高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

王娟娟

摘要：在高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，剪力墻是借助建筑外墻與內(nèi)墻隔墻位置而設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有固定下端的功能。剪力墻具有較大的承受水平力的能力，一般與房屋高度相同，自房屋基礎(chǔ)至房屋樓頂。在高層住宅建設(shè)中，剪力墻結(jié)構(gòu)是最常使用的建筑結(jié)構(gòu)之一。如何在充分發(fā)揮剪力墻建筑功能的前提下，保證建筑的美觀性與質(zhì)量，是值得思考的問題之一。

關(guān)鍵詞：高層住宅;剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);注意問題

一、設(shè)計(jì)高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)注意的問題

剪力墻作為建筑工程中常用的一種建筑結(jié)構(gòu)形式，在我國各類建筑中得到廣泛應(yīng)用。伴隨著國家發(fā)展，房地產(chǎn)領(lǐng)域的不斷壯大，群眾的居住條件得到有效地改善，小高層住宅建設(shè)數(shù)量越來越多。為了保證房屋質(zhì)量，保證群眾居住安全與良好體驗(yàn)，住宅剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在這之中起到重要的作用。想要保證高層住宅質(zhì)量，就必須在高層建筑中充分發(fā)揮住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能。

（一）高層住宅層高低

在高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，連續(xù)化法是最常用的方式之一。在實(shí)際施工過程中，剪力墻并不是一側(cè)受力的平面模型，其所承受的外在荷載是通過各樓層樓蓋及水平線荷載方式共同作用的結(jié)果。一方面，層高低是設(shè)計(jì)高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)之一，高度一般為2.7-2.8m，墻間距一般在3-6m之間，由于結(jié)構(gòu)的剛度大、周期短，因此受到地震的影響也大。另一方面，墻體計(jì)算配筋不大，暗柱配筋不難，只要按照階段性計(jì)算的層間位移與頂點(diǎn)位移法都能滿足相關(guān)的限制要求，但連梁超筋現(xiàn)象普遍存在。這也是在高層住宅建筑中，剪力墻設(shè)計(jì)受限的主要因素之一。

（二）開洞變多，剪力墻功能變?nèi)?/p>

有部分設(shè)計(jì)者為了降低結(jié)構(gòu)高度，減少地震帶來的不良影響，會(huì)開設(shè)更多的洞口來解決連梁超筋的問題，這也使剪力墻的功能被削弱，致使其幾乎成為了短支剪力墻結(jié)構(gòu)。對(duì)于高層住宅而言，這種剪力墻結(jié)構(gòu)是非常不妥帖的。一是由于豎向墻肢的構(gòu)件比水平連梁結(jié)構(gòu)更加的重要，過多打洞只會(huì)削弱墻體的受力能力，這會(huì)降低建筑整體安全系數(shù)。二是由于開洞變多就必須用其他材料進(jìn)行填充，若是兩種材料的銜接效果不佳，例如，抹灰質(zhì)量低劣等，則會(huì)產(chǎn)生建筑裂縫。三是由于若一味地將降低結(jié)構(gòu)高度作為設(shè)計(jì)重心，則會(huì)增加施工難度。施工人員為了保證房屋質(zhì)量，必須在洞口兩側(cè)增設(shè)拉墻筋。四是由于開洞變多會(huì)使墻體截面削弱，在導(dǎo)致墻肢軸壓比增加的同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致墻體延性變差。五是會(huì)提高建筑費(fèi)用。將高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)正常洞口使用，與過多開洞兩種情況進(jìn)行電算比較發(fā)現(xiàn)，二者用鋼量相差不大。但由于開洞較多，實(shí)則消耗的鋼量會(huì)更多一些。由此可見，過多的開洞并不能使剪力墻的功能得到充分地發(fā)揮。

（三）剪力墻配筋設(shè)置不合理

在高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻的水平鋼筋擁有重要的作用。它不僅具有承受剪力墻水平分布鋼筋主要承受水平剪力的作用，還能防止橫向錯(cuò)開破壞，將所有鋼筋連成網(wǎng)片形式還能加強(qiáng)剪力墻的整體性。在剪力墻的受力過程中，豎向的壓力是由混凝土與墻身的豎向分布筋所承擔(dān)的，平面內(nèi)彎矩引起的豎向拉力，則是由邊緣構(gòu)件縱筋承擔(dān)。墻身豎向分布筋輔助承擔(dān)，平面內(nèi)水平剪力與混凝土和墻身水平分布筋來承擔(dān)，這是因?yàn)橹挥性谶@種情況之下，水平分布筋才能夠受拉。

