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

周實

黑龍江省建工集團設(shè)計總院

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

周實

黑龍江省建工集團設(shè)計總院

本篇文章主要針對剪力墻結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的應(yīng)用措施進行了全面詳細的探討，著重針對這其中所涉及到的各項原則以及相關(guān)問題進行了全面詳細的探討，這對于我國剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計發(fā)展來說，起到了極其重要的作用，以期為我國剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供參考。

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

1、引言

剪力墻結(jié)構(gòu)自身所具有的抗側(cè)剛度要遠比普通性能強，并且抗震性能好側(cè)移幅度小等都是其所擁有的有點，所以，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛的使用到了各種不同建設(shè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，尤其是在大量的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，絕大部分墻體結(jié)構(gòu)都是應(yīng)用的剪力墻結(jié)構(gòu)。但必須要加以重視的是，就目前來說，剪力墻位置、尺寸等方面的設(shè)計都還沒有形成相應(yīng)的規(guī)范，這方面的因素直接使得剪力墻結(jié)構(gòu)極易存在一定的安全隱患，僅僅只是靠設(shè)計師的經(jīng)驗，并沒有辦法來避免這類情況。下文主要針對剪力墻及誒夠在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進行了全面詳細的探討。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本原則

(1)剪力墻自身所擁有的一個主要特點就在于平面之外的承載力以及剛度都較小，但是在平面結(jié)構(gòu)之內(nèi)所呈現(xiàn)出來的剛度、承載力都完全符合需求。但是在平面外方向的梁結(jié)構(gòu)與剪力墻部分進行實際銜接的過程中，會直接使得墻肢的平面在這一過程中出現(xiàn)外彎矩的現(xiàn)象，一般情況下，在進行施工的過程中，都沒有針對墻體平面之外所存在的剛度屬性、承載力等進行驗算處理。所以，務(wù)必要最大限度的針對平面外搭接現(xiàn)象的出現(xiàn)，如果說在實際施工操作的過程中無法加以避免，那么就必須要采取適合的措施來確保是剪力墻平面之外的部分處在一個相對安全的狀態(tài)之下。

(2)剪力墻自身在進行建設(shè)的過程中，其連梁的跨度高低比必須要大于或者等于2.5，而對于跨度小于2.5的連梁來說，在投入到建筑工程之中后，便極有可能會導(dǎo)致剪力超出承受以及彎矩的現(xiàn)象出現(xiàn)。在《高規(guī)》之中，明確的規(guī)定了，當(dāng)跨高之比在大于或者等于5的情況下，其連梁自身就應(yīng)當(dāng)嚴格的按照框架梁的形式來對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。也就是說，要避免跨高比折減的現(xiàn)象出現(xiàn)，并且保持跨高比在這一期間大于等于5，確保連梁剛度完全符合要求。此外，如果說跨高比達到了5-6之間，那么在這期間如果說不采取相應(yīng)的連梁折減措施，便既有可能會導(dǎo)致剪力超出限度或者是極易出現(xiàn)彎矩現(xiàn)象。如果說在工程自身進行施工的過程中，其工程本身的設(shè)計能夠最大限度的利用這其中幾個注意事項，那么建筑工程本身的工程造價能夠保持較高的利用率，所產(chǎn)生的影響極為明顯。

(3)在針對剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計期間，通常都是直接從主軸的方向，來進行多向布置以及雙向布置，最佳的設(shè)計方案通常都是直接讓剪力墻結(jié)構(gòu)在這一過程中進行互相銜接，并且在這一過程中要最大限度的保證不會出現(xiàn)拉通對直的現(xiàn)象出現(xiàn)；此外，在進行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，務(wù)必要針對其中兩個側(cè)向的剛度進行計算，保證數(shù)值基本相近，同時，剪力墻的墻肢設(shè)計應(yīng)當(dāng)要盡可能的簡易化。在現(xiàn)代高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)體系之中，其剪力墻本身都是沿著主軸的雙向以及對象來進行布置，使用這一方式的主要原因就是為了能夠避免存在一定質(zhì)量隱患的單方面設(shè)計方式，只有通過這一設(shè)計方式才能夠最大限度的提升工作性能的提升。但是，還必須要加以重視的一個環(huán)節(jié)就在于剪力墻在進行建設(shè)分布的過程中，要盡可能的確保這幾個方面的數(shù)量能夠均勻的布置。如果說剪力墻配置數(shù)量不充足，那么結(jié)構(gòu)在這一過程中所呈現(xiàn)出來的抗側(cè)力便無法滿足工程的需求，但配置過多，也同樣會導(dǎo)致墻體過多而無法最大化的利用，尤其是在地震情況下，自身重力過大反應(yīng)安全無法得到保障。

