剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

潘曉康

（廣東中山建筑設(shè)計院股份有限公司）

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

潘曉康

（廣東中山建筑設(shè)計院股份有限公司）

剪力墻在現(xiàn)今的社會中已經(jīng)應(yīng)用的越來越廣泛，特別是在高層建筑中，剪力墻的應(yīng)用更是受到了高度的重視。本文主要是對高層剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則和設(shè)計要點進(jìn)行了分析，以供同仁參考。

剪力墻結(jié)構(gòu)；配筋；設(shè)計

在高層的建筑中，隨著建筑層數(shù)的逐漸升高，剪力墻所承受的水平和豎向的荷載也越來越大，剪力墻自身是一個可以減少承重的結(jié)構(gòu)。并且在進(jìn)行高層的建筑中，也可以減少自身發(fā)生安全性的問題。隨著層數(shù)的不斷增高，施工的困難性也越來越大，安全問題就變得極為重要。因此，做好設(shè)計工作就至為重要。

1　高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則

目前，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的范圍非常廣泛，尤其是在一些規(guī)模比較大的建筑工程項目中。剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑物中主要起到承受荷載的作用，為建筑物提供相應(yīng)的支撐。大多數(shù)建筑企業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要在于剪力墻具備的抗震、抗風(fēng)特征。在發(fā)生地震災(zāi)害的時候，剪力墻能夠在很大程度上吸收地震災(zāi)害所產(chǎn)生的能力，有效預(yù)防建筑物墻體出現(xiàn)剪切破壞狀況。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計需要遵循的原則，主要體現(xiàn)在兩方面。

1.1合理控制剪力墻的寬度與高度

一般情況下，剪力墻的厚度比較小，寬度與高度比較大。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)就具備一個明顯的幾何特征，造成受力形態(tài)類似于柱子結(jié)構(gòu)。但是剪力墻結(jié)構(gòu)與柱子結(jié)構(gòu)在厚度、肢長之間存在顯著差異，當(dāng)比值處于比較小的狀態(tài)時，通常能夠根據(jù)柱體結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行設(shè)計。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，墻體結(jié)構(gòu)屬于平面構(gòu)件，剪力墻對彎矩力、水平應(yīng)力可以起到一個承擔(dān)作用。同時，還承擔(dān)著豎向嚴(yán)厲。所以剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)滿足延性、非彈性以及彈性要求。

1.2充分考慮剪力墻具體情況

剪力墻的合理數(shù)量按許可位移決定，高度不大于150m的高層建筑，按彈性方法計算的風(fēng)荷載或多遇地震標(biāo)準(zhǔn)值作用下的樓層層間最大水平位移與層高之比不宜大于1/800，在滿足這個要求的前提下，增減剪力墻的數(shù)量。用結(jié)構(gòu)自振周期校核剪力墻布置數(shù)量是否合理，因為從地震作用本身來分析，剪力墻數(shù)量少結(jié)構(gòu)剛度小，地震作用小，但這種結(jié)構(gòu)在工程上有可能不很合理，結(jié)構(gòu)的自振周期有可能不在合理范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)自振周期的合理范圍大致在：T1=（0.09～0.12）NS，式中：NS-樓層數(shù)。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，計算過程應(yīng)當(dāng)充分考慮剪力墻處于橫向延展力、重力結(jié)構(gòu)下時的具體情況，以此對其進(jìn)行分析計算。在計算剪力墻承載能力的時候，對于帶翼墻寬度的計算，應(yīng)當(dāng)根據(jù)洞口與門窗之間的翼緣寬度以及剪力墻之間的最小間距來進(jìn)行。

1.3滿足抗震設(shè)計的要求

剪力墻結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能，且結(jié)構(gòu)布置靈活，可以很大程度減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件對建筑的使用影響，所以高層住宅較多使用這種結(jié)構(gòu)形式。對于抗震設(shè)計，主要是按“強(qiáng)剪弱彎”的要求設(shè)計剪力墻墻肢，一般的方法是將剪力墻底部加強(qiáng)部分的剪力設(shè)計值增大，提高抗剪承載力?！督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》6.2.8條規(guī)定了各個抗震等級剪力墻底部加強(qiáng)部位的剪力設(shè)計值應(yīng)乘以不同的剪力增大系數(shù)，以此進(jìn)行抗剪配筋設(shè)計，從而實現(xiàn)”強(qiáng)剪弱彎”的結(jié)構(gòu)受力性能。

2　剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

2.1合理定位剪力墻

在平面布置剪力墻的時候，應(yīng)當(dāng)遵循盡量對稱、均勻原則，盡量保證墻面結(jié)構(gòu)中的質(zhì)量中心與剛度中心處于一個完全重合的狀態(tài)，以此減少扭矩。對于內(nèi)外剪力墻，應(yīng)當(dāng)盡可能將其對直、拉通。同時剪力墻肢截面應(yīng)當(dāng)規(guī)則、簡單。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中大墻肢處理

剪力墻結(jié)構(gòu)施工過成長，由于剪力墻結(jié)構(gòu)具有延伸性要求，所以剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計與剪力墻結(jié)構(gòu)施工過程中需要一定的延展特性，這對于剪力墻結(jié)構(gòu)整體性以及工作力度非常的重要一般情況下，在設(shè)計剪力墻的時候，容易出現(xiàn)高狀結(jié)構(gòu)剪力墻，這在很大程度上增加了脆性破壞現(xiàn)象出現(xiàn)的幾率。因此，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，在對墻體長度比較長的剪力墻進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)在充分滿足剪力墻承載力的情況下，對其進(jìn)行分層間隔設(shè)計，這在很大程度上能夠加強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)的整體承載力。另外，在墻段長度比較小的情況下，墻體受彎所產(chǎn)生的裂縫寬度也比較小，能夠?qū)w配筋的支撐作用充分發(fā)揮出來。為了預(yù)防不良現(xiàn)象的發(fā)生，對于長度超過8m的墻肢，可以運用兩種處理方式。

（1）開計算洞

實質(zhì)上就是在對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算的過程中，設(shè)置相應(yīng)的洞，施工開始的時候仍然為混凝土墻。

（2）開施工洞

實質(zhì)上就是在施工過程中，在墻體上留洞。施工完成之后，砌填填充墻，將長墻肢劃分為短墻肢。這兩種計算方式，能夠在一定程度上增強(qiáng)其他小墻肢具備的配筋能力。

2.3剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的墻體配筋

合理對剪力墻配筋進(jìn)行控制，能夠在很大程度上提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性以及建筑工程的經(jīng)濟(jì)性，主要在于剪力墻面廣量大。在剪力墻墻體配筋過程中，主要是在內(nèi)側(cè)防止豎向鋼筋，在外側(cè)放置水平鋼筋。同時，配筋應(yīng)當(dāng)滿足計算與相關(guān)規(guī)定中的最小配筋率。如果剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用了雙向鋼筋網(wǎng)片，那么迎水面保護(hù)層的厚度至少超過30mm，這有利于墻體配筋的節(jié)省。

3　結(jié)語

在高層建筑結(jié)構(gòu)中，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計有利于提升建筑結(jié)構(gòu)的耐久性、整體性；同時，也要客觀的認(rèn)識到剪力墻具備的優(yōu)缺點。以此加強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的綜合利用率，進(jìn)一步促進(jìn)建筑事業(yè)的快速發(fā)展。

[1]張祝梅.淺談高層框支剪力墻設(shè)計[J].民營科技，2010（10）：21～22.

[2]《高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

TU318

A

1673-0038（2015）23-0035-02

2015-5-20