配置

在建筑設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，連梁是一個(gè)非常重要的部分，且質(zhì)量的好壞將直接影響到結(jié)構(gòu)的剛性和承載力，而這兩個(gè)指標(biāo)則直接決定了建筑抗自然災(zāi)害以及外力破壞的能力。在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，相關(guān)單位和個(gè)人要給予連梁充分的重視，特別是其鋼筋配置。控制好鋼筋的配置，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，防止出現(xiàn)質(zhì)量問題，不利于剪力墻的有效使用。

4.5 對(duì)剪力墻墻身的鋼筋進(jìn)行分析

對(duì)于剪力墻本身來說，鋼筋是非常關(guān)鍵的部分，對(duì)于提升剪力墻的強(qiáng)度起到了重要的作用，一般來說，剪力墻的配筋率是要高于0.2%的，這是抗震的要求，主要是針對(duì)四級(jí)抗震指標(biāo)，而如果要求更高，則需要配筋率高于0.25%，這樣，才能進(jìn)一步的提高剪力墻的強(qiáng)度和剛度，從而保證其功能和質(zhì)量。

4.6 邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)

邊緣構(gòu)件的主要功能是提高剪力墻的延伸性，防止水平位移現(xiàn)象的發(fā)生，提高抗剪能力，一般來說，剪力墻的邊緣構(gòu)件包括暗柱以及端柱等等，在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，相關(guān)單位要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)行，提高剪力墻的質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

在建筑的設(shè)計(jì)當(dāng)中，剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的一個(gè)部分，相關(guān)單位要著力做好這項(xiàng)工作，提高建筑的抗震功能，保證建筑的質(zhì)量，從而為人們的正常居住打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，防止安全隱患的發(fā)生。

[1] 付艷強(qiáng).論剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技風(fēng),2014(1):142-143.

[2] 許曉冬.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析[J].黑龍江科技信息,2014(23):251.

[3] 趙 宇.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)用分析[J].科技傳播,2012(17):45-46.

[4] 王小引.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)用分析[J].門窗,2015(3):116,118.

[5] 李冠華.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].江蘇科技信息,2015(28):73-74.

On application of shearing wall structural design in design of architectural structures

Chang Lu

(Jincheng Architectural Design Institute, Jincheng 048000, China)

The paper introduces the related survey of the shearing wall and principles for the design, identifies the numeric value selection for the length and thickness, and analyzes the application of the shearing wall design in the design for the architectural structures from the reasonable positioning, plane allocation, thickness of cross walls, and design for edge members, so as to ensure the quality of the buildings.

shearing wall, architectural quality, reinforcement, horizontal loading

1009-6825(2017)16-0045-02

2017-03-22

常 璐(1982- )，男，工程師

TU318

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