建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻設(shè)計(jì)分析

曹思維

（自貢市平方建筑設(shè)計(jì)有限公司）

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻設(shè)計(jì)分析

曹思維

（自貢市平方建筑設(shè)計(jì)有限公司）

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑工程結(jié)構(gòu)有了許多新的變化，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體水平得到不斷的提升，建筑工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全也在逐漸提高。剪力墻設(shè)計(jì)作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的一部分，其設(shè)計(jì)的規(guī)范合理程度將直接影響到整個(gè)建筑項(xiàng)目的安全穩(wěn)定以及承建單位的經(jīng)濟(jì)效益，所以對(duì)剪力墻進(jìn)行科學(xué)規(guī)范設(shè)計(jì)是必不可少的。本文從建筑工程中剪力墻結(jié)構(gòu)所具有的實(shí)際問題出發(fā)，分析了剪力墻設(shè)計(jì)的基本思路和原則，從而希望能夠提升建筑工程施工質(zhì)量。

建筑工程；工程結(jié)構(gòu)；問題；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪力墻

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為工程項(xiàng)目施工的基礎(chǔ)工作，其好比人體骨架，只有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好了才能往里面慢慢的“填肉”。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，剪力墻結(jié)構(gòu)逐漸被應(yīng)用到現(xiàn)在的許多高層建筑中，在對(duì)剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其結(jié)構(gòu)合理性、規(guī)范性、科學(xué)性將會(huì)對(duì)整個(gè)建筑項(xiàng)目產(chǎn)生影響，為了避免剪力墻在實(shí)際工程項(xiàng)目中帶來一些質(zhì)量問題，我們有必要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究和探討，并根據(jù)客觀存在的主要問題制定有效的整改措施，幫助項(xiàng)目施工企業(yè)單位提高施工水平，同時(shí)也為承建單位企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。

1. 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題分析

1.1 二十層以下高層剪力墻結(jié)構(gòu)問題

通過之前的調(diào)查研究，我們發(fā)現(xiàn)目前許多二十層以下的高層建筑中仍然采用的是傳統(tǒng)方式施工：現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)。由于各個(gè)墻肢軸壓比具有很小的計(jì)算值，墻體配筋方式也是采用構(gòu)造配筋形式，使得原設(shè)計(jì)墻體應(yīng)有的承載能力沒有真正體現(xiàn)出來，并且建筑工程項(xiàng)目使用使用此種方式施工費(fèi)用也是很高的。通常遇到這樣情況的時(shí)候，一般采取現(xiàn)澆聯(lián)肢短肢結(jié)構(gòu)來代替原有剪力墻結(jié)構(gòu)。采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的位移、周期以及結(jié)構(gòu)底部的剪力把握在可控范圍內(nèi)。

1.2 框支剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中的問題

在建筑結(jié)構(gòu)中，通常剪力墻的上部主要使用的是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，而在建筑物底部處理上，經(jīng)常利用全落地剪力墻與框架支撐剪力墻這兩項(xiàng)結(jié)合作為建筑物底部的結(jié)構(gòu)使用，這類結(jié)構(gòu)常常被利用于商業(yè)性住宅小區(qū)或者一些底商店鋪中，其中最大的一個(gè)缺點(diǎn)就是這種結(jié)構(gòu)在遇到地震等自然災(zāi)害時(shí)特別的脆弱。因?yàn)榧袅υ谄渖喜肯虏恐g剛度有很大的差異性，上部能承受較大的外力而保持微弱的形變，下部在同樣的震動(dòng)下，其特別容易產(chǎn)生變形。即便有水平的作用力存在，也會(huì)對(duì)其有很大的影響。為了因?qū)@種形變問題，通常會(huì)采用短肢剪力墻，使剪力墻的剪力系數(shù)控制在一定范圍內(nèi)，保證其基本的剛度需求。

1.3 二十層以上高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)問題

高層建筑物和低層建筑物不管是從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，還是在后期的施工技術(shù)方法上都存在很大的差異性。面對(duì)這樣的一些差異，20層以上的高層建筑在建設(shè)過程中仍然采用短肢剪力墻體系，沒用做到因具體項(xiàng)目而使用不同的剪力墻，這樣往往會(huì)導(dǎo)致剪力墻的底部剪力系數(shù)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，整個(gè)建筑物結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)連鎖問題，在這樣的建筑物中一般采用的是剪力系數(shù)為A，10聯(lián)以上的剪力墻結(jié)構(gòu)才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力要求。

2. 建筑工程項(xiàng)目中剪力墻的設(shè)計(jì)剖析

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分，其設(shè)計(jì)要遵循的設(shè)計(jì)原則，從實(shí)際問題出發(fā)，為建筑項(xiàng)目施工做好前提工作。

