剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題及注意事項(xiàng)

【摘要】我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)建筑施工逐漸增多，建筑行業(yè)得到迅速地發(fā)展。人們對(duì)建筑的功能以及質(zhì)量要求更高，所以，建筑領(lǐng)域要做出相應(yīng)的改革優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，因此，剪力墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是剛度大、使用的鋼量小，具有良好的抗震能力。所以，建筑行業(yè)廣泛使用了剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國(guó)的建筑領(lǐng)域中占有舉足輕重的地位，本文主要探明其在建筑結(jié)構(gòu)中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見問題；注意事項(xiàng)

國(guó)家的建設(shè)，離不開建筑行業(yè)的發(fā)展，因此在經(jīng)濟(jì)飛躍式發(fā)展的今日，建筑行業(yè)水平的提升是極為迅速的，建筑工藝、建筑材料、建筑機(jī)械設(shè)備等建筑元素都在不斷更新發(fā)展。剪力墻結(jié)構(gòu)是目前高層建筑中廣泛使用的一種由鋼筋混凝土墻板組成的主承重結(jié)構(gòu)，在其設(shè)計(jì)過程中，必須綜合考慮建筑所受外力作用以及自身重力，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度與穩(wěn)定度進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，確保其能夠有效承載整體建筑的作用力，保證整體建筑質(zhì)量。

1、整體剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1.1剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括自身結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、墻體參數(shù)等，都是要嚴(yán)格按照整體建筑的物理力學(xué)分析來設(shè)計(jì)，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)原則要嚴(yán)格按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》以及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。由于剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要符合整體建筑的構(gòu)造以及強(qiáng)度要求，因此在設(shè)計(jì)過程中，可能會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)以及剪力墻平面不規(guī)則的情況。在特殊情況下，剪力墻設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算方法是不同的，而大多數(shù)設(shè)計(jì)者都會(huì)忽略這些特殊因素，造成參數(shù)設(shè)計(jì)的不合理，使得整體建筑的建設(shè)質(zhì)量降低，埋下安全隱患。

1.2結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)的取用標(biāo)準(zhǔn)

剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，建立在物理力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，在力學(xué)分析計(jì)算中，各種設(shè)計(jì)參數(shù)的取值是根據(jù)建筑的實(shí)際應(yīng)用要求以及設(shè)計(jì)方案來確定的。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用計(jì)算參數(shù)的取用標(biāo)準(zhǔn)為：①振型數(shù)，在計(jì)算振型數(shù)時(shí)，所得有效質(zhì)量系數(shù)大于預(yù)設(shè)值，則說明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理的，振型數(shù)的設(shè)置是根據(jù)建筑類型來劃分的，一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高層建筑其振型數(shù)不小于15，多塔結(jié)構(gòu)建筑振型數(shù)不小于塔樓數(shù)的9倍；②墻體豎向分布筋配筋率，一般情況下配筋率數(shù)取值為實(shí)際配筋率，否則會(huì)使得整體計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)誤差，影響受彎鋼筋數(shù)值；③樓層最小地震剪力系數(shù)，抗震作用時(shí)衡量建筑抗壓性與穩(wěn)定性的基礎(chǔ)指標(biāo)，在實(shí)際計(jì)算時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)建筑底部樓層最小地震剪力系數(shù)不符合設(shè)計(jì)要求的情況，這一問題可通過地震放大系數(shù)法解決；④周期折減系數(shù)，剪力墻結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗側(cè)移剛度，施工過程中常用填充墻作為剪力墻結(jié)構(gòu)的墻體，能增強(qiáng)抗震作用，因此可以應(yīng)用周期折減系數(shù)正確評(píng)估抗震作用。

1.3剪力墻結(jié)構(gòu)連梁設(shè)計(jì)

連梁是剪力墻結(jié)構(gòu)中連接不同墻肢平面的結(jié)構(gòu)，跨度小，截面大，在建筑使用過程中，由于地震作用和風(fēng)載荷，因此連梁產(chǎn)生的內(nèi)作用力較大。在考慮到強(qiáng)震作用時(shí)，會(huì)忽略重要連梁部位的承重作用，對(duì)獨(dú)立墻肢進(jìn)行受力分析，從而確保剪力墻剛度、側(cè)移剛度以及墻體剛度能承受強(qiáng)震作用。剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁設(shè)計(jì)要求精確度比較高，因?yàn)槠淇缍容^小，理論剪應(yīng)力的設(shè)置要求較嚴(yán)格，一旦連梁界面不滿足剪壓比限值要求，就會(huì)引起連梁超筋問題。針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)中常出現(xiàn)的連梁超筋問題，常采用的方法有降低連梁截面高度和加大結(jié)構(gòu)洞口，也可以通過設(shè)置雙連梁的方式解決。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)

