剪力墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

梁秀魁

青島東南建筑設(shè)計(jì)有限公司 山東青島 266700

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于高層建筑工程的施工質(zhì)量有著不容忽視的關(guān)鍵作用，注重建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要綜合考慮高層建筑各個(gè)部分結(jié)構(gòu)之間的靜謐聯(lián)系，充分利用剪力墻將每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行聯(lián)合，以形成良好的空間形態(tài)，構(gòu)建成一大統(tǒng)一的整體[1]。實(shí)際工作中，要對(duì)剪力墻的結(jié)構(gòu)受力、性能、構(gòu)造等基本特點(diǎn)與不同構(gòu)件之間的相互作用有清晰的認(rèn)識(shí)，以采取合理的應(yīng)用策略實(shí)現(xiàn)高層結(jié)構(gòu)的預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。

1 剪力墻的基本概述

在建筑結(jié)構(gòu)中，由地震等客觀原因引發(fā)的水平荷載和不穩(wěn)定風(fēng)荷載的主要承受墻體就是剪力墻，因此剪力墻也叫做抗震墻、抗風(fēng)墻和結(jié)構(gòu)墻。剪力墻的主要功能是用以防治建筑物遭受水平剪力的破壞，以更好得確保房屋和建筑結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和抗壓性[2]。剪力墻多使用鋼筋混凝土制作而成，根據(jù)其施工方法的不同，可以被分為混合結(jié)構(gòu)剪力墻、框筒結(jié)構(gòu)剪力墻以及框架結(jié)構(gòu)剪力墻等多種類型。就其具體作用來說，剪力墻在高層結(jié)構(gòu)中可以承受來自水平和垂直不同方向的力量，而主要原因一方面是得益于其用鋼筋混凝土材料制作而成，有較大的抗側(cè)剛度的特點(diǎn)。而另一方面，在設(shè)計(jì)的過程中，會(huì)綜合考慮其多方面受力的特點(diǎn)，通過采用豎向的鋼筋混凝土的墻板與水平方向同種材質(zhì)的大樓板使兩個(gè)方向得以有保障。

2 剪力墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與高層建筑的質(zhì)量有著密切的聯(lián)系，所以在設(shè)計(jì)工作中，要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)有基本的認(rèn)知以提升工作水平。首先要注意控制軸壓比，以確保剪力墻自身的延性，避免出現(xiàn)超過軸壓比限制的剪力墻構(gòu)件。同時(shí)，還要通過調(diào)整結(jié)構(gòu)布局，以降低局部剪力墻軸壓比過大現(xiàn)象出現(xiàn)的幾率。

其次，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要加強(qiáng)關(guān)鍵部位的抗震性能，尤其是高層結(jié)構(gòu)中角點(diǎn)和外邊線等位于應(yīng)力集中地帶的位置。因?yàn)榈卣鸢l(fā)生時(shí)這些區(qū)域遭遇破壞的速度往往比其它更快，所以增強(qiáng)高層結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的抗震性能，減少軸壓比的限制，增大建筑結(jié)構(gòu)中縱向鋼筋的配箍率十分有必要，在這之中，尤其要注意較小剪力墻抗震抗壓能力的提升。

同時(shí)，更要從局部落腳于整體。在不影響建筑整體的質(zhì)量的可控范圍內(nèi)，遵循合理和高效的原則，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行整體規(guī)劃，科學(xué)布置框架梁和剪力墻的位置。特別是就剪力墻來說，應(yīng)當(dāng)避免高層結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)孤立的一字型短肢剪力墻。以更好得提升整體結(jié)構(gòu)的可靠性和協(xié)調(diào)性。同時(shí)也要在剪力墻的關(guān)鍵部位運(yùn)用合理的措施繼續(xù)強(qiáng)化其抗震性能。

