剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

【摘要】隨著科技和綜合國力的提高，高層建筑的發(fā)展也越來越快，這種情形下，剪力墻的應(yīng)用則更加具有普遍性，如何能提高剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，完善剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)下及將來研究與解決的問題，具有重要性和必要性。本文進(jìn)一步分析了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以供同仁參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1、墻肢種類及結(jié)構(gòu)設(shè)置

1.1 墻肢的分類

【摘要】隨著科技和綜合國力的提高，高層建筑的發(fā)展也越來越快，這種情形下，剪力墻的應(yīng)用則更加具有普遍性，如何能提高剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，完善剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)下及將來研究與解決的問題，具有重要性和必要性。本文進(jìn)一步分析了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以供同仁參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用為是短肢剪力墻；當(dāng)比值大于 8時(shí)，稱為一般剪力墻。還有其他一些分類方法，比較典型的可以根據(jù)剪力墻墻面開洞大小進(jìn)行分類，如整截面墻、整體小開口墻、聯(lián)肢墻和壁式框架等。在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受力情況，確定合適的墻肢高厚比，以滿足剪力墻受力和構(gòu)造要求。

1.2 剪力墻細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)

隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，高層、超高層建筑建設(shè)施工技術(shù)越來越成熟，而且在我國一些大城市，高層建筑的數(shù)量也越來越多。高層建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要充分考慮可利用的空間，盡可能將剪力墻布置在雙向?qū)ΨQ位置，尤其在抗震要求等級(jí)較高的地區(qū)，更是要避免剪力墻的單向布置，要在合理的布置原則指導(dǎo)下將剪力墻均勻布置在建筑平面結(jié)構(gòu)上，這樣就可以使整個(gè)建筑物的剛度分布較均勻，對(duì)抗扭轉(zhuǎn)破壞起到明顯的遏制作用。在地震頻發(fā)區(qū)，要盡可能合理確定剪力墻的厚度，因?yàn)榧袅τ休^大的抗側(cè)移剛度，但是結(jié)構(gòu)的自振周期小，在相同的震級(jí)和場地條件下，結(jié)構(gòu)自振周期與場地的特征周期越接近則水平地震影響系數(shù)越大，地震作用越大，在地震作用下容易引起共振，對(duì)整個(gè)建筑物造成嚴(yán)重?fù)p壞，因此，合理確定剪力墻的厚度可以有效降低在地震作用下剪力墻所受到的水平作用力，整個(gè)建筑就會(huì)避免因受到過大水平作用力而發(fā)生破壞。一般來講，剪力墻平面內(nèi)的剛度及承載能力遠(yuǎn)大于平面外的剛度及承載力，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分利用平面內(nèi)的優(yōu)勢，如果碰到剪力墻與平面外的梁相連接時(shí)，就要從細(xì)部構(gòu)造入手，盡可能減小剪力墻平面外的彎矩作用，例如可以將連接處做成鉸接或者半剛接。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

2.1 墻體配筋的處理方法

由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的用鋼需求量大，因而對(duì)其配筋量進(jìn)行控制，將有利于實(shí)現(xiàn)建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。具體來說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可在滿足最小值配筋量需求的前提下，將墻體配筋的布置方法設(shè)置成水平鋼筋外側(cè)、豎向鋼筋內(nèi)側(cè)。例如，對(duì)于迎水面保護(hù)層設(shè)置配筋的過程中，可采用雙向的鋼筋網(wǎng)片。這樣一來，就能盡可能多的減少配筋量的同時(shí)，將鋼筋厚度降低 30mm。

2.2短肢墻的處理方法

相關(guān)管理部門在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用方法已做了明確規(guī)定。即各個(gè)橫截面的高度與厚度之比要控制在 4～8 之間，指截面的厚度要在 300mm 以下。短肢墻與傳統(tǒng)長肢墻的相比，其肢厚更小，這種剪力墻結(jié)構(gòu)將有利于節(jié)省空間的排布。同時(shí)，短肢墻的運(yùn)用還將節(jié)省室內(nèi)的空間布局，對(duì)于二次設(shè)計(jì)中容易受到的結(jié)構(gòu)限制也得到一定程度的控制。然而，在實(shí)際運(yùn)用過程中，短肢墻的承載能力十分有限。相關(guān)研究人員通過對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的受力效果進(jìn)行測試表明，短肢剪力墻確實(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響較小，但在高層建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，則不建議使用該類剪力墻結(jié)構(gòu)。對(duì)于這方面的運(yùn)用問題，需要相關(guān)建設(shè)者加大科研力度，以解決其應(yīng)用缺陷。此外，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置的過程中，如果短肢剪力墻的數(shù)量布置較多，則應(yīng)將其設(shè)計(jì)成筒體或者是一般剪力墻結(jié)構(gòu)。

