建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點-劉連連

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點劉連連摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，有效的推動了我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展。建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，建筑物的建設(shè)層數(shù)也逐漸增高。在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，剪力墻結(jié)構(gòu)以其自身具有剛度大、整體性好的優(yōu)勢，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。本文就針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進(jìn)行深入探討。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計；剪力墻；要點

剪力墻結(jié)構(gòu)之所以能夠在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到非常廣泛的應(yīng)用，還是要從結(jié)構(gòu)體系上的很多優(yōu)勢說起。剪力墻結(jié)構(gòu)整體性好，側(cè)向剛度大，承載力高，彈塑性變形能力大，具有良好的抗震性。從歷次地震中的結(jié)果來看，剪力墻結(jié)構(gòu)的震害比框架結(jié)構(gòu)輕得多，由于變形能力不足或承載力不足而導(dǎo)致倒塌的剪力墻結(jié)構(gòu)極少。當(dāng)然，并不是所有的建筑結(jié)構(gòu)都要用到剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計者需要嚴(yán)格按照建筑設(shè)計要求和特點，進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用分析和規(guī)劃，才能確保其良好的應(yīng)用效果。

1、剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

剪力墻結(jié)構(gòu)主要是由鋼筋混凝土材料制成，其代替了建筑項目中的框架梁柱結(jié)構(gòu)，通過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來承載內(nèi)力，從而保證了結(jié)構(gòu)的水平承載力?，F(xiàn)在剪力墻結(jié)構(gòu)已經(jīng)應(yīng)用到眾多建筑中，同時其作用也越來越重要，已經(jīng)成為建筑不可或缺的結(jié)構(gòu)體系。

1.1科學(xué)探析墻體受力情況

在開展剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，設(shè)計人員必須深入的探究墻體結(jié)構(gòu)的具體受力情況。這是由于墻體屬于平面構(gòu)件，所以其不僅需要承受彎矩以及水平方向的剪力，同時還需要承受豎向壓力。所以在設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)時，一定要深入的探究剪力墻的具體受力情況，從而一方面保證墻體的強度，另一方面提升墻體的實際使用效果。

1.2注重平面內(nèi)搭接的使用

由于剪力墻結(jié)構(gòu)所具有的特殊性，這就使得在同一平面剪力墻結(jié)構(gòu)所需要承擔(dān)的承載力以及剛度相對較大，同時導(dǎo)致平面外的承載力以及剛度逐漸減弱。若是直接連接有平面外的梁體結(jié)構(gòu)以及剪力墻，則會導(dǎo)致墻肢平面外彎矩逐漸提升。然而大多建筑設(shè)計，均會忽視墻的平面外剛度以及承載力大小的驗算，從而導(dǎo)致墻體受力情況出現(xiàn)計算不足這一情況，導(dǎo)致安全隱患、問題出現(xiàn)。所以在開展剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計作業(yè)的過程匯總，需要有效的防止平面外的連接情況，若是不能夠避免，則需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求使用有效的加固手段，從而提升剪力墻平面外的穩(wěn)固性以及安全性。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用要點

2.1平面布置

明確定位剪力墻設(shè)計要點，平面布置應(yīng)盡量均勻、對稱，同一平面內(nèi)外的剪力墻結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心和剛度中心完全重合，減少扭曲，增加穩(wěn)固性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中較長的剪力墻結(jié)構(gòu)要設(shè)計開洞口，并均勻分配成長度相等的幾段墻面，為避免剪力墻發(fā)生剪切破壞，相關(guān)施工指標(biāo)規(guī)定：每段獨立墻面總高度與截面高度之間的比例必須≥2。剪力墻結(jié)構(gòu)洞口一定要保證上下對齊，成列布置，避免墻洞交錯疊合導(dǎo)致剪力墻受力剛度減小，否則剪力墻結(jié)構(gòu)容易變形，發(fā)生施工事故。在建筑結(jié)構(gòu)抗震功能設(shè)計時，進(jìn)行雙向或多向設(shè)置對剪力墻結(jié)構(gòu)的功能性有一定的保障，形成一定的空間工作結(jié)構(gòu)，當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)洞口與墻邊或洞口與洞口之間形成墻肢截面高度與厚度比例＜4的小墻肢時，應(yīng)該采取框架柱箍筋設(shè)計對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行全高加密。對較長的墻肢要分為兩個墻肢施工，超過8m長的墻肢都應(yīng)設(shè)置施工洞使其劃分為小墻肢。同時剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度不宜過大，否則會導(dǎo)致墻體自身重力增大，違背了抗震性能設(shè)計的初衷。剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度值可以通過公式：T=n（0.05～0.06）來計算，式中，n為建筑結(jié)構(gòu)的樓層數(shù)，建筑施工建模時計算得出精確數(shù)據(jù)，防止抗側(cè)力剛度過大影響建筑施工。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計厚度與長度的科學(xué)確定

