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

摘要：建筑結(jié)構(gòu)中，水平方向的荷載和縱向荷載都是由剪力墻承擔(dān)的，其具有一定的抗震性和抗風(fēng)性。本文結(jié)合剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以促使對(duì)相關(guān)問(wèn)題的解決和處理。

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

在高層住宅結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，剪力墻結(jié)構(gòu)體系的選用非常普遍。而對(duì)于建設(shè)量大面廣的高層建筑住宅而言，如果剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，不僅不能夠有效發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的抗和穩(wěn)定震作用，還會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)此，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者，就要通過(guò)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷研究，對(duì)設(shè)計(jì)當(dāng)中的問(wèn)題進(jìn)行處理和解決，進(jìn)而有效促使剪力墻結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì)和結(jié)合。

一、剪力墻的設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)剪力墻的過(guò)程中，不僅對(duì)位移限值的要求進(jìn)行滿足，同時(shí)還能夠促使框剪結(jié)構(gòu)中各抗側(cè)力構(gòu)件作用的有效發(fā)揮，確保剪力墻的經(jīng)濟(jì)和安全。對(duì)于剪力墻數(shù)量的確定，要在位移限值條件滿足要求的基礎(chǔ)上，對(duì)剪力墻的數(shù)量進(jìn)行控制；考慮基本振型地震作用的滿足，剪力墻承受的地震傾覆力矩必須大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%。另外，框架部分承擔(dān)的剪力必須為底部總剪力的20%。

二、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

（一）剪力墻墻肢截面的厚度

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3-2002）對(duì)剪力墻的最小厚度進(jìn)行了規(guī)定，通過(guò)對(duì)最小厚度的確定，可促使剪力墻平面穩(wěn)定性能和剛度的增強(qiáng)。其具體要求見(jiàn)表1。

表1 剪力墻截面的最小厚度

對(duì)于住宅建筑而言，填充的墻厚通常為200mm，剪力墻厚度則與其相同。一般2.8-3m高度的住宅層，樓面2層以上的墻厚為200mm，底部加強(qiáng)區(qū)的一字形短肢剪力墻除外，均可滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。部分高層住宅并無(wú)地下室，而基礎(chǔ)埋深大多為2.5m以上。底層墻體則有5m高，如果依據(jù)層高的1/16對(duì)墻厚進(jìn)行確定，則會(huì)超過(guò)300mm，這要比填充墻厚度大。對(duì)于這種狀況的處理，可結(jié)合建筑平面對(duì)剪力墻進(jìn)行布置，不對(duì)一字形剪力墻進(jìn)行運(yùn)用，通過(guò)十字形截面形式對(duì)其進(jìn)行實(shí)施，且翼緣長(zhǎng)度必須大于厚度的3倍。這樣一來(lái)，墻體的抗震性能就會(huì)得以確保，墻厚則為剪力墻無(wú)肢長(zhǎng)度的1/16。一般而言，剪力墻肢長(zhǎng)在宅建筑中<3m，采用200mm的厚度可促使對(duì)構(gòu)造要求的滿足。一字形剪力墻的底部加強(qiáng)區(qū)墻厚必須>H/12，此時(shí)底層墻厚就會(huì)超過(guò)400mm。這樣的工程建筑往往不夠經(jīng)濟(jì)，可通過(guò)下列2種方法進(jìn)行處理：1.底層加現(xiàn)澆板：在底層一字形剪力墻所處的部位進(jìn)行現(xiàn)澆板的加設(shè)，促使層高的降低，之后通過(guò)驗(yàn)算對(duì)墻體的穩(wěn)定性進(jìn)行確定。2.設(shè)端柱：將端柱設(shè)置在一字形剪力墻端部，依據(jù)剪力墻無(wú)肢長(zhǎng)度的1/16對(duì)墻厚進(jìn)行確定，200mm的墻厚可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于非加強(qiáng)區(qū)墻厚的要求，必須是層高或無(wú)肢長(zhǎng)度的1/15，所以非加強(qiáng)區(qū)可不進(jìn)行端柱的加設(shè)。而在下部2層對(duì)端柱進(jìn)行加設(shè)，仍然能夠滿足建筑要求。

