結(jié)合高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討剪力墻設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

余虹

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展，建筑事業(yè)在我國(guó)社會(huì)建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。尤其是城市經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，帶動(dòng)了城市建筑業(yè)的全面發(fā)展，高層建筑迅速的成長(zhǎng)起來。在高層建筑設(shè)計(jì)中，剪力墻設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極其重要的工作，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著高層建筑的安全以及使用壽命。如何才能通過剪力墻設(shè)計(jì)提升高層建筑的安全，這是當(dāng)前我國(guó)建筑企業(yè)必須要高度重視且需迫切解決的問題。

關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；合理布置

自改革開放以來，我國(guó)建筑事業(yè)便步入了高速發(fā)展時(shí)期。高層建筑是當(dāng)前我國(guó)建筑事業(yè)發(fā)展的主要方向，高層建筑設(shè)計(jì)的安全性也倍受重視。在高層建筑設(shè)計(jì)中，剪力墻是最主要的設(shè)計(jì)項(xiàng)目之一。將剪力墻設(shè)計(jì)應(yīng)用于高層建筑中有一定的必然性，剪力墻構(gòu)成的眾多建筑結(jié)構(gòu)體系都有較大的抗剪強(qiáng)度且剛度極強(qiáng)，對(duì)保證建筑工程的施工質(zhì)量有著極其重要的作用。而且，剪力墻設(shè)計(jì)所具備的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性、高效性等優(yōu)點(diǎn)使其性能更為突出，所以現(xiàn)今很多建筑工程都在應(yīng)用剪力墻設(shè)計(jì)。剪力墻又被稱為結(jié)構(gòu)墻、抗風(fēng)墻或是抗震墻，其主要作用是承受外界的風(fēng)荷載以及因地震作用而出現(xiàn)的水平荷載，防止建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)剪切破壞。由此可見，剪力墻設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞直接影響著建筑物的安全性。尤其是對(duì)于高層建筑來說，剪力墻的設(shè)計(jì)一旦達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，必定會(huì)造成嚴(yán)重的后果。目前我國(guó)建筑企業(yè)在剪力墻設(shè)計(jì)中還有很多細(xì)節(jié)問題需要解決，本文就針對(duì)這些細(xì)節(jié)問題進(jìn)行較為全面的分析。首先闡述了如何合理布置剪力墻，然后再分析了剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1 如何合理布置剪力墻

1.1 剪力墻的雙向布置

空間結(jié)構(gòu)的處理是否合理，對(duì)于高層建筑而言影響巨大，建筑物的剛度以及承受能力都與空間結(jié)構(gòu)的合理性有著極大的關(guān)系。剪力墻設(shè)計(jì)的是否合理，對(duì)于建筑物的抗震能力有著極大的影響。鑒于此，為了提高高層建筑物的抗震能力，必須要對(duì)剪力墻進(jìn)行雙向布置，以此增加房屋在兩個(gè)方向上的抗側(cè)剛度，切忌出現(xiàn)單向布置的情況。與此同時(shí)，建筑物的空間結(jié)構(gòu)還必須要布置合理，要充分利用剪力墻本身的抗側(cè)剛度強(qiáng)、承受力大等優(yōu)點(diǎn)，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1.2 剪力墻豎向上的均勻布置

剪力墻的抗側(cè)剛度在房屋修建過程中可能會(huì)發(fā)生突變，其原因是在建設(shè)過程中出現(xiàn)的自上而下的不連續(xù)性。對(duì)于此種情況，可以通過均勻提升混凝土級(jí)別以及墻體的厚度，提高剪力墻在豎向（高度）上的抗側(cè)性能，進(jìn)而保證建筑物的穩(wěn)定性。

1.3 墻肢的高寬比設(shè)計(jì)

一般來說，要提高剪力墻的抗震性能，優(yōu)化剪力墻的高寬比設(shè)計(jì)是一種極為有效的方法。就對(duì)目前地質(zhì)活動(dòng)的強(qiáng)度分析來說，剪力墻的高寬比必須要大于2才能保證剪力墻能夠抵受住較大的地震水平荷載。若是剪力墻的長(zhǎng)度過大，要確保剪力墻的抗震性能不受影響，只有通過開設(shè)洞口才能實(shí)現(xiàn)。開設(shè)洞口的主要目的是為了縮短剪力墻的長(zhǎng)度。另外要注意的是墻體之間是否形成了均勻的獨(dú)立墻段。

1.4 剪力墻的洞口布置和設(shè)計(jì)