2.3約束邊緣構(gòu)件的方法

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，約束剪力墻結(jié)構(gòu)的邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)，將使剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)揮出更大的承重作用。具體來說，設(shè)計(jì)人員可采用約束邊緣構(gòu)件和無約束邊緣構(gòu)件兩種方法，對(duì)約束邊緣的構(gòu)建進(jìn)行處理。這兩種處理方式的選擇，要根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際情況來進(jìn)行。例如，對(duì)于承載力需求量大的可采用無約束邊緣構(gòu)件作為剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)件；對(duì)于穩(wěn)定性以及抗震性需求大的建筑工程結(jié)構(gòu)，則要采用約束邊緣構(gòu)件。

2.4對(duì)大墻肢的處理方法

在施工的時(shí)候剪力墻結(jié)構(gòu)因?yàn)樽陨碛袑?duì)延伸性的要求，所以，墻體設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)施工過程中同樣需要符合延展性方面相應(yīng)的要求，這一點(diǎn)對(duì)于提升剪力墻結(jié)構(gòu)承重力度和完整性特別重要。一般情況下，在設(shè)計(jì)剪力墻過程中特別容易設(shè)計(jì)為高狀結(jié)構(gòu)，而且特別容易出現(xiàn)墻體結(jié)構(gòu)體系模式和彎曲破壞結(jié)構(gòu)，如此一來，脆性破壞情況特別容易出現(xiàn)。所以，在剪力墻設(shè)計(jì)過程中，那些墻體結(jié)構(gòu)長度較長的墻體設(shè)計(jì)不僅要符合其承重要求而且要對(duì)其進(jìn)行間隔分層設(shè)計(jì)，將其分割成為獨(dú)立的小巧、均勻的墻段，這種設(shè)計(jì)方式對(duì)于提升剪力墻結(jié)構(gòu)的承重能力特別有效。此外，當(dāng)墻段長度較短的情況下彎曲而生成的裂縫明顯縮小，高效發(fā)揮了剪力墻體配筋的支撐功能。為了使這種不利情況有效避免，對(duì)于那些> 8m 的墻肢，有兩種處理方法可供采納：一是在施工過程中墻體留洞，竣工的時(shí)候填充完整，將長墻肢分割為短墻肢。二是開計(jì)算洞，也就是在計(jì)算結(jié)構(gòu)的過程中將洞納入計(jì)算范圍，施工開始的時(shí)候仍然是混凝土墻，利用這種形式的計(jì)算方式，使其小墻肢的配筋功能大大提高。

2.5剪力墻連梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

剪力墻肢間相連接的梁體為剪力墻當(dāng)中的連梁部分，而該裝置可以平衡墻肢的負(fù)荷力，并能夠穩(wěn)定和約束剪力墻，所以，剪力墻的連梁裝置對(duì)剪力墻的整體結(jié)構(gòu)有著極其關(guān)鍵的作用。在剪力墻連梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，該設(shè)計(jì)師要重點(diǎn)對(duì)剪力墻的連梁結(jié)構(gòu)的剛度根據(jù)有關(guān)的規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的折減，要略加剪力墻連梁結(jié)構(gòu)的整體跨度，略減剪力墻的高度，進(jìn)而減小結(jié)構(gòu)的剛度，減輕地震作用力帶來的影響。

結(jié)語：

剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中十分常見，在不斷地運(yùn)用到實(shí)際建筑設(shè)計(jì)的同時(shí)，也在進(jìn)行著技術(shù)的改進(jìn)和提高，并結(jié)合具體建筑整體結(jié)構(gòu)制定不同的設(shè)計(jì)方案和施工方案，在保證建筑質(zhì)量和墻體安全性能的基礎(chǔ)上，盡量降低建設(shè)成本，從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳耀.高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析探討[J].福建建材.

[2]王玉峰，劉秀火，李彬，等.剪力墻鋼筋焊接戒網(wǎng)的布置和安裝[J].施工技術(shù)，2010.