最為重要的一點(diǎn)是，要注意合理計(jì)算連梁剛度的定位。在運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)獲得高層結(jié)構(gòu)模型的數(shù)值時(shí)，必須充分考慮到連梁相鄰處的墻體所處位置的具體情況、抗震承壓的能力等基本因素，以此得出其在高層結(jié)構(gòu)體系中剛度的最精確數(shù)據(jù)。進(jìn)而科學(xué)合理得對(duì)連梁剛度的折減系數(shù)有更為合理的計(jì)劃和設(shè)置，確保模擬計(jì)算出的數(shù)據(jù)與實(shí)際的受力情況更好得匹配，以促進(jìn)建筑更加得實(shí)用和經(jīng)濟(jì)。

3 剪力墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案是進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要前提，為此這就需要建筑相關(guān)的設(shè)計(jì)人員充分利用現(xiàn)代科技技術(shù)的優(yōu)勢，根據(jù)實(shí)際情況，運(yùn)用科學(xué)的計(jì)算方法，提升剪力墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化和智能化水平。設(shè)計(jì)人員可借助計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬算法，開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，在形式設(shè)計(jì)上注意在剪力墻受彎狀態(tài)時(shí)，以高細(xì)為主保證剪力墻的延性，以提升抗震能力。通過綜合考慮實(shí)際所需的計(jì)算方法，提升剪力墻結(jié)構(gòu)的可靠性和合理性。

而要想更好得提高剪力墻結(jié)構(gòu)的延性，還可以通過處理剪力墻的墻肢以增強(qiáng)剪力墻的墻體配箍率。結(jié)合過往的經(jīng)驗(yàn)來看，當(dāng)剪力墻的墻肢的長度已經(jīng)大于8m時(shí)，大的墻肢非常容易因?yàn)槌惺懿涣藙×艺饎?dòng)而遭到破壞，而小的墻肢往往容易配筋率過小出現(xiàn)損耗。所以，具體來說在剪力墻的設(shè)計(jì)工作中，可以借助計(jì)算洞的方法，以此提高小墻肢的配筋率，而大墻肢則可以通過開施工洞的方法，在施工結(jié)尾階段長肢變短肢，大大提升其抗震能力。

另外，剪力墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還需要及時(shí)處理連梁的問題。一般來說，如果建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻的連梁高跨比實(shí)在太小，就很容易受水平作用力的產(chǎn)生，形成較強(qiáng)的內(nèi)力，長此以往可能會(huì)導(dǎo)致連梁變形，降低建筑物整體的穩(wěn)定性和抗壓抗震能力。那么，為了避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)以及惡化，在剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，就要通過嚴(yán)密的計(jì)算，使剪力墻連梁的剛度減少到合適的程度，折減的系數(shù)最小的限度是0.5. 經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迅猛和科技進(jìn)步的加快，為我國各行各業(yè)的發(fā)展都帶來了極大的發(fā)展空間，尤其是建筑業(yè)更是迎來了升級(jí)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期。當(dāng)前，市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，要想在激烈的市場競爭中占有一席之地，建筑企業(yè)要對(duì)自身的發(fā)展和定位有明確而清楚的認(rèn)識(shí)，抓細(xì)節(jié)，從改善剪力墻設(shè)計(jì)的應(yīng)用到優(yōu)化建筑的整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[3]。

4 結(jié)語

作為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)日趨多樣化，隨著人們對(duì)建筑質(zhì)量要求的提升，只要不斷得嘗試和努力，從細(xì)節(jié)入手，優(yōu)化施工技術(shù)水平，提高施工技術(shù)質(zhì)量。落實(shí)剪力墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)，通過科學(xué)的計(jì)算方法，對(duì)連梁等關(guān)鍵部位采取高效合理的處理策略，才能確保剪力墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮其應(yīng)有的作用，進(jìn)而提升建筑的整體水平，促進(jìn)建筑行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，為提高人民生活水平貢獻(xiàn)出應(yīng)有的力量。