淺析剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉 東

社會(huì)不斷發(fā)展進(jìn)步，城市范圍內(nèi)的空地面積不斷減小，未來城市建筑的發(fā)展方向是高層和超高層建筑，此外，還要延長建筑物的使用年限。增強(qiáng)建筑物的承載力非常關(guān)鍵。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 抗震能力強(qiáng)，穩(wěn)定性高

剪力墻結(jié)構(gòu)的主要材料是鋼筋混凝土，這主要由剪力墻在結(jié)構(gòu)中所發(fā)揮的作用來決定的，能有效替代原有的梁柱式框架結(jié)構(gòu)，為建筑物結(jié)構(gòu)中載荷支撐力的有效發(fā)揮提供支持，也實(shí)現(xiàn)對(duì)受力點(diǎn)的良好控制。在建筑結(jié)構(gòu)中，剪力墻成功發(fā)揮自身作用，實(shí)現(xiàn)了均勻分布建筑結(jié)構(gòu)載荷力的目標(biāo)，此時(shí)垂直方向上的壓力就會(huì)有所減輕。在建筑結(jié)構(gòu)中，所設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)抗震能力比較強(qiáng)，建筑工程的安全穩(wěn)定性也會(huì)有所提高。

1.2 與其他結(jié)構(gòu)形成良好的受力體系

對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)有更好的把握，才能保證剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中發(fā)揮更為明顯的作用。將剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中，目的是提高建筑結(jié)構(gòu)的支撐能力，使得建筑結(jié)構(gòu)有較好的抗震性能和穩(wěn)定性能。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)來說，剪力墻所起到的作用是增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)承擔(dān)載荷的能力，與建筑物內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)形成良好的受力體系。運(yùn)用簡(jiǎn)單的方式施工，能減少所使用的施工材料。以普通住宅建筑為例，多層砌體的住宅每平方米使用的鋼筋是30kg，砼的用量是0.3 到0.33立方米。多層框架鋼筋的用量是每平方米38 到42kg，砼的用量是每平方米0.33 到0.35 立方米。

2 剪力墻設(shè)計(jì)需要注意的細(xì)節(jié)問題

在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，要特別注意科學(xué)控制強(qiáng)肢的截面厚度，應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行。比如說短肢剪力墻，要保證墻體厚度不小于0.2 米，體現(xiàn)出一定的階段性變化，有效避免剪力墻發(fā)生剛度突變的不良情況，就要實(shí)現(xiàn)對(duì)墻體階段性變化的有效控制。當(dāng)墻體的剛性和混凝土澆筑發(fā)生變化時(shí)，可采取分開樓層設(shè)置的方式有效應(yīng)對(duì)。所設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)要與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相符合，避免對(duì)建筑的整體質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

3 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

3.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用要符合標(biāo)準(zhǔn)要求

對(duì)關(guān)鍵部位的各項(xiàng)建設(shè)要求加以明確，達(dá)到剪力墻平面布局對(duì)應(yīng)平衡的良好狀態(tài)。也就是說在一個(gè)平衡面內(nèi)，要保證剪力墻重量的重心和剛度的重心是相同的。應(yīng)用這種設(shè)計(jì)模式，在面對(duì)地震時(shí)，剪力墻會(huì)表現(xiàn)出更好的抗側(cè)拉力效果。就一般的建筑設(shè)計(jì)而言，如果剪力墻的結(jié)構(gòu)比較長，可切一些洞口，按照科學(xué)而又合理的順序切割并排列剪力墻，以規(guī)范要求為依據(jù)，保證剪力墻結(jié)構(gòu)墻面和截面之間的比例等于或者是大于2。確保剪力墻結(jié)構(gòu)上的洞是一個(gè)對(duì)稱的排列，假如開洞沒有秩序可言，剪力墻的抗拉能力就會(huì)明顯弱化，在地震時(shí)起到的作用也是微乎其微。優(yōu)化剪力墻的抗震效果，可對(duì)剪力墻展開雙向設(shè)計(jì)活動(dòng)。假如在剪力墻上開洞，形成的墻比較矮，就可以對(duì)這種墻實(shí)施鋼筋加密處理的措施，從而有效提高剪力墻的抗震作用。在設(shè)計(jì)剪力墻的過程中，一味加大剪力墻的抗側(cè)拉能力是不科學(xué)的，這會(huì)導(dǎo)致剪力墻結(jié)構(gòu)的自重力加大，減弱結(jié)構(gòu)本身的抗震性能。以公式為重要依據(jù)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)模和數(shù)量，確保施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)，要體現(xiàn)一定的穩(wěn)定能力，嚴(yán)格按照剛度和延展性的控制原則，使剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能力獲得最大限度的增強(qiáng)。在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度哈延展性時(shí)，應(yīng)該把外梁和剪力墻結(jié)構(gòu)良好連接起來。

