淺析現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

馬濤

摘 要：建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程建設(shè)的主要目的是防止建筑結(jié)構(gòu)遭到剪切破壞。并且現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)不僅具有抗側(cè)剛度大，能有效的減少側(cè)移，而且具有較好的抗震性能等優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析具有重要意義?；诖?，本文概述了剪力墻，對(duì)現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求以及現(xiàn)代建筑工程中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了探討分析，并論述了現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑工程；剪力墻結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)要求；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；注意事項(xiàng)

建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程具有抗側(cè)剛度大，能有效的減少側(cè)移，且具有較好的抗震性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于多層和高層鋼筋混凝土建筑中。在現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，施工單位會(huì)采用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平方向的各類荷載，從而有效地控制建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平力。以下就現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其注意事項(xiàng)進(jìn)行了探討。

一、剪力墻的概述

剪力墻是指在現(xiàn)代建筑工程中主要用來承受風(fēng)荷載或者地震作用引起的水平荷載的墻體。其又被稱為抗風(fēng)墻、抗震墻或者結(jié)構(gòu)墻，主要是指豎向的鋼筋混凝土墻板，建筑物的水平方向仍然是用鋼筋混凝土的大樓板搭載墻上的。由于剪力墻結(jié)構(gòu)不僅在性能上具有良好的抗震性，而且具有非常好的剛度，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

二、現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求主要表現(xiàn)為：（1）樓層之間最大位移和樓層高之間比例進(jìn)行調(diào)整的要求。現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)主要集中在對(duì)樓層之間的扭轉(zhuǎn)變形和剪切變形的處理上。建筑物的剪切變形處理是用豎向構(gòu)件的數(shù)量進(jìn)行控制的。因此，一旦豎向構(gòu)件的數(shù)量過多，剪力墻的剪重比例勢(shì)必變得偏大。這種不合理的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將直接導(dǎo)致建筑樓層之間的扭轉(zhuǎn)變形，且變形的程度較大。在這種情況之下，剪力墻結(jié)構(gòu)同樣難以滿足建筑物樓層之間發(fā)生位移的需要。因此，在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，建筑物樓層之間的位移不能僅僅依靠豎向構(gòu)件的剛度進(jìn)行調(diào)整，還應(yīng)該盡可能地減少樓層之間的扭轉(zhuǎn)變形，這就需要注意調(diào)整樓層之間最大位移和樓層高之間的比例。（2）樓層之間最小剪力系數(shù)的要求。在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，建筑物樓層之間應(yīng)該遵循調(diào)整最小剪力系數(shù)的原則。首先，在施工的過程當(dāng)中，為了降低房屋及構(gòu)筑物的自身重量，進(jìn)一步增強(qiáng)建筑物的抗震能力，應(yīng)該在短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩40%以內(nèi)的前提之下，盡量控制剪力墻的數(shù)量。其次，在遵循上一前提的基礎(chǔ)之上，對(duì)剪力墻進(jìn)行大開間處理，使得剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度變得更好。這樣，建筑樓層之間的最小剪力系數(shù)將得到有效的控制，工程造價(jià)因此減少，有效地降低了現(xiàn)代建筑工程的成本。（3）剪力墻連梁超限進(jìn)行調(diào)整的要求。剪力墻的跨高比小于2.5，可能會(huì)出現(xiàn)剪力和彎矩超過相應(yīng)的規(guī)定限度的現(xiàn)象。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)該遵循剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁跨高比大于2.5的原則。應(yīng)該注意的是，剪力墻的連梁跨高比也不是越大越好，例如：在保證剪力墻連梁剛度不發(fā)生變化的前提下，當(dāng)剪力墻的連梁跨高比在5～6之間的時(shí)候，剪力墻的剪力或者彎矩就會(huì)出現(xiàn)超出規(guī)定限值的現(xiàn)象，勢(shì)必導(dǎo)致剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常。所以，在剪力墻的連梁跨度比超過5的時(shí)候，我們就應(yīng)該采用框架梁的方式進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了?？傊?，在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，必須對(duì)剪力墻連梁的超限情況進(jìn)行調(diào)整，一方面保證剪力墻建筑的施工質(zhì)量，一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)代建筑工程資金成本投入的有效控制。