3、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

3.1 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；1對于抗震設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)該特別避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式；2剪力墻最好能夠沿主軸方向或其他方向進行雙向布置；3剪力墻的抗側(cè)力剛度不宜過大；4為充分發(fā)揮剪力墻的承載能力和抗側(cè)力剛度，增大剪力墻可利用空間，剪力墻的間距不宜過密，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度。可以選用經(jīng)驗公式T=(0.05一0.06)n，其中n為結(jié)構(gòu)層數(shù)，判斷剪力墻數(shù)量與結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的適應(yīng)程度。計算結(jié)果中的TI值與搭模計算的周期T2相比較，若T2Tl則需要增加剪力墻數(shù)量。

3.2 剪力墻中大墻肢相關(guān)處理

剪力墻的結(jié)構(gòu)必須具備延展性，對于呈細高狀的剪力墻(寬高比小于2)很容易被設(shè)計成彎曲破壞的延性剪力墻，這樣可以避免受到脆性的剪切破壞。在墻長度較長的情況下，為滿足每墻段的寬高比均大于2，可以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，能夠充分發(fā)揮墻體配筋的支撐作用。而對于剪力墻結(jié)構(gòu)中，如果存在較少的長度大于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。尤其在發(fā)生地震特別是超烈度等強烈震動時，最容易受到破壞的便是這些大墻肢。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。

3.3 約束邊緣構(gòu)件處理

試驗表明：無約束邊緣構(gòu)件的矩形截面剪力墻與有約束邊緣構(gòu)件的矩形截面剪力墻相比，極限承載力約降低40%左右，極限層間位移角約減少一倍，對地震能量的消耗能力降低20%左右，且對培板的穩(wěn)定不利。剪力墻設(shè)置的邊緣構(gòu)件分為構(gòu)造邊緣構(gòu)件和約束邊緣構(gòu)件。根據(jù)不同級別的剪力墻相關(guān)軸壓比，應(yīng)選取不同邊緣構(gòu)件。對于一、二級剪力墻底部加強部位以上的普通部位和三、四級非抗震設(shè)計的高層建筑及相鄰上層或底部加強部位軸壓比小于多層房屋剪力墻，因此處理方法中均應(yīng)設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件；而對于一、二級剪力墻結(jié)構(gòu)的墻底部加強部位和相鄰的上層，高層建筑及在重力荷載作用下墻體平均軸壓比大于等于多層房屋，所以應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。

3.4 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。

4、結(jié)束語

綜上所述，剪力墻結(jié)構(gòu)無論是在多層建筑結(jié)構(gòu)之中還是其他不同類型的建筑結(jié)構(gòu)中，都有著極其廣泛的應(yīng)用前景。同時，在剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和計算的過程中，務(wù)必要和相關(guān)的工程情況進行結(jié)合，以此來制定出能夠滿足剪力墻結(jié)構(gòu)施工的建筑施工設(shè)計，最大限度的提升建筑結(jié)構(gòu)無論是在水平方向，還是在豎向之中所呈現(xiàn)出來的作用力，最大限度的提升建筑自身所擁有的安全性。

[1]齊楠.淺議高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計田.黑龍江科技信息，201年17期.

[2]呂瑞孝，姜劍虹.高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計需關(guān)注的要點田.科技信息，201年19期.

[3]袁小玲.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點團.科技信息，加1年巧期.