剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題及注意事項

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題及注意事項摘要：剪力墻結(jié)構(gòu)自身平面內(nèi)抗側(cè)移剛度較大，平面剛度較小，因此能夠承受住大部分建筑主體所給予的水平剪力，具有很強的穩(wěn)定性和剛度。剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計，需要經(jīng)過精密的計算，選擇合適的構(gòu)架，才能保證建筑的強度與抗壓能力，保障使用者的人身財產(chǎn)安全。在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計階段，需要綜合考量整體建筑的功能性和穩(wěn)定性，設(shè)計整體結(jié)構(gòu)，再根據(jù)實際情況選擇合適的參數(shù)值，計算剪力墻結(jié)構(gòu)所承受的作用力，設(shè)計墻肢長度與厚度，地下室墻體結(jié)構(gòu)上部選擇合適的嵌固端，同時進行底部加強，確保建筑的根基穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計；墻肢；結(jié)構(gòu)嵌固端1剪力墻結(jié)構(gòu)特點分析剪力墻結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)相比，具有更高的穩(wěn)定性與安全性，施工效果更佳。從建筑工程建設(shè)現(xiàn)狀來看，臥室與客房空間環(huán)境比較小，結(jié)構(gòu)上存在較多的分間，可以選擇用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)的方式，將承重墻與隔間墻進行合并處理，進而解放出更多的空間。但是剪力墻結(jié)除了以上穩(wěn)定性高、經(jīng)濟性高等優(yōu)點外，也存在一定缺點。例如剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度比較大，在遭遇地震作用時，會加大對地震作用的吸收，對建筑結(jié)構(gòu)造成不利影響；另外，剪力墻結(jié)構(gòu)大部分為構(gòu)造配筋，此種設(shè)計方式與框架結(jié)構(gòu)相比配筋率更低，會對結(jié)構(gòu)延展性造成一定影響。2整體剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)是一種鋼筋混凝土墻板，是整體建筑的主承重結(jié)構(gòu)，具有承擔建筑縱向橫向作用力、分割空間的作用，它的結(jié)構(gòu)和大小都是可以依據(jù)建筑強度和抗壓性的需求來改變的。一般來說，剪力墻結(jié)構(gòu)具有自身平面內(nèi)較大的抗側(cè)移剛度，以及平面外的較小剛度，因為這一結(jié)構(gòu)特點，所以該墻體結(jié)構(gòu)能夠承受住大部分建筑主體所給予的水平剪力，因此被稱為剪力墻。2.1剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計，包括自身結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、墻體參數(shù)等，都是要嚴格按照整體建筑的物理力學(xué)分析來設(shè)計，其質(zhì)量標準和設(shè)計原則要嚴格按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》以及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的設(shè)計要求執(zhí)行。由于剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計要符合整體建筑的構(gòu)造以及強度要求，因此在設(shè)計過程中，可能會出現(xiàn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)以及剪力墻平面不規(guī)則的情況。在特殊情況下，剪力墻設(shè)計參數(shù)的計算方法是不同的，而大多數(shù)設(shè)計者都會忽略這些特殊因素，造成參數(shù)設(shè)計的不合理，使得整體建筑的建設(shè)質(zhì)量降低，埋下安全隱患。2.2結(jié)構(gòu)計算參數(shù)的取用標準剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計，建立在物理力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，在力學(xué)分析計算中，各種設(shè)計參數(shù)的取值是根據(jù)建筑的實際應(yīng)用要求以及設(shè)計方案來確定的。