2.1 建筑項(xiàng)目剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要原則

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要根據(jù)現(xiàn)實(shí)工程項(xiàng)目中的實(shí)際問題，其結(jié)構(gòu)組成主要有墻肢和連梁這兩個(gè)部分組成，這兩個(gè)部分在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)對(duì)抗震性及建筑剛度有明確的要求。參與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)人員在對(duì)這兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的需要來決定。剪力墻設(shè)計(jì)的另外一個(gè)原則是，所設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)在工程項(xiàng)目施工中能夠發(fā)揮出來設(shè)計(jì)時(shí)所要求的功能，并且要對(duì)這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)范，提升其承載力。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容分析

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁瑣復(fù)雜的工作，而且要求設(shè)計(jì)人員耐心、心細(xì)，對(duì)各個(gè)部分的受力情況有深入的了解。其設(shè)計(jì)一般涵蓋以下主要內(nèi)容：1）剪力墻設(shè)計(jì)的主要方法分析、2）合理布置剪力墻的各部分結(jié)構(gòu)、3）對(duì)剪力墻的延伸性進(jìn)行有效處理、4）提升剪力墻結(jié)構(gòu)的性能和強(qiáng)度等。

1）剪力墻設(shè)計(jì)的主要方法剖析[1]。在所有的建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，挑選合適的設(shè)計(jì)方法、方式是各項(xiàng)工作開始的必要前提條件。剪力墻設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體項(xiàng)目工程情況選擇有效合理的設(shè)計(jì)方案，這也是確保整個(gè)建筑物整體的安全和穩(wěn)定的基礎(chǔ)之一。另外，在剪力墻設(shè)計(jì)方法的選擇過程之中，因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)常處在受彎的狀態(tài)中，這個(gè)狀態(tài)使剪力墻結(jié)構(gòu)常常具有很高的延展性，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，要保證其形狀為寬細(xì)狀。在這過程中尤其要注意一點(diǎn)，剪力墻過長的話就會(huì)造成低寬剪力墻的出現(xiàn)，達(dá)不到基本的抗震性能。設(shè)計(jì)人員必須擁有基本的物理力學(xué)基礎(chǔ)，熟悉結(jié)構(gòu)各部分受力情況的計(jì)算以及計(jì)算機(jī)操作，在大量工作實(shí)踐的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出科學(xué)規(guī)范的剪力墻，使剪力墻的結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到受力分散均勻、合理科學(xué)，在保證設(shè)計(jì)水平得到有效提升的同時(shí)促進(jìn)建筑項(xiàng)目整體的安全穩(wěn)定。

2）合理布置各部分結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)剪力墻水平方向的剪力過程中，通常需要設(shè)計(jì)人員以對(duì)稱的形式來對(duì)平面進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到剪力墻的重量核心及剛度核心按照求布置于一起，這樣的話，既能夠避免了扭矩的出現(xiàn)，同時(shí)也可以提高剪力墻的抗震性能。另外一個(gè)需要注意的是，在剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)確保剪力墻側(cè)向剛度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，從而使其性能有效的發(fā)揮出來。

3）對(duì)剪力墻的延伸性進(jìn)行有效處理[2]。通常剪力墻自身具有較大的延伸性，其延伸性過大，對(duì)剪力墻的整體結(jié)構(gòu)及其耐久性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)以及施工人員在項(xiàng)目施工過程中，使剪力墻結(jié)構(gòu)的延伸性控制在一定的范圍之內(nèi)，確保其不能夠影響到建筑安全穩(wěn)定。另外，在處理剪力墻結(jié)構(gòu)延伸性問題是，設(shè)計(jì)人員可以讓剪力墻擁有足夠的承載力避免其帶來破壞現(xiàn)象。通過對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)對(duì)稱合理、受力均勻、上下連貫的設(shè)計(jì)，可以有效的提升剪力墻對(duì)建筑物整體的支撐效果，保障其安全性，從而也使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性也進(jìn)一步提高。

4）設(shè)計(jì)時(shí)提升結(jié)構(gòu)的性能和強(qiáng)度。我國建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中已經(jīng)明確了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所要求的性能及強(qiáng)度，使其在建筑工程項(xiàng)目施工過程中水平向和豎向的配筋率都要達(dá)到規(guī)定水平，即使是非非抗震設(shè)計(jì)和四級(jí)抗震設(shè)計(jì)也要保證配筋率要在0.20%以上水平，這樣才能保障基本的抗震強(qiáng)度及自身所需的穩(wěn)定性能。

3. 結(jié)語

建筑行業(yè)的技術(shù)水平的逐漸提升，給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及工程項(xiàng)目施工提出了越來越高的要求，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑工程項(xiàng)目整體的一部分應(yīng)給予重視，合理規(guī)范的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)項(xiàng)目施工的進(jìn)度，保證建筑物的穩(wěn)定安全，也能夠促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展[3]。

[1]吳志堅(jiān). 鋼板剪力墻和組合剪力墻的抗剪靜力性能[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2006.

[2]李汗珠. 建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻設(shè)計(jì)分析[J]. 江西建材,2015,02∶42.

[3]曾霖羽. 小高層建筑中剪力墻設(shè)計(jì)[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè),2009,22∶129-130.

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1007-6344（2015）06-0090-01