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

1、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：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制的不斷確立，推動(dòng)著我國(guó)建筑業(yè)得不斷向前發(fā)展。然而，在建筑業(yè)日益發(fā)展的需求下，我們應(yīng)當(dāng)如何再設(shè)計(jì)層面去滿足不同建筑的花樣創(chuàng)新，以及功能需求和建筑結(jié)構(gòu)安全性，因此，不斷地追求新的結(jié)構(gòu)模式是未來(lái)建筑業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。本文主要論述了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 關(guān)鍵字：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用分析 Abstract: with the establishment of China's economic system constantly, and promote the c

2、onstruction of our country to keep going forward. However, the construction industry development needs, we should be how to design level to meet the different building the pattern of innovation, and function requirements and construction structure security, therefore, continue to pursue new structur

3、e mode is the future of the development of the construction goal. This paper mainly discusses the shear wall structure design in architectural structure design of the application. Keywords: the shear wall structure design; Building structure design; Application analysis 中圖分類號(hào)： TU398+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

4、剪力墻結(jié)構(gòu)由于具有抗側(cè)剛度大，側(cè)移小和抗震性能好等一系列的特點(diǎn)，因此被廣泛地運(yùn)用于許多不同的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，特別是在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，更是屢見不鮮。但是在設(shè)計(jì)中，對(duì)剪力墻位置的具體布置以及尺寸等是否與實(shí)際相符，現(xiàn)目前還沒有相關(guān)的明文規(guī)定，這一工作一般都是由該建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師根據(jù)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行的。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，從而造成一定的影響。筆者結(jié)合多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建立前后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用問(wèn)題作了進(jìn)一步的分析探討。 一、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的基本原則 （一）剪力墻高和寬尺寸往往比較大而厚度卻很小，幾何特征向板，受力形態(tài)接近于柱，然而它與柱的區(qū)別主要在于其

5、肢長(zhǎng)和厚度之間的比值，當(dāng)比值小于或等于3的時(shí)候可以按照柱來(lái)設(shè)計(jì)，當(dāng)比值是3至5之間的時(shí)候則可以視為異形柱，并按雙向受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。 （二）剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，墻是一個(gè)平面構(gòu)件，它承受沿著平面作用的水平剪力和彎矩外，還承擔(dān)著豎向壓力。在彎矩和剪力等結(jié)合狀態(tài)下工作，其在水平力作用下就好似一底部嵌固與基礎(chǔ)懸臂梁在地震作用或風(fēng)載下剪力墻除了要滿足剛強(qiáng)度的要求外，還必須要滿足非彈性變形反復(fù)循環(huán)下的延性。 （三）剪力墻的特點(diǎn)是，在同一平面內(nèi)剛度和承載力較大，而平面外剛度以及承載力則相對(duì)偏小。當(dāng)剪力墻和平面以外的梁相接時(shí)，就會(huì)造成墻肢平面外彎矩，然而通常情況下不會(huì)鹽酸墻的平面外剛度和承載力，所以應(yīng)避免開平面外搭

6、接，實(shí)在避不開時(shí)則應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定來(lái)采取相應(yīng)的措施。以便于保證剪力墻平面外的安全。 （四）墻的設(shè)計(jì)計(jì)算是考慮到豎向和水平作用下的結(jié)構(gòu)整體分析，以求得內(nèi)力后按照偏壓或偏拉進(jìn)行正截面承載力和斜截面受剪承載力來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算。在剪力墻承載力計(jì)算中，對(duì)帶翼墻的計(jì)算寬度一般都是按以下情況來(lái)取最小值的；門窗洞口之間的翼緣寬度；剪力墻之間的距離；墻肢總高的十分之一。 二、剪力墻的特點(diǎn)分類 抗側(cè)剛度大，側(cè)移?。唤Y(jié)果后自重大，吸收地震能量大；室內(nèi)墻面平整；施工程序較為復(fù)雜，造價(jià)相對(duì)較高。然后剪力墻的開洞與否或開洞尺寸大小，還可以分之為以下幾類： （一）整體小開口剪力墻：開洞面積>15%但仍然較小的墻。受力特點(diǎn)是：

7、彎矩圖在連梁處突變，在整個(gè)墻胺高度上沒有發(fā)生反彎點(diǎn)。 （二）實(shí)體墻：沒有開洞或者開洞面積<15%的墻。受力特點(diǎn)是：就像一個(gè)整體的懸臂墻，彎矩圖既不發(fā)生突變也不產(chǎn)生反彎點(diǎn)（變形以彎曲型為主）。 （三）壁式框架：洞口尺寸大，連梁線剛度與墻肢線剛度相互較為接近的墻。受力特點(diǎn)是：彎矩圖在樓層處發(fā)生突變，并且在大多樓層中會(huì)出現(xiàn)反彎點(diǎn)。 （四）雙肢或多肢剪力墻：開洞比較大或者洞口成列形狀布置的墻。受力特點(diǎn)是：與整體小開口墻有點(diǎn)相似。 三、剪力墻的布置原則 （一）在設(shè)計(jì)剪力墻時(shí)，最要是沿著主軸的方向進(jìn)行雙向或多向布置，在不同的方向剪力墻最好是相互連接在一起，同時(shí)應(yīng)注意要盡量避免對(duì)直或拉通；在進(jìn)行抗震設(shè)

