建筑項(xiàng)目剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

摘? ? 要：當(dāng)前階段，人們對(duì)建筑安全性的要求越來(lái)越高，這使得混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在很多建筑工程中都得到了廣泛的應(yīng)用。為了保障剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，必須明確其設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，以此為依據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化完善。本文將就建筑項(xiàng)目剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行分析探究。

關(guān)鍵詞：建筑項(xiàng)目;剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);要點(diǎn)

1? 前言

剪力墻結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的剛度和良好的整體性能，可以有效的對(duì)抗側(cè)向變形和震動(dòng)，因此這種結(jié)構(gòu)在現(xiàn)階段高層建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須實(shí)現(xiàn)技術(shù)和建筑的良好配合，切實(shí)保障建筑的安全性，這就要求設(shè)計(jì)人員充分把握剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，對(duì)其中容易忽略的細(xì)節(jié)進(jìn)行充分考慮，促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化完善。

2? 建立墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則分析

2.1? 擁有良好的抗震性能和承載能力

安全是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要首要考慮的一個(gè)方面，因此在具體設(shè)計(jì)中，必須遵循荷載能力強(qiáng)、有利于抗震的設(shè)計(jì)原則。基于此，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)剪力墻的適宜剛度以及合理數(shù)值進(jìn)行充分的考慮。因此如何在保障經(jīng)濟(jì)性的前提下對(duì)剪力墻的數(shù)量進(jìn)行合理的把握是設(shè)計(jì)人員需要思考的關(guān)鍵性問(wèn)題，它直接關(guān)系著剪力墻的承載能力以及工程的效益。此外，在設(shè)置剪力墻數(shù)量時(shí)，還需對(duì)結(jié)構(gòu)水平位移以及地震力控制兩個(gè)方面的問(wèn)題進(jìn)行綜合考慮[1]。

2.2? 良好的材料力學(xué)性能

為了實(shí)現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)體系效能的最大化發(fā)揮，所選材料的力學(xué)性能也是剪力墻設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的一項(xiàng)問(wèn)題。對(duì)此，需要著重注意兩個(gè)方面的內(nèi)容，首先，對(duì)小墻肢和短肢墻的數(shù)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度受剪力墻側(cè)移剛度的影響，而減少小墻肢和短肢墻的數(shù)量可以實(shí)現(xiàn)建筑材料力學(xué)性能的充分發(fā)揮，大幅度的縮減成本。其次，對(duì)墻肢長(zhǎng)度的差異進(jìn)行嚴(yán)格控制。在墻肢長(zhǎng)度差異較大的情況下，材料力學(xué)的完整性將會(huì)受到嚴(yán)重的影響，進(jìn)而損害到剪力墻結(jié)構(gòu)體系的承載能力。

2.3? 結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理原則

經(jīng)濟(jì)性也是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮的一項(xiàng)問(wèn)題，為了落實(shí)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理原則，一般情況下應(yīng)該從兩個(gè)方面入手：首先，優(yōu)化材料應(yīng)用。在建筑工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，材料不合理浪費(fèi)是造成工程成本增高的主要因素。例如，可以通過(guò)短肢墻箍筋和水平分布鋼筋合并的方式，減少鋼筋的使用量，已達(dá)到節(jié)省成本的目的。其次，做好剪力墻開(kāi)洞的處理。一般情況下，高層建筑需要根據(jù)結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)洞，對(duì)此，應(yīng)該將剪力墻設(shè)計(jì)為長(zhǎng)墻，降低結(jié)構(gòu)洞的數(shù)量，以此達(dá)到節(jié)省成本的目的。

3? 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題分析

3.1? 剪力墻結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問(wèn)題

剪力墻結(jié)構(gòu)普遍具有較大的剛度，由于其受溫差影響較大，當(dāng)混凝土出現(xiàn)收縮變形時(shí)，會(huì)導(dǎo)致建筑其它結(jié)構(gòu)也隨之出現(xiàn)變形[2]。同時(shí)，現(xiàn)階段建筑工程施工所用混凝土的水泥用量普遍較高，加之混凝土強(qiáng)度的增高，使其彈性模量出現(xiàn)增加，繼而引發(fā)較大的約束拉應(yīng)力，造成結(jié)構(gòu)裂縫的增加。此外，現(xiàn)階段混凝土施工通常出采用泵送方式，這就需要對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這也是導(dǎo)致剪力墻結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題的原因之一。因此，在對(duì)剪力墻超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理時(shí)必須做到謹(jǐn)慎。

