建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的運(yùn)用分析

黎云劍

廣西大學(xué)設(shè)計(jì)研究院欽州分院

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的運(yùn)用分析

黎云劍

廣西大學(xué)設(shè)計(jì)研究院欽州分院

說(shuō)起剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性，可以說(shuō)其是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不可缺少的一部分。但從當(dāng)前的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用來(lái)看，還是存在很多不足之處。具體體現(xiàn)在，設(shè)計(jì)人員的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有依據(jù)實(shí)際情況，而是根據(jù)自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，導(dǎo)致了各類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)，但總體來(lái)說(shuō)，剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還是非常廣泛的。本文結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)原則及特征，對(duì)其具體的結(jié)構(gòu)布置及應(yīng)用優(yōu)化進(jìn)行了套路，以供參考。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；運(yùn)用分析

1 引言

剪力墻結(jié)構(gòu)之所以能夠在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到非常廣泛的應(yīng)用，還是應(yīng)該從起設(shè)計(jì)上的很多優(yōu)勢(shì)說(shuō)起，首先，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用有效的提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率，降低了工程施工總體時(shí)間。同時(shí)因其良好的結(jié)構(gòu)性能還使得建筑物的使用壽命大大提升。為此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須大力加強(qiáng)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。當(dāng)然，并不是所有的建筑結(jié)構(gòu)都要用到剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者需要嚴(yán)格按照建筑設(shè)計(jì)要求和特點(diǎn)，進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用分析和規(guī)劃，才能確保其良好的應(yīng)用效果。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中應(yīng)該堅(jiān)持的幾個(gè)原則

2.1 通常情況下，剪力墻的高寬要遠(yuǎn)大于其厚度，是一種結(jié)合特征的向板，所以其受力形態(tài)類(lèi)似于柱子，但具體的差距還是要根據(jù)肢長(zhǎng)和厚度比值范圍，當(dāng)肢長(zhǎng)與厚度比值不超過(guò)3，可以參照柱子來(lái)進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)。當(dāng)兩者比值超過(guò)3但小于5，可以將剪力墻看成異形柱進(jìn)行處理。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)，既要承擔(dān)水平剪力及彎矩，還需要承擔(dān)豎向的壓力。所以在考慮到剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震要求時(shí)，要同時(shí)考慮其剛度和延展性。

2.3 剪力墻的剛度及承載力考慮。當(dāng)剪力墻處于同一平面時(shí)，具有較大的剛度和承載力，平面外則較小。所以如果剪力墻與平面外的梁連接，則延伸在平面外的墻肢就容易發(fā)生彎曲。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量避免剪力墻與平面外梁連接的情況發(fā)生。必須連接的時(shí)候，應(yīng)該設(shè)置對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施，避免因墻肢彎曲發(fā)生意外事件。

2.4 綜合考慮剪力墻橫向及豎向結(jié)構(gòu)。剪力墻的設(shè)計(jì)計(jì)算中，在得出內(nèi)里結(jié)果之后，就要進(jìn)行偏拉或者偏壓情況下的驗(yàn)算。剪力墻承載力的計(jì)算還要考慮翼墻，寬度以最小值為準(zhǔn)。

3 常見(jiàn)的幾種剪力墻結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

按照剪力墻是否開(kāi)洞，可以分為：實(shí)體墻、框架壁式墻、小開(kāi)口剪力墻等多種。這些剪力墻每種都有其自身的受力特征，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)要求來(lái)進(jìn)行具體的剪力墻類(lèi)型選擇。所有的剪力墻從總體特征來(lái)看，主要有以下幾個(gè)方面：具有較強(qiáng)的抗震性能，使得室內(nèi)的墻面呈現(xiàn)比較平坦的外觀，但是剪力墻因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)的建設(shè)需求，在實(shí)際的剪力墻施工中需要涉及到很多環(huán)節(jié)，所以其中的總體成本也是比較高的。

4 剪力墻的具體布置實(shí)施

4.1 設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行剪力墻具體設(shè)計(jì)規(guī)劃中，最好以雙方或者多項(xiàng)布置為主，布置方向以順著主軸為主。當(dāng)剪力墻的方向不一致時(shí)，可以盡量的將其進(jìn)行連接，避免出現(xiàn)對(duì)直或者拉通現(xiàn)象。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)中要確保側(cè)向剛度差距最小，關(guān)鍵還要保障墻肢間接且符合操作規(guī)則。特別是抗震設(shè)計(jì)中，要杜絕單向有墻而反向無(wú)墻的問(wèn)題出現(xiàn)，確保剪力墻的最大性能發(fā)揮。