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計常用計算參數(shù)的取用標準為：振型數(shù)，在計算振型數(shù)時，所得有效質(zhì)量系數(shù)大于預(yù)設(shè)值，則說明結(jié)構(gòu)設(shè)計是合理的，振型數(shù)的設(shè)置是根據(jù)建筑類型來劃分的，一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高層建筑其振型數(shù)不小于15,多塔結(jié)構(gòu)建筑振型數(shù)不小于塔樓數(shù)的9倍；墻體豎向分布筋配筋率，一般情況下配筋率數(shù)取值為實際配筋率，否則會使得整體計算結(jié)果出現(xiàn)誤差，影響受彎鋼筋數(shù)值；樓層最小地震剪力系數(shù)，抗震作用時衡量建筑抗壓性與穩(wěn)定性的基礎(chǔ)指標，在實際計算時，經(jīng)常出現(xiàn)建筑底部樓層最小地震剪力系數(shù)不符合設(shè)計要求的情況，這一問題可通過地震放大系數(shù)法解決；周期折減系數(shù)，剪力墻結(jié)構(gòu)具有較強的抗側(cè)移剛度，施工過程中常用填充墻作為剪力墻結(jié)構(gòu)的墻體，能增強抗震作用，因此可以應(yīng)用周期折減系數(shù)正確評估抗震作用。2.3剪力墻結(jié)構(gòu)連梁設(shè)計連梁是剪力墻結(jié)構(gòu)中連接不同墻肢平面的結(jié)構(gòu)，跨度小，截面大，在建筑使用過程中，由于地震作用和風(fēng)載荷，因此連梁產(chǎn)生的內(nèi)作用力較大。在考慮到強震作用時，會忽略重要連梁部位的承重作用，對獨立墻肢進行受力分析，從而確保剪力墻剛度、側(cè)移剛度以及墻體剛度能承受強震作用。剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁設(shè)計要求精確度比較高，因為其跨度較小，理論剪應(yīng)力的設(shè)置要求較嚴格，一旦連梁界面不滿足剪壓比限值要求，就會引起連梁超筋問題。針對剪力墻結(jié)構(gòu)中常出現(xiàn)的連梁超筋問題，常采用的方法有降低連梁截面高度和加大結(jié)構(gòu)洞口，也可以通過設(shè)置雙連梁的方式解決。3剪力墻結(jié)構(gòu)截面設(shè)計3.1墻肢長度一般來說，剪力墻結(jié)構(gòu)的墻肢長度不超過8m，同時墻肢截面高寬比大于2，進行彎曲破壞設(shè)計，就能使墻體具有延性，抗壓能力大大增強，確保墻體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。有時候，為了滿足建筑的功能性要求和設(shè)計要求，墻肢長度過大，為了保證墻體穩(wěn)定，會采用短肢剪力墻聯(lián)用的方式，來保證墻肢截面高寬比，其具體設(shè)計方法是在墻體上設(shè)置洞口，將整體分割為數(shù)個長度相同的連肢墻，在洞口部位，設(shè)置弱連梁（其約束彎矩小，跨高比通常大于6），將墻體分為相對獨立的墻肢。3.2墻肢厚度由于城市土地資源緊張，大部分新型建筑物其高度都比較高，因此剪力墻結(jié)構(gòu)高度也隨之增高，且結(jié)構(gòu)不規(guī)則。在設(shè)置墻肢厚度時，必須要保證墻體的穩(wěn)定性，能承載自重及建筑帶來的作用力。由于剪力墻結(jié)構(gòu)和作用力的特殊性，因此在墻肢厚度滿足軸壓比限制時，應(yīng)盡量減小整體厚度，通過墻體結(jié)構(gòu)底部加強（比如一字形墻肢、邊角加厚等）的方式來提升墻體穩(wěn)定性。通常情況下，墻肢厚度是根據(jù)抗震等級二確定的，根據(jù)最新的"墻肢厚度參考表〃，若抗震等級為一、二級，則底部加強區(qū)有端柱或翼墻的最小厚度需控制在200mm，同時無端柱或翼墻的最小厚度也需控制在200mm；而對于其他部位，有端柱或翼墻的最小厚度需控制在160mm，無端柱或翼墻的則需控制在180mm。4結(jié)構(gòu)嵌固端和底部加強部位的設(shè)計4.1上部結(jié)構(gòu)的嵌固設(shè)計對于上部結(jié)構(gòu)的嵌固設(shè)計，在高層建筑中通常會建有地下室，作為商業(yè)場所以及地下停車場，這些場所面積寬廣，沒有太多的墻體，大多是梁柱部分，因此必須要依靠上部結(jié)構(gòu)的嵌固，將上部結(jié)構(gòu)的受到的地震建立傳遞到地下結(jié)構(gòu)中。同時還要確保地下部分能夠承受住來自上層的壓迫力以及地震作用力。剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，內(nèi)力大，在進行上部結(jié)構(gòu)的嵌固時，需要綜合考慮各方面的因素，確定嵌固端。4.2底部加強部位的設(shè)計對于底部加強部位的設(shè)計，為了減少墻肢厚度，設(shè)計師通常會采用剪力墻結(jié)構(gòu)底部加固的方式，使得整體結(jié)構(gòu)在發(fā)生纖維屈服時也不會遭到破壞。一般來說，墻體底部需要加強的部位是從地下室頂板到上部嵌固端。在很多的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計圖中，存在底部加強區(qū)域錯誤的情況，高度不足或加強部位錯誤，都無法實現(xiàn)應(yīng)有的效果，造成地下室承載力不足，影響到建筑的穩(wěn)定性與抗震作用。此外，對于沒有地下室的高層住宅，由于其基礎(chǔ)埋深通常大于2.5m，因此底層墻體高度一般大于5.0m，這樣就比填充墻厚度要大。結(jié)語對建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，需要結(jié)合工程結(jié)構(gòu)特點，對存在的問題進行分析，確定各類問題發(fā)生的原因，有針對性的來采取措施進行優(yōu)化，降低各項因素對工