關(guān)于剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用探討

摘要：本文主要從剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本概念出發(fā)，闡述了剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，并對剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計措施進(jìn)行了分析，以期促進(jìn)未來剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用

1、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本概念

現(xiàn)如今，剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑施工設(shè)計中的應(yīng)用越來越廣泛，成為了建筑設(shè)計中必不可少的一項設(shè)計工作，尤其是在高層建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更是設(shè)計的重點內(nèi)容。如何在保證建筑物質(zhì)量的同時又能滿足人們對于建筑物新穎、個性的追求是每個設(shè)計師研究的重點內(nèi)容，也是建筑設(shè)計未來發(fā)展的方向。剪力墻結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用正好彌補了這一問題，采用剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑發(fā)展的必然產(chǎn)物，同時也有效的提高了建筑設(shè)計水平和建筑的質(zhì)量，也是建筑施工未來發(fā)展的必然趨勢。

剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土的墻板代替原來建筑物中的框架結(jié)構(gòu)，以便更好制約建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平力，最大程度承受建筑物產(chǎn)生的負(fù)載量。簡而言之，就是把建筑物之前承擔(dān)豎向和水平方向的負(fù)載墻體用鋼筋混凝土墻板代替。因剪力墻結(jié)構(gòu)有較好的經(jīng)濟(jì)效益，被廣泛地運用于我國大多數(shù)高層建筑中，節(jié)省了建筑資金的成本投入。雖然剪力墻結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點，但是在建筑結(jié)構(gòu)中也不可全部使用，否則會影響建筑物的質(zhì)量，縮短建筑物的使用壽命。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

2.1剪力墻合理平面布置

剪力墻的平面布置應(yīng)盡可能按照對稱、均勻原則，盡量使墻面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心和剛度中心完全重合，從而減少扭矩，對于內(nèi)外剪力墻則應(yīng)盡量拉通、對直；

2.1.1考慮到建筑物的抗震性能，剪力墻的結(jié)構(gòu)應(yīng)該避免單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式。

2.1.2剪力墻平面盡量均勻、對稱的布置，使墻面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心和剛度中心完全重合，減少扭矩，最好拉通、對直內(nèi)外剪力墻。

2.1.3剪力墻最好沿著主軸或者其他方向進(jìn)行雙向布置。

2.1.4為了發(fā)揮出剪力墻最佳的承載力和抗側(cè)力剛度，增加剪力墻可利用空間，應(yīng)該保證剪力墻具有合適的側(cè)向剛度，且其間距不能過密。

2.2剪力墻中大墻肢相關(guān)處理

由于剪力墻的結(jié)構(gòu)要具備良好延展性，對呈細(xì)高狀的剪力墻容易被設(shè)計成彎曲破壞的延性剪力墻，這樣可避免受到脆性的剪切破壞。在墻長度較長時，為滿足每墻段的寬高比均大于2，可通過開洞的方式分割長墻為均勻而小的獨立墻段。另外，在墻段長度較小時其受彎產(chǎn)生的裂縫寬度較小，能充分發(fā)揮墻體配筋的支撐作用。而對剪力墻結(jié)構(gòu)中，如存在較少長度大于8m的大墻肢，在理論計算中樓層的剪力大部分則將由這些大墻肢來承受。而小墻肢因為沒有足夠的配筋，使整個墻面結(jié)構(gòu)會受到全面破壞。為了防止發(fā)生這種不利現(xiàn)象，根據(jù)不同情況，對于長度超過8m的墻肢，可采取開計算洞和開施工洞處理方法。

2.3合理設(shè)置邊緣構(gòu)件

邊緣構(gòu)件通常分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件兩種類型，這兩種類型的邊緣構(gòu)件的應(yīng)用需要根據(jù)實際情況來進(jìn)行設(shè)置。通常，當(dāng)墻體平均軸壓比不小于規(guī)定值的多層房屋一般設(shè)置的是約束邊緣構(gòu)件。一、二級剪力墻底部加強部位以上的一般部位，三、四級和非抗震設(shè)計的高層建筑，底部加強部位，相鄰上一層軸壓比小于規(guī)定值的多層房屋剪力墻，均應(yīng)設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。總之，要根據(jù)實際情況科學(xué)合理的進(jìn)行設(shè)置。