2.1墻肢長(zhǎng)度

一般來說，剪力墻結(jié)構(gòu)的墻肢長(zhǎng)度不超過8m，同時(shí)墻肢截面高寬比大于2，進(jìn)行彎曲破壞設(shè)計(jì)，就能使墻體具有延性，抗壓能力大大增強(qiáng)，確保墻體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。有時(shí)候，為了滿足建筑的功能性要求和設(shè)計(jì)要求，墻肢長(zhǎng)度過大，為了保證墻體穩(wěn)定，會(huì)采用短肢剪力墻聯(lián)用的方式，來保證墻肢截面高寬比，其具體設(shè)計(jì)方法是在墻體上設(shè)置洞口，將整體分割為數(shù)個(gè)長(zhǎng)度相同的連肢墻，在洞口部位，設(shè)置弱連梁（其約束彎矩小，跨高比通常大于6），將墻體分為相對(duì)獨(dú)立的墻肢。

2.2墻肢厚度

由于城市土地資源緊張，大部分新型建筑物其高度都比較高，因此剪力墻結(jié)構(gòu)高度也隨之增高，且結(jié)構(gòu)不規(guī)則。在設(shè)置墻肢厚度時(shí)，必須要保證墻體的穩(wěn)定性，能承載自重及建筑帶來的作用力。由于剪力墻結(jié)構(gòu)和作用力的特殊性，因此在墻肢厚度滿足軸壓比限制時(shí)，應(yīng)盡量減小整體厚度，通過墻體結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)（比如一字形墻肢、邊角加厚等）的方式來提升墻體穩(wěn)定性。通常情況下，墻肢厚度是根據(jù)抗震等級(jí)二確定的，根據(jù)最新的“墻肢厚度參考表”，若抗震等級(jí)為一、二級(jí)，則底部加強(qiáng)區(qū)有端柱或翼墻的最小厚度需控制在200mm，同時(shí)無端柱或翼墻的最小厚度也需控制在200mm；而對(duì)于其他部位，有端柱或翼墻的最小厚度需控制在160mm，無端柱或翼墻的則需控制在180mm。

3、結(jié)構(gòu)嵌固端和底部加強(qiáng)部位的設(shè)計(jì)

3.1上部結(jié)構(gòu)的嵌固設(shè)計(jì)

對(duì)于上部結(jié)構(gòu)的嵌固設(shè)計(jì)，在高層建筑中通常會(huì)建有地下室，作為商業(yè)場(chǎng)所以及地下停車場(chǎng)，這些場(chǎng)所面積寬廣，沒有太多的墻體，大多是梁柱部分，因此必須要依靠上部結(jié)構(gòu)的嵌固，將上部結(jié)構(gòu)的受到的地震建立傳遞到地下結(jié)構(gòu)中。同時(shí)還要確保地下部分能夠承受住來自上層的壓迫力以及地震作用力。剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，內(nèi)力大，在進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的嵌固時(shí)，需要綜合考慮各方面的因素，確定嵌固端。

3.2底部加強(qiáng)部位的設(shè)計(jì)

對(duì)于底部加強(qiáng)部位的設(shè)計(jì)，為了減少墻肢厚度，設(shè)計(jì)師通常會(huì)采用剪力墻結(jié)構(gòu)底部加固的方式，使得整體結(jié)構(gòu)在發(fā)生纖維屈服時(shí)也不會(huì)遭到破壞。一般來說，墻體底部需要加強(qiáng)的部位是從地下室頂板到上部嵌固端。在很多的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖中，存在底部加強(qiáng)區(qū)域錯(cuò)誤的情況，高度不足或加強(qiáng)部位錯(cuò)誤，都無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的效果，造成地下室承載力不足，影響到建筑的穩(wěn)定性與抗震作用。此外，對(duì)于沒有地下室的高層住宅，由于其基礎(chǔ)埋深通常大于2.5m，因此底層墻體高度一般大于5.0m，這樣就比填充墻厚度要大。

結(jié)論：

隨著建筑行業(yè)的技術(shù)水平的提升，建筑行業(yè)的要求越來越嚴(yán)格。不僅包括建筑的設(shè)計(jì)還有建筑的施工等各個(gè)方面。在整個(gè)項(xiàng)目中，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起著重要的作用，要高度的關(guān)注。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范性，關(guān)系到項(xiàng)目的整體進(jìn)度和建筑的安全性等各個(gè)方面。一個(gè)合格的建筑行業(yè)的工作者，應(yīng)對(duì)這個(gè)行業(yè)有更深的認(rèn)識(shí)，要不斷地學(xué)習(xí)，使得建筑行業(yè)越來越強(qiáng)大完善。

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