建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析

建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析【摘要】近年來我國的經(jīng)濟(jì)得到飛速的發(fā)展，在世界各國中GDP的排名逐步提前，建筑業(yè)的發(fā)展也是有目共睹，樓房建筑逐步向著高端化、多樣化方向發(fā)展。在設(shè)計(jì)過程中，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是影響建筑的一個(gè)重要因素，它的好壞將會(huì)直接影響建筑的抗震性及承載力。因此建筑設(shè)計(jì)師經(jīng)常使用剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠減少建筑物發(fā)生側(cè)移的現(xiàn)象，大大增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。本文結(jié)合某高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用剪力墻結(jié)構(gòu)的實(shí)例，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的施工要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

高層建筑；剪力墻結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)很大，且用鋼量相對(duì)少，結(jié)構(gòu)的整體性能較為穩(wěn)定。因此，被采用的范圍很廣，如果是功能是居住性的建筑，會(huì)存在很多種分隔墻，如果采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，不僅僅可以將分隔墻和承重的墻體科學(xué)合理的合為一體，還可以大幅度的降低建筑成本，更有助于整個(gè)建筑的美觀。在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻一般都是有墻肢和連梁的兩大部分構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)承載力及剛度都很大，側(cè)移變形小，抵抗水平側(cè)移能力強(qiáng)。隨著建筑多層次化，功能綜合化，復(fù)雜化的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也會(huì)注重建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，剪力墻會(huì)具有良好的抗震延性，無論是在城市還是鄉(xiāng)村，這種建筑結(jié)構(gòu)都可以廣泛采用，可以大力保障建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震性能。隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，加強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，將會(huì)大力促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展，有效的提高我國建筑的抗震性能。

1概況分析

某高層建筑工程建設(shè)總層數(shù)為18層，其中地下室1層，地面以上為17層，建筑總長72m，總高為54m，其長度和寬度的比例為3.2，高度和寬度的比例為2.7。其主要運(yùn)用剪力墻結(jié)構(gòu)。在該建筑工程的設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用剪力墻結(jié)構(gòu)，主要對(duì)建筑物自身具備的水平荷載力與垂直荷載力進(jìn)行承受，其自身具備的高抗側(cè)強(qiáng)度，主要是剛性結(jié)構(gòu)體系，用來對(duì)水平側(cè)力進(jìn)行抵抗。

2運(yùn)用剪力墻結(jié)構(gòu)存在的主要問題

剪力墻結(jié)構(gòu)廣泛的運(yùn)用在高層建筑工程的施工中，雖然具有良好的整體性、剛度大以及抗側(cè)力好的優(yōu)點(diǎn)，但是其自身也具有一定的缺陷：由于剪力墻具有很大的剛度和很強(qiáng)的抗側(cè)力，如果地震效應(yīng)比較高，那么將會(huì)提高建筑基礎(chǔ)以及上部結(jié)構(gòu)的建設(shè)成本；如果使用的混凝土比較多，那么將會(huì)給建筑工程自身的重量以及其具備的平面功能產(chǎn)生影響；建筑墻肢結(jié)構(gòu)自身的軸壓力較低，那么就不能將墻肢自身的承載壓力充分的發(fā)揮出來；根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)自身的配筋要求，可以了解到如果配筋率比較低，那么結(jié)構(gòu)自身的延性也就比較差。

因此，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用剪力墻結(jié)構(gòu)，不僅要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)自身的抗側(cè)能力進(jìn)行考慮，而且還要對(duì)建筑工程的施工成本進(jìn)行考慮。

3剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)

在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，運(yùn)用剪力墻結(jié)構(gòu)，主要對(duì)以下幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析：

3.1剪力墻結(jié)構(gòu)的布置

在剪力墻結(jié)構(gòu)中，其自身具備的水平地震作用力、豎向荷載力以及風(fēng)荷載力主要運(yùn)用鋼筋混凝土剪力墻進(jìn)行承擔(dān)，因此，在布置剪力墻時(shí)，要能夠達(dá)到建筑物自身的要求，找出結(jié)構(gòu)自身的軸線，規(guī)則性的進(jìn)行對(duì)稱布置。在布置時(shí)，除了要對(duì)豎向承載構(gòu)件進(jìn)行考慮和布置外，還要對(duì)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性進(jìn)行考慮，防止出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。主要對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：