3.2 謹(jǐn)慎對(duì)待平面內(nèi)的搭接工作

從實(shí)際的應(yīng)用情況來看，剪力墻結(jié)構(gòu)需要起到梁柱的作用，因此在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)的過程中，要保證同時(shí)兼顧梁和柱的功能，此外還要保證所構(gòu)建的剪力墻結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)一定規(guī)律性，確保排列的方向是順著主軸方向的。在垂直方向上布置剪力墻，要體現(xiàn)一定的連續(xù)性，防止剛性弱化。如果在剪力墻上開洞，則要保證與設(shè)計(jì)規(guī)范相符合。不管是在設(shè)計(jì)還是應(yīng)用剪力墻的過程中，都應(yīng)該將剪力墻的功能考慮在內(nèi)。剪力墻的應(yīng)用不宜過多，在關(guān)鍵位置上使用才能充分發(fā)揮剪力墻的作用。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，不能出現(xiàn)梁、柱與剪力墻連在一起的情況，這種設(shè)計(jì)會(huì)使剪力墻結(jié)構(gòu)力矩分散。在某些情況下如果必須這樣設(shè)計(jì)，可適當(dāng)加大剪力墻承載力，從而實(shí)現(xiàn)局部平衡的目標(biāo)。

3.3 科學(xué)處理超限問題

設(shè)計(jì)剪力墻，需要將樓層間受剪承載力考慮在內(nèi)。比如說在設(shè)計(jì)建筑物的初期，要保證對(duì)建筑物的抗震性有充分考慮，從而有效降低建筑物的自重。所設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)，不應(yīng)增加建筑物的重量壓力，有效緩解側(cè)面壓力對(duì)建筑物的破壞作用。在滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，減少剪力墻的使用，降低經(jīng)濟(jì)成本投入。要想有效減少位移，就需要科學(xué)調(diào)整樓層的高度。如果發(fā)生地震，建筑物所產(chǎn)生的位移主要體現(xiàn)在水平方向上，這會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生比較大危害。由此可見應(yīng)切實(shí)降低剪力墻在豎直方向上的壓力，充分凸顯剪力墻抗橫向力的抗震作用。實(shí)現(xiàn)對(duì)樓層間高度的有效控制，盡量縮短建筑橫向位移的距離。從實(shí)際情況來看，當(dāng)設(shè)計(jì)超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，就意味著該設(shè)計(jì)是不合理的。保證剪力墻連續(xù)梁的跨高比大于2.5，無論是超出了整個(gè)比例，還是沒有達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)都是不合理的。這是因?yàn)椴还芸缍冗^大，還是跨度過小，都會(huì)對(duì)建筑物的性能產(chǎn)生不利影響。跨度過大，不能起到優(yōu)化建筑物承重能力的效果，此時(shí)建筑物的安全隱患就會(huì)加大，此時(shí)設(shè)計(jì)框架式剪力墻強(qiáng)結(jié)構(gòu)可以有效解決。

4 結(jié)語

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)要保證與其他的結(jié)構(gòu)形成良好的受力體系，并謹(jǐn)慎對(duì)待平面內(nèi)的搭接工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)超限問題的科學(xué)處理。