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

張勇

沈陽(yáng)市華域建筑設(shè)計(jì)有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

隨著時(shí)代變遷和經(jīng)濟(jì)水平的大幅提高，我國(guó)的建筑業(yè)也進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的春天。而在建筑眾多組成結(jié)構(gòu)中，剪力墻結(jié)構(gòu)占據(jù)著非常重要的地位。通過(guò)做好剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用，有利于剪力墻結(jié)構(gòu)承重作用價(jià)值發(fā)揮，提高建筑整體結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理性。

1 建筑剪力墻結(jié)構(gòu)概述

一般來(lái)講，建筑剪力墻結(jié)構(gòu)是由多重橫、縱鋼筋混凝土墻及樓蓋所構(gòu)筑的空間結(jié)構(gòu)，其墻體具備抵抗外界風(fēng)力荷載及地震引發(fā)的水平荷載和豎向荷載的作用，從其功能作用的一般意義講，建筑剪力墻又稱(chēng)為抗震墻。在現(xiàn)代建筑工程中，建筑剪力墻是高層建筑的常用結(jié)構(gòu)形式，由于建筑剪力墻的作用，其自身平面內(nèi)的剛度大、強(qiáng)度高，受水平作用力影響弱，墻體側(cè)移不易發(fā)生。因其具備抗風(fēng)、抗震的作用，被廣泛應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)中。在現(xiàn)實(shí)建筑構(gòu)造中，建筑剪力墻多采用現(xiàn)澆或預(yù)制件組裝的形式，以鋼筋混凝土的形式進(jìn)行剪力墻澆筑，與梁、柱結(jié)構(gòu)一同澆筑，以保障剪力墻的強(qiáng)度和穩(wěn)定性[1]。

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

2.1 剪力墻框架梁設(shè)計(jì)

所謂框架梁，具體指的是剪力墻與框架兩者連接所處位置，一般來(lái)講，連接方式可分為兩種，一種為框架梁與剪力墻平面外連接；另一種為框架梁與剪力墻平面內(nèi)連接，從本質(zhì)上來(lái)講，以上兩種連接方式存在一定的差異性，對(duì)于前者，雖然其與普通框架梁設(shè)計(jì)比較相似，但其中需要特別注意的是，設(shè)計(jì)者要將剪力墻伸出梁縱向鋼筋錨固考慮其中。若剪力墻厚度在200mm左右時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致梁縱向鋼筋深入剪力墻內(nèi)部錨固區(qū)域彎折前水平投影長(zhǎng)無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這就需要相關(guān)設(shè)計(jì)師采取錨固處理措施，對(duì)伸出梁縱向鋼筋進(jìn)行加固，防止因此導(dǎo)致錨固發(fā)生損壞。在進(jìn)行框架梁設(shè)計(jì)時(shí)，如果梁體跨度和梁體高度兩者之間比例在不小于5時(shí)，就可根據(jù)框架梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。若比例在小于5時(shí)，需按連梁設(shè)計(jì)，應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范連梁相關(guān)要求構(gòu)造。

2.2 基于工程需要，設(shè)置墻寬、墻高，體現(xiàn)受力情況

建筑剪力墻的設(shè)計(jì)與施工是否規(guī)范、合理，重點(diǎn)在基于工程現(xiàn)狀下剪力墻寬、高的設(shè)置。基于以往建筑工程建設(shè)案例，剪力墻容易出現(xiàn)墻面大、厚度小的情況，且時(shí)有發(fā)生，此種情形下的剪力墻結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)受力不均，影響整體結(jié)構(gòu)的完整性和安全性。為確保構(gòu)件厚度與肢長(zhǎng)符合相應(yīng)構(gòu)筑標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，施工時(shí)，剪力墻應(yīng)與柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離和區(qū)別。在不同的施工規(guī)范下規(guī)范化施工。如構(gòu)件厚度與肢體比小于4時(shí)，應(yīng)以柱的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計(jì)；構(gòu)件厚度與肢體比大于4時(shí)，應(yīng)按剪力墻的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃。只有基于遵從指導(dǎo)性規(guī)范的前提下，進(jìn)行剪力墻優(yōu)化設(shè)計(jì)的思路編排，才能使剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)得到保障。同時(shí)，因剪力墻受到水平和豎向雙重作用力的影響，在剪力墻設(shè)計(jì)思路的指定中應(yīng)全面分析考慮不同力對(duì)剪力墻的作用。由于剪力與彎矩的雙重影響，剪力墻所要承受的力超出了一定的范圍，故其應(yīng)具備一定的延續(xù)性[2]。