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)科學(xué)的確定剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的厚度與長度：①對于墻體厚度的確定，應(yīng)依據(jù)相關(guān)抗震規(guī)定要求，當(dāng)建筑抗震等級大小處于一、二級時，在剪力墻結(jié)構(gòu)的底部加強墻厚，此時應(yīng)將其厚度控制在200mm左右，但需要超過樓層高度的1/16，其余地區(qū)的墻厚應(yīng)控制在160mm。在進(jìn)行具體設(shè)計工作時，如果建筑工程項目的情況較為特殊，應(yīng)采用概念設(shè)計分析，并對墻肢軸壓的比值進(jìn)行充分、有效的控制，以提升建筑墻體的整體連結(jié)，減小墻的實際厚度。②對于墻肢長度的確定，由于剪力墻結(jié)構(gòu)的墻肢截面所具有的高度等同于其墻肢的長度，所以需將剪力墻結(jié)構(gòu)的墻肢長度控制在8m內(nèi)。此外，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)確保剪力墻結(jié)構(gòu)具備一定的延性，以避免脆性剪切破壞問題的出現(xiàn)。對于高剪力墻結(jié)構(gòu)，由于其高寬比往往超過2，設(shè)計人員可將其設(shè)置為具有彎曲破壞情況的延性剪力墻結(jié)構(gòu)。

2.3剪力墻的連梁設(shè)計

連梁是建筑結(jié)構(gòu)連接剪力墻的主要結(jié)構(gòu)，它的兩端與剪力墻結(jié)構(gòu)相連，由于剪力墻自身存在一定剛強度，因此會對連梁結(jié)構(gòu)造成一定內(nèi)力。為了將梁結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力有效降低，需對剪力墻結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力開展計算工作，應(yīng)用最常見的方式就是剛度折減，但在實際應(yīng)用中需控制好具體的折減值。在受到地震與風(fēng)力的作用下，會對連梁結(jié)構(gòu)造成較大內(nèi)力，進(jìn)而影響連梁結(jié)構(gòu)的性能。因此通常情況下會利用增加剪力墻洞口寬度或是在連梁結(jié)構(gòu)中開水平縫的方式來減小連梁結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力，從而降低不同應(yīng)力對連梁結(jié)構(gòu)的破壞，以此來增加高層建筑結(jié)構(gòu)的牢固性。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻設(shè)計的優(yōu)化措施

3.1剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化

就當(dāng)前建筑工程項目建設(shè)情況來看，建筑性能的優(yōu)化設(shè)計是確保建筑項目施工質(zhì)量、確保建筑項目投資需求與工程建設(shè)使用功能設(shè)計的關(guān)鍵，由于建筑工程墻體的承載能力一般由建筑剪力墻承受，而在建筑工程施工中，剪力墻作為主體結(jié)構(gòu)優(yōu)先施工。所以，在當(dāng)前的建筑工程項目施工中，必須做好剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，在確保其墻體主要承受能力的基礎(chǔ)上，滿足其建筑設(shè)計的要求，并且符合滿足建筑施工成本的要求，節(jié)約施工成本。例如在剪力墻設(shè)計中，可通過對地基性能的優(yōu)化，預(yù)防結(jié)構(gòu)下沉事故的發(fā)生。此外，還應(yīng)充分結(jié)合建筑特點和當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)，選用合理建筑方案，提高地基穩(wěn)固性。

3.2重視建筑構(gòu)件與連接點部位的質(zhì)量

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，如果連接點的設(shè)置存在不合理的現(xiàn)象，極有可能導(dǎo)致其施工裂紋的產(chǎn)生，進(jìn)而降低剪力墻的承重與抗剪性能，最終導(dǎo)致建筑物的整體質(zhì)量遭受嚴(yán)重的影響，大大降低建筑物的使用壽命或是耐久性，這就必須增強剪力墻設(shè)計中建筑構(gòu)件與連接點的設(shè)計。此外，由于材料本身問題也會導(dǎo)致剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計新問題的出現(xiàn)，因此，在實際設(shè)計中，必須特別注意。近年來，人們對建筑穩(wěn)定性要求越來越高，為了滿足人們?nèi)找孀兓囊?，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計更應(yīng)向高標(biāo)準(zhǔn)、高要求發(fā)展。對建筑的剪力墻與內(nèi)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)考慮建筑主體結(jié)構(gòu)連接點的穩(wěn)定性，從而提高建筑工程的穩(wěn)定性能。

4、結(jié)語

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)整體水平的持續(xù)提高和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展速度的持續(xù)加快，高層建筑將是現(xiàn)代建筑的主流。剪力墻結(jié)構(gòu)因側(cè)向剛度大，側(cè)向變形小等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于高層建筑中。所以掌握好剪力墻結(jié)構(gòu)受力特點，把握好剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計就會更加經(jīng)濟(jì)合理。因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原理有著清晰的理解，從而能夠在此基礎(chǔ)上通過不斷設(shè)計實踐的進(jìn)行來促進(jìn)我國建筑工程整體設(shè)計水平的有效提高。

參考文獻(xiàn)

[1]郭兆偉.高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的技術(shù)要點分