論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的運用

1、<p>　　論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的運用</p><p>　　【摘要】：隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的剪力墻結(jié)構(gòu)小高層住宅樓拔地而起，剪力墻主要承受地震作用與風(fēng)荷載，其一般是由連梁、墻肢等構(gòu)件組成，具有抵抗水平側(cè)移能力較強(qiáng)、側(cè)移變形相對較小、結(jié)構(gòu)剛度與承載力較大的特點，本文就加強(qiáng)剪力墻優(yōu)化設(shè)計的問題的作了分析與研究。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】：建筑結(jié)構(gòu)；剪力墻

2、；設(shè)計 </p><p>　　中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對建筑工程設(shè)計提出了安全、經(jīng)濟(jì)、適用三大要求，即建筑在保證安全的前提下，應(yīng)不影響市場銷售情況和未來使用者的居住質(zhì)量，盡可能滿足住宅經(jīng)濟(jì)性適用性，剪力墻結(jié)構(gòu)由于其側(cè)移小、抗側(cè)剛

3、度大和抗震性能好等特點，剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛用于現(xiàn)代建筑中，目前，在國內(nèi)的住宅建筑中，由于使用功能的要求，客房與居室多處采取小開間的結(jié)構(gòu)形式，分隔墻相對較多，采用剪力墻結(jié)構(gòu)不但可以將承重墻、分隔墻合二為一，而且具有較為理想的經(jīng)濟(jì)性與實用性。但是國內(nèi)現(xiàn)階段在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，尚存在一定的弊端與問題需要解決，不斷優(yōu)化其設(shè)計方法是十分重要的，且如何做好高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需不斷探討的難題。 </p><

4、p>　　1.剪力墻結(jié)構(gòu)布置及概念設(shè)計 </p><p>　　應(yīng)沿主軸的方向或其他方向雙向或多向的布置剪力墻，盡量的拉對齊通。剪力墻的門窗洞口應(yīng)上下對齊，成列的布置，成明確的墻肢和連梁，避免出現(xiàn)錯洞墻；從安全與經(jīng)濟(jì)性方面考慮，剪力墻的間距不應(yīng)當(dāng)過于密集，側(cè)向剛度不適合過大，應(yīng)讓兩個方向抗側(cè)剛度靠近；為減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，平面分布上要力求均勻 ，建筑物質(zhì)心和剛度中心盡量接近?？蓪⑤^長的剪力墻分成若干均勻的獨立墻段，相

5、鄰獨立墻段間用弱的連梁或樓板連接起來，因為它的受剪脆性往往容易被破壞；高寬比大于2的剪力墻可以設(shè)計成彎曲破壞的延性剪力墻以避免脆性的剪切破壞；應(yīng)用于住宅建筑的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，既利于建筑布置，又可減輕結(jié)構(gòu)自重。 </p><p>　　2．剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本樣式 </p><p>　?。?）整體剪力墻，主要是指沒有門窗洞口或者只有少量很小洞口的剪力墻，在此類剪力墻設(shè)計中可以忽略洞口的存在。如

6、果各處門窗洞口的面積總和小于剪力墻側(cè)面積的15%，洞口間凈距、孔洞與墻邊之間的凈距大于洞口長邊尺寸，即屬于整體剪力墻，其主要用于支撐建筑的主體結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)工程的重要組成部分。 </p><p>　?。?）聯(lián)肢墻，主要是指在剪力墻上開有一列或者多列洞口，洞口的尺寸相對較大，而剪力墻的總體受力相當(dāng)于通過洞口個連梁組成的一系列墻肢。聯(lián)肢墻是由多組連梁連接起來的特殊形式剪力墻，但是由于一般連梁的剛度小于墻肢的剛度

7、，所以，墻肢單獨的作用也就顯得尤為重要。 </p><p>　?。?）壁式框架，主要是指在聯(lián)肢墻中，洞口相對較大，使得墻肢的剛度明顯減弱，而連梁的剛度則相對較強(qiáng)，剪力墻的受力特性接近于框架。與框架結(jié)構(gòu)梁柱相比，剪力墻的厚度較小?？蚣艚Y(jié)構(gòu)建筑中，壁式框架剪力墻可以單獨設(shè)置，也可以利用樓梯間、電梯井及管道井等墻體，在各類房屋建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　3.剪力墻結(jié)構(gòu)方案的選

8、擇 </p><p>　　建筑剪力墻的設(shè)計方案有很多種，在確保建筑工程結(jié)構(gòu)安全的前提下，應(yīng)該選用合適的結(jié)構(gòu)形式，達(dá)到最大限度地降低工程的造價。尤其是在初步設(shè)計階段，應(yīng)該選擇合適的剪力墻結(jié)構(gòu)體系，選用恰合適的建筑材料、當(dāng)?shù)臉?gòu)件截面尺寸，這都將在很大程度上降低工程造價。 </p><p>　　層數(shù)較少的建筑可以采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，對于層數(shù)在20層以下的住宅建筑若采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，由

