建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)研究

鄭柱敦

摘要：剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑中應(yīng)用較為廣泛的二種結(jié)構(gòu)受力體系。剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻設(shè)計(jì)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的作用。通常而言，在設(shè)計(jì)剪力墻之際，設(shè)計(jì)師應(yīng)該結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)建筑設(shè)計(jì)要求進(jìn)行科學(xué)、規(guī)范的設(shè)計(jì)，合理把握剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)，使剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加具有可行性。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);剪力墻;設(shè)計(jì)難點(diǎn)

因?yàn)橹袊?guó)在經(jīng)濟(jì)以及科技方面有了極為迅猛的發(fā)展，如今的高層建筑在發(fā)展方向逐漸轉(zhuǎn)向多元化，人們對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更加嚴(yán)格的要求，普通框架已經(jīng)不能滿足實(shí)際的建設(shè)需要，為了提高建筑的安全性，并使建筑總高度不斷突破，剪力墻以及框剪結(jié)構(gòu)在建筑里得到了廣泛運(yùn)用，設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)之際，需要對(duì)設(shè)計(jì)難點(diǎn)進(jìn)行合理分析，從根本提高設(shè)計(jì)水平，使建筑質(zhì)量可以滿足實(shí)際的發(fā)展需要，使建筑質(zhì)量不斷提升。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)

剪力墻結(jié)構(gòu)及框架剪力墻結(jié)構(gòu)近些年來(lái)被廣泛應(yīng)用于高層建筑中，這種結(jié)構(gòu)體系大幅度的提高了建筑允許的最大適用高度。由于剪力墻結(jié)構(gòu)及框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻部分在整個(gè)工程造價(jià)中的占比較大，同時(shí)施工技術(shù)也比較復(fù)雜，如果不能進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，將會(huì)造成工程成本的增加，同時(shí)如果剪力墻數(shù)量或者布置不合理，還可能影響建筑物的安全性和使用舒適性。在現(xiàn)代高層建筑的設(shè)計(jì)中，建筑物的抗震性能已經(jīng)成為設(shè)計(jì)中的主要考慮因素。為使之擁有更好的抗震性能，進(jìn)行設(shè)計(jì)之際，需要盡可能讓結(jié)構(gòu)體系具備與之契合的側(cè)向剛度，同時(shí)在設(shè)置平面時(shí)，應(yīng)符合便捷以及規(guī)則的特征，當(dāng)方向不一致時(shí)，其側(cè)向剛度應(yīng)該接近，如此一來(lái)，便可規(guī)避兩個(gè)不同方向存在太多的動(dòng)力特性之間的差別。如若結(jié)構(gòu)為框架剪力墻，就需要采取合理的方式對(duì)其進(jìn)行控制，控制的內(nèi)容有剪力墻以及框架之間所產(chǎn)生的剪力分?jǐn)偙?。只有達(dá)到抗震要求，放能夠滿足經(jīng)濟(jì)性的要求。

在應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)或者框架剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意兩種結(jié)構(gòu)體系所適用的最大建筑高度。對(duì)于剪力墻墻肢的高度和厚度要求比較嚴(yán)格，應(yīng)按照規(guī)范要求取值，并且特別注意對(duì)底部加強(qiáng)區(qū)的加強(qiáng)處理。當(dāng)結(jié)構(gòu)是框架剪力墻時(shí)，如若水平力屬于已經(jīng)規(guī)定了的，則底層框架所能夠承受的因地震而造成的傾覆力矩跟整體結(jié)構(gòu)所具備的傾覆力矩存在不一樣的比值，同時(shí)在結(jié)構(gòu)性能方面同樣存在不小的差異。進(jìn)行設(shè)計(jì)之際，需要按照傾覆力矩所呈現(xiàn)出來(lái)的比值對(duì)結(jié)構(gòu)最為恰當(dāng)?shù)臉?gòu)造形式以及高度進(jìn)行確認(rèn)。對(duì)傾覆力矩比值進(jìn)行確認(rèn)之際，需要根據(jù)剪力墻以及框架所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)施具體的計(jì)算。并根據(jù)計(jì)算所得的框架和剪力墻的實(shí)際傾覆力矩比例，來(lái)確定框架部分和剪力墻部分各自的抗震等級(jí)。

剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)該靈活進(jìn)行運(yùn)用。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑的平面布置格局，在合適的位置布置剪力墻，一方面確保結(jié)構(gòu)能夠安全，另一方面可使之具備相應(yīng)的使用功能。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用策略

2.1合理定位剪力墻結(jié)構(gòu)