（二）剪力墻中大墻肢的處理

剪力墻結(jié)構(gòu)的延展性必須良好，對(duì)于細(xì)高狀的剪力墻而言，容易形成彎曲破壞的延性剪力墻，由此脆性剪切的破壞就能夠得到避免。如果墻的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，每墻段的高寬比要滿足大于2的要求，就要借助開(kāi)洞的方式，對(duì)長(zhǎng)墻進(jìn)行分割，使其成為小而均勻的獨(dú)立墻段。如果墻段的長(zhǎng)度較小，受彎產(chǎn)生的裂縫寬度就比較的小，此時(shí)墻體配筋的支撐作用就會(huì)得到有效發(fā)揮。在剪力墻結(jié)構(gòu)中，長(zhǎng)度大于8m的大墻肢比較的少，而這些大墻肢可對(duì)樓層的剪力進(jìn)行承受。當(dāng)發(fā)生強(qiáng)烈的震動(dòng)時(shí)，這些大墻肢就容易遭受嚴(yán)重破壞。就小墻肢而言，其配筋并不足夠，整個(gè)墻面結(jié)構(gòu)就會(huì)受到破壞。針對(duì)墻肢長(zhǎng)度超過(guò)8m的建筑，選用以下兩種方法可對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行處理：1.開(kāi)施工洞：施工過(guò)程中進(jìn)行留洞，完工時(shí)對(duì)墻進(jìn)行填充，將長(zhǎng)墻肢分為短墻肢。2.開(kāi)計(jì)算洞：結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程中對(duì)洞進(jìn)行了設(shè)置，施工時(shí)為混凝土墻。以此種計(jì)算方式，對(duì)小墻肢的配筋能力進(jìn)行加強(qiáng)。對(duì)于地下室外墻等這些不容易開(kāi)洞的項(xiàng)目可以對(duì)這種方法進(jìn)行實(shí)施。

（三）剪力墻連梁超筋的處理

連梁超筋在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為常見(jiàn)。連梁的超筋是由于剪壓比的不足引起的。在剪力墻結(jié)構(gòu)中，連梁易超筋的部位在總高度的1/3左右的樓層；如果墻段在平面中較長(zhǎng)，就為中部的連梁；若墻肢截面高度大小不夠均勻，墻肢處的連梁就會(huì)超筋。對(duì)于剪切變形而言，剪力墻連梁的敏感性非常的強(qiáng)，若剪力墻連梁的尺寸不能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，就要通過(guò)下列方法進(jìn)行處理。1.對(duì)連梁剪力的截面高度進(jìn)行降低；2.剪力墻在抗震設(shè)計(jì)中，其連梁彎矩、可進(jìn)行塑性調(diào)幅。3.連梁破壞的豎向荷載影響不明顯時(shí)，可控制該連梁不進(jìn)行工作的參與，根據(jù)獨(dú)立墻肢對(duì)多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行分析，以兩次計(jì)算所得的較大內(nèi)力，對(duì)墻肢的配筋進(jìn)行計(jì)算。如果在問(wèn)題的處理過(guò)程中，前兩種方法得不到有效發(fā)揮，就可以通過(guò)第3種方法對(duì)相應(yīng)措施進(jìn)行實(shí)施，予以處理。此外，容易超筋的區(qū)域，按鉸接處理，對(duì)連梁的整體計(jì)算進(jìn)行實(shí)施，同時(shí)確保結(jié)構(gòu)層間位移比能夠有效滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

三、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，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)用非常重要。為了促使其功能使用的有效實(shí)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)安全性的確保，就要遵循一定的設(shè)計(jì)原則，結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能進(jìn)一步提升建筑工程的設(shè)計(jì)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳崇岡.高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010.

[2]龔海秀.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)體會(huì)[J].江西化工，2011.

[3]揭林.高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)分析[J].黑龍江科技信息，2010.

[4]韓桂發(fā).淺析高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與體會(huì)[J].價(jià)值工程，2010.