三、現(xiàn)代建筑工程中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析

1、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的平面合理布置?，F(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，由于全部豎向荷載和水平力都是由鋼筋混凝土墻來承受的，因此剪力墻應(yīng)該沿著平面主要軸線的方向進(jìn)行布置。并且在剪力墻的平面布置中，為了使剪力墻的質(zhì)量中心與其剛度中心保持一致，剪力墻的平面應(yīng)該盡量講究對(duì)稱，這樣還可以起到降低剪力墻扭矩的作用。另外，我們還應(yīng)該注意到，對(duì)于以抗震為主要目的的剪力墻結(jié)構(gòu)，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該避免使用單向的平面布置形式，否則將大大影響剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震效果。

2、基礎(chǔ)方案合理設(shè)計(jì)的分析?；A(chǔ)方案設(shè)計(jì)是現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員積極深入實(shí)際、展開考察、調(diào)查和研究，特別是要積極預(yù)防和處理可能會(huì)發(fā)生的質(zhì)量問題。具體的考察項(xiàng)目應(yīng)該包括工程所在地的地質(zhì)條件、水文狀況等等，同時(shí)要對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、臨近工程項(xiàng)目的布局狀況等實(shí)行妥善、科學(xué)的規(guī)劃，只有這樣才能確保所設(shè)計(jì)出的基礎(chǔ)方案能夠積極發(fā)揮有效作用。相關(guān)設(shè)計(jì)工作者要本著不斷修改、更新與完善的原則，在已制定設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)方案上進(jìn)行完善，這樣才能確保其質(zhì)量。

3、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的承重構(gòu)件科學(xué)設(shè)計(jì)分析。建筑基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)確定后，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要依據(jù)有關(guān)制度、指標(biāo)以及規(guī)范等來加強(qiáng)對(duì)承重構(gòu)件的設(shè)計(jì)，從而有效保證建筑主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量，確保其穩(wěn)定性、安全度。例如：要重點(diǎn)加強(qiáng)剪力墻承重構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，集中把握剪力墻墻體自身的配筋率，根據(jù)我國(guó)當(dāng)前制定并實(shí)施的一些指標(biāo)中已經(jīng)明確規(guī)定：通常的剪力墻抗震有三個(gè)等級(jí)，水平方向、豎直方向的配筋率至少要在0.25%以上，同以往對(duì)比起來，當(dāng)前的配筋率安排水平得到了顯著提高，甚至正在接近國(guó)際化水平，因此，要想確保剪力墻設(shè)計(jì)質(zhì)量，相關(guān)設(shè)計(jì)者就需要重點(diǎn)把握基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)，承重構(gòu)件的設(shè)計(jì)等等，要在遵循國(guó)家相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上注重一些科學(xué)指標(biāo)以及工藝參數(shù)的正確選擇與完美結(jié)合。

4、剪力墻暗柱鋼筋的科學(xué)配置?，F(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，依據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，一、二、三級(jí)剪力墻加強(qiáng)部位都必須設(shè)置暗柱、端柱。這主要是為了滿足抗震的要求，因?yàn)樵O(shè)置暗柱、端柱等邊緣構(gòu)件的剪力墻在地震作用下可以消耗大量的地震波能量，其邊緣構(gòu)件抗拉能力強(qiáng)，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性也有很大程度的提高。

四、現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

現(xiàn)代建筑工程的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)， 為了保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要注意以下事項(xiàng)：首先，必須保證剪力墻結(jié)構(gòu)的順利建設(shè)，這是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作。其次，要充分考慮剪力墻結(jié)構(gòu)的安全性問題。剪力墻結(jié)構(gòu)本身的建設(shè)就是為了增強(qiáng)建筑的抗震性能，保證房屋及構(gòu)筑物的安全施工。反過來，在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，保證剪力墻結(jié)構(gòu)的安全可靠度，也能夠使剪力墻結(jié)構(gòu)的功能得到最大化程度的發(fā)揮，同樣能夠達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)目的。最后，還應(yīng)該考慮剪力墻結(jié)構(gòu)的工程造價(jià)問題。為了節(jié)省工程造價(jià)，可以從技術(shù)手段以及原材料的使用等方面著手。例如，在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，將原材料的含鋼量控制在一定的范圍之內(nèi)，力求達(dá)到在不損害建筑的安全性的前提之下充分發(fā)揮原材料的最大用途，就能實(shí)現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證建筑及其構(gòu)筑物的堅(jiān)固性，剪力墻的建筑材料一般選用鋼筋混凝土。并且由于剪力墻結(jié)構(gòu)具有抗側(cè)剛度大、用鋼量小以及抗震性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。

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