二、解決高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的策略

（一）根據(jù)建筑形式，設(shè)計(jì)連梁

在高層住宅建筑中剪力墻的安全性能關(guān)系到住戶的人身安全，唯有在設(shè)計(jì)剪力墻的過程中減少對(duì)剪力墻的破壞，才能保證連梁設(shè)計(jì)的有效性。一方面要根據(jù)高層住宅的層高設(shè)計(jì)剪力墻，扣除建筑面積層及墊層的厚度，一般來說，連梁高度為500-600mm，外墻門洞的連梁高度則是300-400mm，連梁跨高比小于2.5，連梁的剪切剛度大，而超筋的主要原因也是由于抗剪強(qiáng)度不夠，因而造成了斷面高度小、抗彎強(qiáng)度不強(qiáng)的普遍現(xiàn)象。為了保證剪力墻結(jié)構(gòu)功能得到充分地發(fā)揮，一般采取以下幾點(diǎn)措施：一，降低連梁高度，規(guī)范建筑體的抗震設(shè)計(jì)功能，連梁剛度折減0.5。二，增加剪力墻體的厚度。三，提高混凝土強(qiáng)度。四，擴(kuò)大洞口尺寸的同時(shí)，增加連梁的跨度數(shù)值，也就是降低連梁的剛度。五，弱化連梁處理，將連梁彎矩、剪力轉(zhuǎn)移到墻肢上。在提高強(qiáng)支配筋的基礎(chǔ)上，對(duì)未超筋的連梁，使之向縱向受力鋼筋面積乘1.2進(jìn)行加強(qiáng)。

（二）注重剪力墻結(jié)構(gòu)的布置

在高層住宅剪力墻設(shè)計(jì)中，有些墻體必須開洞，這能增強(qiáng)墻體的延性，這也從另一方面說明了合理開動(dòng)的重要性與必要性。例如，為了保證建筑質(zhì)量，開動(dòng)墻體截面的高度大于等于8米時(shí)，人為開洞劃分為聯(lián)肢墻，根據(jù)地震作用的分散與均衡原則進(jìn)行人為開洞。保證每道剪力墻承擔(dān)地震作用力不超過地震總作用力的40%。為了保證在高層住宅建筑中，剪力墻功能得到充分地發(fā)揮，還需要做到以下9點(diǎn)：一，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須保證剪力墻布置均勻合理，可以沿著主軸方向或其他方向進(jìn)行雙向布置。而抗震部分的剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)避免單向結(jié)構(gòu)布置的形式，最好使其具備空間工作的性能，使兩個(gè)受力方向的抗側(cè)剛度接近。二，最好將墻肢做成帶有翼緣的形狀，例如L、T形狀。這不僅能減小墻肢的軸壓比增大縱筋、箍筋配筋率，還能強(qiáng)化墻肢的抗震能力，這保證了剪力墻的結(jié)構(gòu)更加的安全實(shí)用。三，避免將樓面主梁的平面放置在剪力墻上，若是不得不如此，則應(yīng)當(dāng)在相應(yīng)的剪力墻部位設(shè)置相應(yīng)的暗柱。

四，簡單規(guī)劃剪力墻的墻肢截面。保證其豎向剛度的均勻，門窗洞口成列對(duì)齊，這能保證墻肢與連梁的設(shè)計(jì)更加明確。五，根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算暗柱的配筋。例如，梁高大于墻厚2.5倍時(shí)，轉(zhuǎn)角處的墻肢應(yīng)當(dāng)盡可能地再長一些，條件允許的情況下，轉(zhuǎn)角處兩個(gè)方面的墻肢應(yīng)當(dāng)均應(yīng)布置為長墻。六，保證洞口的合理性。這是為了避免剪力墻的脆性被破壞，在對(duì)長剪力墻開洞時(shí)，應(yīng)當(dāng)用砌體填充，并將其分成長度小且均勻的聯(lián)肢墻，可將其看作為獨(dú)立的墻段。與此同時(shí)，還要保證每個(gè)獨(dú)立墻段都要用弱梁連接起來，且獨(dú)立墻段的高寬比不得小于2。

七，自下而上連續(xù)布置剪力墻，能避免剛度突變現(xiàn)象的發(fā)生。八，控制好剪力墻平面外的彎矩，這是保證剪力墻平面外穩(wěn)定性的有效方式。九，剪力墻厚度不宜小于160mm，一是由于在高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，墻體配筋多為構(gòu)造配件，無論是從安全性，結(jié)構(gòu)，性利益性等多方面進(jìn)行考慮，高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)，墻體雙層雙向配筋的最小量不應(yīng)小于10@200mm該范圍。

（三）保證剪力墻配筋的合理性

剪力墻的功能對(duì)于高層住宅建筑來說是面廣量大的，唯有合理設(shè)置剪力墻配筋，才能保證剪力墻的實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性。例如，剪力墻地面以上墻厚度為200mm，則應(yīng)當(dāng)將水平鋼筋放置在外側(cè)，豎向鋼筋放置在內(nèi)側(cè)。水壓與土壓會(huì)產(chǎn)生測(cè)壓力控制，地下墻體配筋部分應(yīng)當(dāng)由豎向筋控制。這不僅能加大墻體有效高度，還能將地下部分墻體的水平筋放置在內(nèi)側(cè)，豎向鋼筋放置在外側(cè)。

結(jié)束語：

伴隨著高層建筑數(shù)量的不斷增加，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性得到越來越多設(shè)計(jì)者的重視。不僅要保證高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛度、位移的合理性，還要保證比梁柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是寬敞且簡潔的。由此一來，剪力墻的抗震性能得到優(yōu)化，剪力墻的受力點(diǎn)更加的均勻，布置也更加的合理。基于此，注重高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常有必要的。

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