如果想從根本上提升剪力墻的安全性和穩(wěn)定性，需要采取正確的方式來(lái)布置剪力墻，最為恰當(dāng)?shù)牟贾梅绞奖闶请p向進(jìn)行，如此一來(lái)，建筑的側(cè)向剛度便能夠得到滿足。在設(shè)置剪力墻之際，必須遵照有關(guān)的規(guī)范要求來(lái)實(shí)施具體工作，應(yīng)使剛心可以與質(zhì)心盡量吻合。對(duì)扭矩進(jìn)行控制和約束。內(nèi)外剪力墻應(yīng)該處于垂直的狀態(tài)，剪力墻的肢截面不能過(guò)于繁瑣，應(yīng)該保持簡(jiǎn)單、明了，滿足實(shí)際的建筑需要。應(yīng)避免因剪力墻布置造成的結(jié)構(gòu)上、下層剛度的突變。對(duì)剪力墻上的洞口應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的規(guī)則化處理，剪力墻的門窗洞口宜上下對(duì)齊，成列布置，形成明確的墻肢和連梁。洞口設(shè)置應(yīng)合理，避免使墻肢剛度相差過(guò)大。剪力墻的內(nèi)收和外挑距離應(yīng)該控制在合理的范圍內(nèi)。

2.2大墻肢處理

對(duì)于形狀比較長(zhǎng)的剪力墻在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般會(huì)對(duì)其延性進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，避免剪力墻在進(jìn)行剪切時(shí)墻體表面遭受破壞。當(dāng)強(qiáng)度和長(zhǎng)度都比較短時(shí)，因?yàn)槭軓澯绊懚霈F(xiàn)的裂縫也不會(huì)很寬，可以真正發(fā)揮墻體的作用。針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)而言，剪力主要就是墻肢進(jìn)行承受，當(dāng)墻肢發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)時(shí)，很容易對(duì)墻體造成破壞，其處理方案必須切實(shí)有效，一次規(guī)避出現(xiàn)質(zhì)量方面的缺陷。故此，在實(shí)際施工過(guò)程中，對(duì)于長(zhǎng)墻肢應(yīng)該開(kāi)洞，再用填充墻進(jìn)行砌筑，將長(zhǎng)墻肢變成短墻肢。

2.3墻體配筋

在對(duì)剪力墻進(jìn)行配筋時(shí)應(yīng)該合理進(jìn)行控制，才能從根本保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為建筑企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)收益，剪力墻結(jié)構(gòu)不僅數(shù)量繁多，涉及范圍也比較寬廣，在進(jìn)行具體配筋時(shí)，對(duì)于不同方向的配筋應(yīng)該放在不同的位置，與此同時(shí)，實(shí)施計(jì)算之際得根據(jù)最小配筋率來(lái)實(shí)施。假若所選的鋼筋網(wǎng)片是雙向的，保護(hù)層厚度不能超過(guò)三十厘米，避免墻體配筋出現(xiàn)資源浪費(fèi)的問(wèn)題。使剪力墻無(wú)論在任何方向，都能具有較好的抗彎性能，當(dāng)前形勢(shì)下剪力墻在超高層建筑中主要就是構(gòu)造配筋，不過(guò)在進(jìn)行配筋時(shí)，邊緣構(gòu)件的配筋需要按照最小的配筋率進(jìn)行配筋。結(jié)合相關(guān)規(guī)定和要求，將鋼筋設(shè)置于比較脆弱的部分，同時(shí)如果豎向配筋數(shù)量較多，需要及時(shí)加強(qiáng)抗彎強(qiáng)度，從根本保證剪力墻的抗震能力。

2.4剪力墻連梁超筋的處理

在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)連梁超筋進(jìn)行針對(duì)性的處理，對(duì)剪力和剪壓進(jìn)行合理的控制，使其符合實(shí)際的設(shè)計(jì)需要，避免連梁超筋問(wèn)題的出現(xiàn)。對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，一般在樓層三分之一高度比較容易出現(xiàn)連梁超筋問(wèn)題，如果墻體較長(zhǎng)，位置就會(huì)發(fā)生變化，在中部位置比較常見(jiàn)，如果墻段墻肢截面高度大小存在差異，連梁超筋問(wèn)題也會(huì)在墻肢部分出現(xiàn)。剪切之所以會(huì)發(fā)生形狀變化，主要就是因?yàn)槭艿郊袅B梁的影響，如果剪力墻連梁尺寸不能保持統(tǒng)一，需要對(duì)連梁截面高度進(jìn)行控制，使其更加科學(xué)、規(guī)范。對(duì)于連梁彎矩和剪力應(yīng)該進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，使剪力墻的抗震性能更加良好。如果連梁因?yàn)檎駝?dòng)的影響，出現(xiàn)不同程度的皮壞，不能保證墻體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要保持墻肢的獨(dú)立，同時(shí)對(duì)其應(yīng)力進(jìn)行深入的分析和研究，根據(jù)科學(xué)計(jì)算會(huì)得出墻肢的最大內(nèi)力，在根據(jù)內(nèi)力進(jìn)行具體的配筋。

三、結(jié)論

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其中比較關(guān)鍵的組成部分，具有非常廣泛的應(yīng)用空間。從設(shè)計(jì)方面來(lái)說(shuō)，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的布局和安排，從整體方面進(jìn)行分析和評(píng)估，對(duì)建筑質(zhì)量提供保證。相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷更新自己的知識(shí)，擁有先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，從多個(gè)角度考慮問(wèn)題，提升剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性和有效性，進(jìn)而促進(jìn)建筑工程的發(fā)展和完善。

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