3.2? 剪力墻連梁設(shè)計(jì)問(wèn)題

剪力墻連梁指的是兩端都與剪力墻相連且與剪力墻夾角不超過(guò)25度，跨高比低于5，且剛度可以折減的梁，可見(jiàn)剪力墻連梁具有跨度大、截面大以及相連墻體剛度大等特征。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，比較容易出現(xiàn)的問(wèn)題包括以下幾個(gè)方面：其一，連梁的剛度折減。剪力墻連梁的跨高比較小，加之與其相連的墻肢剛度較大，因此水平方向存在很大的內(nèi)力作用，一旦出現(xiàn)連梁屈服，就會(huì)引發(fā)梁端裂縫、剛度損失等問(wèn)題。其二，連梁跨度與高度。在剪力墻連梁設(shè)計(jì)中，即使對(duì)其剛度進(jìn)行折減，依舊存在連梁正截面受彎承載力不足的風(fēng)險(xiǎn)，這是就需要對(duì)洞口的寬度進(jìn)行增加，并對(duì)連梁的剛度進(jìn)行減小。

4? 建筑項(xiàng)目剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

4.1? 工程項(xiàng)目概況

某高層建筑工程項(xiàng)目選擇的是混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，該工程的總建筑面積為12570m2，層數(shù)為34層，地上32層、地下2層。建筑的設(shè)計(jì)抗震強(qiáng)度為9度，參照的是當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防強(qiáng)度，下圖為該建筑工程額的剪力墻模板平面圖。

4.2? 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

其一，剪力墻結(jié)構(gòu)方案的布置。高層建筑結(jié)構(gòu)方案的布置具有整體一致性，建筑豎向剛度的變化主要體現(xiàn)在分段式改變結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級(jí)方面[3]。因此，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)上述兩個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，對(duì)二者進(jìn)行平衡，如將改變結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級(jí)錯(cuò)開(kāi)使用。在上述結(jié)構(gòu)布置方案下，為了保障建筑物的安全性，建筑上層混凝土的等級(jí)必須低于建筑下層，以降低建筑下層承受的荷載。

其二，參數(shù)取值設(shè)計(jì)。參數(shù)取值同樣也會(huì)對(duì)建筑項(xiàng)目剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，在綜合了多方面的考量之后，在本次工程中，參數(shù)取值的設(shè)計(jì)結(jié)果如下：混凝土和鋼材的容重分別是27.5kN/m3和77kN/m3。剪力墻的梁、柱以及墻等部位的主筋、箍筋、分布筋以及邊緣構(gòu)件的箍筋的強(qiáng)度均采用360N/mm2。剪力墻的連梁剛度折減系數(shù)設(shè)置為0.55，在陣型組織數(shù)方面選擇18個(gè)陣型。此外，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程中，基本上只考慮偶然偏心的影響，忽視雙向地震作用，且在進(jìn)行抗震計(jì)算時(shí)，利用平扭耦連的方式。

其三，剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)比分析。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果的整體把握，需要將其與原有的剪力結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析。其次，在樓層層間位移角方面，需要以《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的相關(guān)內(nèi)容為依據(jù)對(duì)二者的質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比。

5? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，我國(guó)高層建筑的數(shù)量越來(lái)越多，這使得剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在建筑項(xiàng)目中，為了實(shí)現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)效用的充分發(fā)揮，在設(shè)計(jì)階段必須要對(duì)容易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確把握要點(diǎn)，如此才能切實(shí)保障建筑功工程的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 門(mén)進(jìn)杰，李慧娟，史慶軒，賀志堅(jiān)，王順禮，周琦. 某板式住宅高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 結(jié)構(gòu)工程師，2013（3）：1～10.

[2] 李源新. 高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)與高層剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（15）：44.

[3] 楊如意. 淺談剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 河南建材，2018（2）：32～33

作者簡(jiǎn)介：

王翠俠（1982—）女，本科，工程師，從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。