2.3 剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置原則

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)人員需要提升自身的剪力墻空間布局意識(shí)，提升自身設(shè)計(jì)水平，結(jié)合不同高層住宅結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提升對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)的理解程度。同時(shí)，在剪力墻布局優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，避免在單個(gè)部位集中使用過(guò)多短肢剪力墻，提升剪力墻設(shè)計(jì)的均勻性。需要注意的是，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，需要對(duì)整體建筑物中心進(jìn)行有效的把握，避免發(fā)生中心改變情況，從而提升整體的剪力墻抗震性能?？拐鹪O(shè)計(jì)的高層建筑，其平面布置圖宜盡量簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，盡量使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心重合，減少扭轉(zhuǎn)。剪力墻宜布置在結(jié)構(gòu)周邊，對(duì)抗扭剛度有較大提升。對(duì)于體型復(fù)雜、平面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，如可在適當(dāng)位置設(shè)置防震縫，分成相對(duì)規(guī)整的結(jié)構(gòu)，縫寬需要滿(mǎn)足規(guī)范相關(guān)要求。高度較大的建筑中，剪力墻宜布置成筒狀，可以顯著加大結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度和抗扭剛度。

2.4 優(yōu)化剪力墻連梁設(shè)計(jì)

首先，優(yōu)化剪力墻連梁設(shè)計(jì)要考慮連梁的設(shè)計(jì)高度，梁體尺寸會(huì)在很大程度上造成連梁的剪切變形。其次，要注重連梁與剪力墻墻體結(jié)構(gòu)的塑形互動(dòng)，這會(huì)對(duì)連梁的抗震設(shè)計(jì)造成一定意義上的影響。最后，要將連梁連接多邊墻肢的荷載力影響控制在可調(diào)范圍之內(nèi)，可以通過(guò)設(shè)計(jì)人員的多次運(yùn)算實(shí)現(xiàn)連梁設(shè)計(jì)受力數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)把握。剪力墻連梁對(duì)剪切變形十分敏感，如果在計(jì)算中出現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)可能發(fā)生超筋的情況，就需要根據(jù)程度的不同采取相關(guān)的剪力墻連梁變更對(duì)策，并參考高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程相關(guān)規(guī)定采取相應(yīng)措施，例如減小連梁的截面高度或者采取其他措施減小連梁剛度、剪力墻連梁進(jìn)行彎矩調(diào)幅等措施。連梁一般情況下跨高比較小，易出現(xiàn)斜裂縫。為防止出現(xiàn)斜裂縫，相比普通框架梁，鋼筋錨固、腰筋配置、箍筋配筋應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)，同時(shí)滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求[3]。

2.5 剪力墻結(jié)構(gòu)主要計(jì)算參數(shù)

高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制參數(shù)主要包括軸壓比、剪重比、剛重比、層間位移角、位移比、周期比、剛度比、層間受剪承載力比等。結(jié)構(gòu)整體控制的過(guò)程，也就是對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度控制、調(diào)整的過(guò)程，結(jié)構(gòu)整體控制是高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)?？刂茀?shù)中，位移比和周期比不僅與結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)，也與結(jié)構(gòu)剛度的分布狀況有關(guān)。這兩個(gè)參數(shù)反映了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，是結(jié)構(gòu)整體控制的難點(diǎn)，也是結(jié)構(gòu)整體控制的入手之處。剪力墻布局必須經(jīng)過(guò)多次試算，第一次試算時(shí)可只建一個(gè)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，如果結(jié)構(gòu)豎向較規(guī)則，待結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重比、剛重比等滿(mǎn)足之后再添加其它標(biāo)準(zhǔn)層；這樣可以減少建模過(guò)程中的重復(fù)修改，加快建模速度。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，剪力墻結(jié)構(gòu)有著整體性能良好、抗震能力較好、彈塑性形變能力優(yōu)秀、側(cè)向墻剛度高等特點(diǎn)，不斷對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出優(yōu)化是提升建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的主要途徑，建筑工程設(shè)計(jì)人員需要適宜地將剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案融入建筑工程整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。