洞口的設(shè)計(jì)和布置是否合理，這會(huì)對(duì)剪力墻的力學(xué)效果有著極大的影響。要實(shí)現(xiàn)洞口的合理布置，主要需注意三個(gè)方面：其一，洞口的開設(shè)必須要以力學(xué)原理為基礎(chǔ)，以剪力墻的實(shí)際情況為依據(jù)，開洞要規(guī)則，切忌散亂開洞或是隨處開洞。洞口的開設(shè)必須要重視安全可靠性，以“列”的形式設(shè)計(jì)洞口位置是最佳的方式。同時(shí)，還要處理好墻肢與梁的關(guān)系，使其相互牽連。其二，若是開洞不規(guī)則，就會(huì)導(dǎo)致剪力墻的力學(xué)效果下降，使建筑物的抗震能力降低。一般來說，錯(cuò)誤的開洞主要有兩種形式：（1）錯(cuò)洞，這種洞的不足之處主要體現(xiàn)于洞口較小，洞口不規(guī)則。這就使得剪力墻的應(yīng)力不平衡，無法在常規(guī)計(jì)算過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)力的計(jì)算；（2）疊合錯(cuò)洞，這種洞是指在原有洞口的基礎(chǔ)上進(jìn)行疊加式的開洞，其不足之處主要體現(xiàn)在洞口的不規(guī)則上。上述兩種錯(cuò)洞，必須要盡量避免，否則就會(huì)給剪力墻性能的發(fā)揮造成嚴(yán)重的影響。其三，在洞口計(jì)算的過程中，應(yīng)該采用平面有限元的方式。通過計(jì)算，找出剪力墻設(shè)計(jì)存在的不足之處。比如通過對(duì)位移、內(nèi)力的計(jì)算，獲取剪力墻的受力信息；對(duì)于不規(guī)則開洞，通過計(jì)算找出其原因，并進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)。

2 剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要需考慮以下幾個(gè)方面的要點(diǎn)：

2.1 剪力墻界面的厚度設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)剪力墻界面厚度的過程中，要盡量將其厚度設(shè)計(jì)得較小，這對(duì)保證剪力墻的穩(wěn)定性以及平面剛度有著重要的作用。當(dāng)剪力墻與墻體外平面相交時(shí)，此時(shí)的相交處可以用做剪力墻的支撐，這能夠有效的保證平面外的穩(wěn)定性以及剛度。剪力墻的最小厚度確定，其主要依據(jù)是建筑物的層高以及無肢長(zhǎng)度的最小值。在抗震設(shè)計(jì)中，底部加強(qiáng)區(qū)必須要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡卣鸫笮《?，一般來說，其厚度不得低于160mm。

2.2 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)

對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)必須要達(dá)到相應(yīng)的要求才能使剪力墻充分發(fā)揮其效用。一般來說，混凝土的等級(jí)最低為C20。但如果剪力墻結(jié)構(gòu)中帶有較多短肢，那么就必須要將混凝土的強(qiáng)度等級(jí)提升到C25，這樣才能保證剪力墻整體性能的發(fā)揮。另外，在剪力墻的設(shè)計(jì)中還必須要考慮洞口豎向分布時(shí)的鋼筋配筋率的最小值。之所以要考慮這方面的問題，其目的是保證混凝土墻體在受到極大彎力作用后而出現(xiàn)裂縫時(shí)，墻體不會(huì)達(dá)到抗彎承載力的極限，以此防止斜裂縫引起的脆性剪拉破壞，保證剪力墻的穩(wěn)定性。

2.3 剪力墻結(jié)構(gòu)的開洞設(shè)計(jì)

在剪力墻結(jié)構(gòu)的開洞設(shè)計(jì)中，若是開洞很小，其影響也會(huì)極小，在計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)。另外，要確保剪力墻結(jié)構(gòu)截面的承載力，就必須要在鋼筋截面切斷集中處將洞口補(bǔ)足，而且鋼筋的直徑必須要大于12mm?？傊_洞設(shè)計(jì)對(duì)剪力墻效能的影響極大，如果開洞設(shè)計(jì)不合理，就必定會(huì)破壞剪力墻的穩(wěn)定性。因此，必須要在剪力墻開洞設(shè)計(jì)中避免上文第一點(diǎn)中所述的問題。

3 結(jié)語

總而言之，在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，高層建筑不斷的涌現(xiàn)，剪力墻在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越廣泛。剪力墻的優(yōu)勢(shì)使得其被眾多的施工建設(shè)企業(yè)所認(rèn)可，雖然還有很多細(xì)節(jié)問題需要解決，相信通過不斷的完善和改革，剪力墻設(shè)計(jì)工作必定會(huì)臻至完美。

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