2.4剪力墻墻身鋼筋分析

國家相關(guān)規(guī)定《高規(guī)》中明確指出，一般剪力墻水平和豎向分布筋的配筋率，對于非抗震設(shè)計和四級抗震設(shè)計時則不應(yīng)低于0.20%，而對于一、二、三級抗震情況下設(shè)計時保證小于0.25%。同時應(yīng)指出這個配筋率是指“水平配筋率與垂直配筋率”的總稱，在國家有關(guān)規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中也有具體條款規(guī)定。

2.5剪力墻連梁結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于剪力墻的連梁結(jié)構(gòu)來說，其結(jié)構(gòu)的高度和截面大小受到很多因素的影響，一旦設(shè)計出現(xiàn)失誤，或者不合理的地方，就會影響整個剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此，在設(shè)計剪力墻連梁結(jié)構(gòu)時，其設(shè)計師要主要對剪力墻的連梁結(jié)構(gòu)的剛度按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行一定的折減，對于剪力墻連梁結(jié)構(gòu)的跨度要略加，對于高度要略減，從而減少結(jié)構(gòu)剛度，緩解地震作用力的影響。

3、加強剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計措施

3.1基礎(chǔ)方案與承重構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計

在剪力墻結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)特別重視實地考察，尤其是對于各方面可能出現(xiàn)的質(zhì)量安全隱患，必須及時處理。剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計方案應(yīng)根據(jù)工程項目地質(zhì)與水文條件，各項工藝、技術(shù)指標(biāo)與相鄰建筑的分布狀態(tài)要進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃，以最大限度發(fā)揮基礎(chǔ)方案的實際作用，設(shè)計人員應(yīng)盡量在原基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的修訂與整改。設(shè)計人員在進(jìn)行實地考察后，應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行承重構(gòu)件的設(shè)計和選擇，其根本目的是確保建筑主體結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性。

3.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的優(yōu)化

3.2.1在剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向布置，形成空間結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)避免僅單向布置剪力墻，并宜使兩個受力方向的抗側(cè)剛度接近，以使其具有較好的空間工作性能。剪力墻的抗側(cè)剛度及承載力均較大，為充分利用剪力墻的能力，減輕結(jié)構(gòu)重量，增大剪力墻結(jié)構(gòu)的可利用空間，墻不宜布置太密，使其結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度。

3.2.2剪力墻墻肢截面宜簡單、規(guī)則。剪力墻的豎向剛度應(yīng)均勻，剪力墻的門窗洞口宜上下對齊，成列布置，形成明確的墻肢和連梁。應(yīng)力分布比較規(guī)則，又與當(dāng)前普遍應(yīng)用的計算簡圖較為符合，設(shè)計結(jié)果安全可靠。宜避免使墻肢剛度相差懸殊的洞口設(shè)置，當(dāng)剪力墻的洞口布置出現(xiàn)錯洞，疊合錯洞時，墻內(nèi)配筋應(yīng)構(gòu)成框架形式。

3.2.3較長的剪力墻宜開設(shè)洞口，將其分成長度較均勻的若干墻段，墻段之間宜采用弱連梁連接，每個獨立墻段的總高度與其截面高度之比不應(yīng)小于2，以避免剪力墻產(chǎn)生脆性的剪切破壞。抗震設(shè)計時，應(yīng)盡量避免在洞口與墻邊或在兩個洞口之間形成墻肢截面高度與厚度之比小于4的小墻肢。當(dāng)小墻肢截面的高度小于墻厚的4倍時，應(yīng)按框架柱設(shè)計箍筋按框架柱加密區(qū)要求全高加密。

3.2.4剪力墻的特點是平面內(nèi)剛度及承重力大，而平面外剛度及承載力都相對很小，應(yīng)控制剪力墻平面外的彎矩，保證剪力墻平面外的穩(wěn)定性。當(dāng)剪力墻墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時，應(yīng)采取足夠的措施減少梁端部彎矩對墻的不利影響。

4、結(jié)束語

總之，隨著當(dāng)前我國建筑行業(yè)發(fā)展越來越快，剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用前景十分廣闊。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的地位越來越突出，不僅可以將承重墻和分隔墻以現(xiàn)澆剪力墻的形式體現(xiàn)出來，還可以節(jié)約資金成本，為建筑企業(yè)創(chuàng)造最大程度的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)

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