4.2 剪力墻的豎向布置要自下而上，確保剛度穩(wěn)定。在高層建筑實(shí)施中，剪力墻的墻肢截面應(yīng)該以簡(jiǎn)化為主的原則，豎向剪力墻剛度也要均勻，洞口或者門(mén)窗要進(jìn)行明確的墻肢與梁連接。

4.3 剪力墻的布置要避免過(guò)于密集。使整體結(jié)構(gòu)具有一個(gè)相互適應(yīng)的側(cè)向剛度，如果側(cè)向剛度過(guò)大，還會(huì)增加墻體的自身重量，這樣在面對(duì)地震災(zāi)害時(shí)，比較容易導(dǎo)致建筑物倒塌。

4.4 剪力墻的布置中，墻體洞口及門(mén)窗必須要保持通體上下整齊一致，并呈現(xiàn)列隊(duì)布置。在布置中要避免錯(cuò)墻洞的相互疊合，一旦出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題，可能會(huì)對(duì)整體剪力墻的承重力產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，從而提升結(jié)構(gòu)變形的發(fā)生概率。

5 剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化分析

5.1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)化。剪力墻一般是沿著主軸或者是其他方向雙向布置，從而成為具有一定空間的結(jié)構(gòu)體。對(duì)于具有抗震性能的剪力墻結(jié)構(gòu)，不要進(jìn)行單獨(dú)的剪力墻布置，應(yīng)該確保兩個(gè)受力方向的抗側(cè)剛度基本接近，才便于空間的工作性能?？紤]到剪力墻較強(qiáng)的剛度和承載力，剪力墻布置間距應(yīng)該合理控制，以合理降低其結(jié)構(gòu)重量，來(lái)提升其側(cè)向剛度。剪力墻長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)該設(shè)定洞口，將整體剪力墻分成長(zhǎng)度相等的墻面，并用弱連梁進(jìn)行墻段連接。墻段高度與截面高度比例控制在2以?xún)?nèi)。并避免洞口與墻邊，洞口之間高度和厚度比例小于4的墻肢出現(xiàn)，當(dāng)其比例超過(guò)4時(shí)，應(yīng)該以框架柱設(shè)計(jì)要求進(jìn)行全高加密處理。

5.2 剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算優(yōu)化。為規(guī)范地震作用力下的樓層最大曾建位移，在剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算中，應(yīng)該以樓間的彎曲變形為主，并將其計(jì)入扭轉(zhuǎn)變形，但對(duì)結(jié)構(gòu)整體彎曲變形不做扣除。所以，在高層的扭轉(zhuǎn)變形最小控制方面，還要考慮不能通過(guò)盲目的增加豎向構(gòu)件剛度來(lái)提升其抗變形能力。在實(shí)際的剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，很多設(shè)計(jì)人員往往在發(fā)現(xiàn)某層的層間位移不夠時(shí)，就以為的進(jìn)行本層的側(cè)向剛度增加，當(dāng)架構(gòu)的剪重復(fù)合規(guī)范時(shí)還是比較理想的，一旦減重過(guò)大，另一側(cè)的結(jié)構(gòu)剛度得不到減小。同時(shí)，考慮到工程的造價(jià)控制，對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，可以從技術(shù)和材料兩個(gè)方面來(lái)著手，在不影響建筑工程施工質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，將含鋼量進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲瑥亩鴮?shí)現(xiàn)不影響建筑安全性的基礎(chǔ)上，以原材料的性能最大發(fā)揮類(lèi)提升優(yōu)化效果。

6 結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)說(shuō)，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。但從具體的應(yīng)用情況來(lái)看，由于缺乏應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，很多設(shè)計(jì)應(yīng)用細(xì)則沒(méi)有按照設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行。剪力墻結(jié)構(gòu)有其自身的不同劃分原則，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該能夠結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求，進(jìn)行明確的選擇，切記盲目進(jìn)行剪力墻的使用。

[1]李捍文.剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(9).

[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.

[3]李捍文.剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(4)(中).

[4]秦艷,焦維.剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技向?qū)?2011(27).