8、計(jì)的時(shí)候，要使得兩個(gè)方向的側(cè)向剛度相互接近，而剪力墻的墻肢見面一定要符合規(guī)則且盡量簡(jiǎn)易。在高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻要沿著主軸的方向或其它方向進(jìn)行雙向或多向布置，特別是在抗震設(shè)計(jì)中，因避免出現(xiàn)單方向有墻的設(shè)計(jì)模式，這樣才能使之具有更好的工作性能。然而，剪力墻在分布上要盡量均勻且數(shù)量要相當(dāng)。剪力墻在配置比較少時(shí)，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度就會(huì)因數(shù)量的較少而減弱，而剪力墻如果配置過(guò)多，則墻體也無(wú)法得到充分的使用，使得抗側(cè)力的剛度過(guò)大，從而導(dǎo)致震力過(guò)大，自身的重力也會(huì)隨之變大。如下圖： 剪力墻平面施工圖 （二）剪力墻在豎直方向上要做到從下往上連續(xù)的布置，以避免發(fā)生剛度的突變情況。而在高層建筑中，剪力墻的墻

9、肢截面要遵循規(guī)則簡(jiǎn)易的原則，剪力墻在豎直方向的剛度要均勻，剪力墻的洞口或者門窗要形成明確的墻肢和連接梁。 （三）剪力墻在布置設(shè)計(jì)時(shí)不能使之過(guò)于密集，要使整個(gè)結(jié)構(gòu)具有相互適應(yīng)側(cè)向的剛度，如果側(cè)向剛度過(guò)大，不僅會(huì)加大其墻體本身的重力，還會(huì)在地震發(fā)生時(shí)增大震力，從而導(dǎo)致建筑倒塌的可能。 （四）剪力墻的洞口或者門窗一定要上下對(duì)齊，并且成列布置，同時(shí)要避免使用疊合的錯(cuò)墻洞，因?yàn)檫@樣做會(huì)影響到剪力墻的承重力，使之容易發(fā)生變形。 （五）斷肢剪力墻指的是墻肢的界面長(zhǎng)度與厚度之間的比值在5至8之間，在高層建筑中，我們不能全部都采用短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)最大的使用高度要與之相應(yīng)地降低。 四、剪力墻

10、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算的優(yōu)化措施 （一）剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化原則。 在剪力墻機(jī)構(gòu)中，剪力墻一般沿著主軸方向或其它方向進(jìn)行雙向布置，使之形成一定的空間結(jié)構(gòu)，而抗震設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)避免單一的布置剪力墻，并要使兩個(gè)受力方向的抗側(cè)剛度相互接近，以便于使其具有一定的空間工作性能。剪力墻的抗側(cè)剛度和承載力一般都比較大，為了充分地利用剪力墻，減輕該結(jié)構(gòu)的重量，剪力墻的布置不宜過(guò)于緊密，應(yīng)使其結(jié)構(gòu)具有適度的側(cè)向剛度。 較長(zhǎng)的剪力墻要開設(shè)洞口，并將其分成長(zhǎng)度相等的幾段墻面，墻段之間宜采用弱連梁連接，每個(gè)獨(dú)立墻段的總高度與截面高度的比例應(yīng)當(dāng)不小于或等于2，避免剪力墻產(chǎn)生脆性的剪切破壞?？拐鸾Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)注意避免在洞

11、口與墻邊或洞口之間形成墻肢截面高度和厚度之比小于4的小墻肢，而當(dāng)小墻肢截面的高度小于墻厚度得4倍時(shí)，就應(yīng)按照框架柱的設(shè)計(jì)箍筋按照框架柱加密區(qū)的要求全高加密。 （二）剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算的優(yōu)化原則。 1.樓層的最大層間與層高之比的調(diào)整原則。規(guī)范規(guī)定在計(jì)算多地震作用的樓層最大層間位移時(shí)，要以樓間彎曲變形為主，計(jì)入扭轉(zhuǎn)變形，可以不扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲變形。因此，對(duì)于高層建筑應(yīng)當(dāng)盡可能地扭轉(zhuǎn)變形最小，但是又不能夠僅僅是根據(jù)這層間唯一不夠而盲目地增加豎向構(gòu)件的剛度。然而，在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有的設(shè)計(jì)師一看某一方向的層間位移不足以滿足規(guī)范要求，就不斷地增加該項(xiàng)的側(cè)向剛度，但應(yīng)當(dāng)注意的是架構(gòu)的剪重比如果和規(guī)范限制接近還

12、可以，如果減重過(guò)大，就不能減小對(duì)另一側(cè)的結(jié)構(gòu)剛度，另外使其減重比減小，地震作用減小，也可以達(dá)到想要的效果。 2.樓層最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則。當(dāng)滿足短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩不能超過(guò)4/10的前提下，要盡可能的減少剪力墻的布置，并以大開間剪力墻布置方案為目標(biāo)，使其結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度使樓層最小剪力系數(shù)不小于規(guī)范限制，這樣做能夠減輕結(jié)構(gòu)自重，有效地減小地震作用的輸入，同時(shí)可以降低工程建設(shè)成本的投入。 3.剪力墻連梁朝鮮的調(diào)整原則。剪力墻連梁的跨高比一般不宜小于2.5，跨高之比則小于2.5的連梁很容易出現(xiàn)剪力和彎矩超過(guò)規(guī)范的限值，有關(guān)制度規(guī)定了跨高比不小于5的連梁宜按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。即跨高比不小于5的連梁剛度不應(yīng)折減。然而跨高比在5-6之間時(shí)，如果連梁剛度不折減就很容易出現(xiàn)剪力或彎矩超限。本文認(rèn)為該條文在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中如果能充分利用，則對(duì)節(jié)省工程造價(jià)就會(huì)具有一定的影響，即將跨高比不大于5的連梁和減小剪力墻墻肢長(zhǎng)度使連梁跨高比變?yōu)榇笥?的框架梁，而后者的鋼筋以及混凝土用量一般都是小于前者的，可以節(jié)省一部分工程工資。 參考文獻(xiàn)： 1 劉勛達(dá),馮振鵬.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.城市建設(shè)理