3.1.1慎重選擇短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

雖然使用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ㄖM(jìn)行靈活的布置，減少建筑結(jié)構(gòu)自身的重量，但是其自身具有的抗震性能不強(qiáng)，不能很好的保證建筑自身的安全。因此，在選擇該結(jié)構(gòu)時(shí)，要慎重考慮選擇。

3.1.2不能出現(xiàn)獨(dú)立的小墻肢

如果在建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)獨(dú)立墻肢，那么將會(huì)增加施工難度。在工程設(shè)計(jì)中，可以運(yùn)用合并洞口、合理布置建筑剪力墻的方式，來消除獨(dú)立墻肢，進(jìn)而降低施工難度。

3.1.3保證剪力墻結(jié)構(gòu)整體剛度力度

如果剪力墻結(jié)構(gòu)剛度較大，那么其周期較短，地震力比較大，消耗施工材料多，不具有經(jīng)濟(jì)性。另外，由于地震力較大，將會(huì)導(dǎo)致墻肢、連梁超筋以及截面不能滿足抗剪力的標(biāo)準(zhǔn)，加大截面設(shè)計(jì)的難度。因此，需要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的整體剛度力度進(jìn)行有效地控制，確保能夠達(dá)到位移限值的要求。

3.2對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行控制

為了有效的保證結(jié)構(gòu)布置的科學(xué)合理性，需要對(duì)位移比、剛重比、側(cè)向剛度比、層間位移角以及周期比等參數(shù)進(jìn)行控制。其中，位移比指的是在高層建筑中，其豎向構(gòu)件自身的層間位移、水平位移和本樓層平均值之間的比值。主要對(duì)結(jié)構(gòu)布置自身具有的不規(guī)則性進(jìn)行限值，能夠防止出現(xiàn)大的偏心力，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。另外，位移比限制主要是將剛性樓板為基礎(chǔ)進(jìn)行確定的，在對(duì)偏心力因素進(jìn)行考慮的前提下，高樓建筑中豎向構(gòu)件中的位移比不宜大于1.2；其余指標(biāo)參數(shù)均應(yīng)按照《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行相應(yīng)控制。

3.3剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算和配筋

3.3.1剪力墻的墻身

剪力墻中包括的有豎向鋼筋和水平向鋼筋，在對(duì)其進(jìn)行構(gòu)造和計(jì)算時(shí)，要對(duì)其用量進(jìn)行確定，主要對(duì)正截面中的抗彎承載力、斜截面中的抗剪承載力進(jìn)行驗(yàn)算。剪力墻中的鋼筋配置要求為：在一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)的抗震設(shè)計(jì)中，豎向配筋率與水平配筋率不應(yīng)低于0.25%；在四級(jí)和非抗震設(shè)計(jì)中，其配筋率不應(yīng)低于0.2%。另外，剪力墻的豎向鋼筋與水平鋼筋之間的距離不宜大于300mm，其直徑不應(yīng)小于8mm，不宜大于墻厚的1/10。

3.2.2連梁

剪力墻自身只有具備了一定的強(qiáng)度和剛度，才能夠保證墻體與連梁的協(xié)調(diào)工作。通常情況下，連梁具有提高剪力墻剛度、緊密連接墻肢的作用。因此，在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行計(jì)算的過程中，要相應(yīng)的折減連梁的剛度。其折減值不能低于0.5，取值范圍適宜控制在0.5～1.0。如果在對(duì)折減剛度后，建筑結(jié)構(gòu)的正截面受彎承載力、斜截面受剪承載力不足，那么可以通過降低連梁高度、減小整體剛度的方式，來減少地震帶來的影響。

4結(jié)語

伴隨著我國的建筑朝高層的方向發(fā)展，剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)將會(huì)得到越來越廣泛的運(yùn)用。因此，為了充分的將剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)的作用充分的發(fā)揮出來，切實(shí)提高建筑物自身的抗震性能，需要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的布置、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及計(jì)算與配筋等要點(diǎn)進(jìn)行分析研究。

參考文獻(xiàn)

[1]郭兆偉.高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)分析[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2