9、于墻體多為構(gòu)造配筋，各墻肢的實際軸壓又一般會比計算值偏小，就會導(dǎo)致墻體的承載力不能充分發(fā)揮出來，而采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，就可以很好地解決這些問題，在7度區(qū)層數(shù)小于20層的高層住宅建筑采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)可以將結(jié)構(gòu)頂點周期、位移、水平地震剪力等控制在合理范圍以內(nèi)，將部分的混凝土墻用磚墻替換，減輕墻體自重，既加大了結(jié)構(gòu)的延性，提高結(jié)構(gòu)的抗震性也使得工程費用隨之降低。當(dāng)建筑物的層數(shù)超過20層時，最好還是采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，層數(shù)過大的建筑結(jié)構(gòu)

10、中若再采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，那么就會使得結(jié)構(gòu)剛度不夠，結(jié)構(gòu)底部的剪力系數(shù)也會較低，層間位移與頂點的位移值就很有可能超出規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)的安全性偏低。 </p><p>　　在框支剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)中，上部結(jié)構(gòu)其實也可以采取短肢剪力墻結(jié)構(gòu)?？蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)中，為了降低上下層的剛度變化，采用適當(dāng)減少剪力墻剛度的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，比加大下層剛度的方法，明顯具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　　4．

11、剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計措施 </p><p>　　4.1合理應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計理念與計算方法 </p><p>　　在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須選擇合理的設(shè)計方案，這是保證建筑主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。剪力墻結(jié)構(gòu)處于受彎工作狀態(tài)時才能有展現(xiàn)良好的延性，所以，剪力墻的形式應(yīng)以高細(xì)為主，如果剪力墻過長，可能形成低寬剪力墻，由于剪力墻呈現(xiàn)為脆性，難以滿足抗震要求。因此，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須經(jīng)過精確的

12、計算，雖然國內(nèi)在設(shè)計工作中已經(jīng)基本實現(xiàn)了計算機(jī)代替人工操作，但是在部分環(huán)節(jié)的計算中仍需依靠設(shè)計人員豐富的工作經(jīng)驗予以解決。目前，在國內(nèi)外應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件中，尚缺少專業(yè)的結(jié)構(gòu)計算軟件，為了提高結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的效率與質(zhì)量，設(shè)計人員應(yīng)在合理應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計與計算工具的同時，結(jié)合自己的觀念與經(jīng)驗進(jìn)行雙重判定。在剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中，在相關(guān)構(gòu)件的實際計算中，為了保證計算結(jié)果的可靠性，必要時可以采取結(jié)構(gòu)試驗。例如：在剪力墻的邊緣構(gòu)造設(shè)計中，計算分

13、析表明增加墻肢截面兩端的翼緣可以明顯提高其延性，但是結(jié)構(gòu)試驗則表明與工字形、槽形截面剪力墻相比，矩形截面剪力墻的延性相對較差，由此可見，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不但要合理應(yīng)用相關(guān)理念與計算結(jié)果，而且要注重結(jié)合試驗結(jié)果進(jìn)行設(shè)計方案的優(yōu)化處理，從而提高其可行性。 </p><p>　　4.2有效提升建筑整體結(jié)構(gòu)性能 </p><p>　　剪力墻結(jié)構(gòu)的根本作用是防震，在設(shè)計優(yōu)化過程中則要堅持簡單、規(guī)

14、則的基本原則，以減少發(fā)生地震時對于剪力墻結(jié)構(gòu)的抗壓作用。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)受力情況明確，避免在地震或者其他災(zāi)難時出現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)受力不勻稱的情況，有效控制危害性。在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)的薄弱部位，避免結(jié)構(gòu)的局部能力較弱。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，應(yīng)結(jié)合設(shè)計人員以往的工作經(jīng)驗及相關(guān)技術(shù)參數(shù)，準(zhǔn)確分析可能產(chǎn)生薄弱的部位，認(rèn)真進(jìn)行設(shè)計方案的修訂，并且采取相應(yīng)的技術(shù)措施，以提高結(jié)構(gòu)的總體抗震能力。 </p>&

15、lt;p>　　4.3基礎(chǔ)方案與承重構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計 </p><p>　　在剪力墻結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)特別重視實地考察，尤其是對于各方面可能出現(xiàn)的質(zhì)量隱患與安全問題，必須及時進(jìn)行處理。剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計方案應(yīng)根據(jù)工程項目地質(zhì)與水文條件，各項工藝、技術(shù)指標(biāo)與相鄰建筑的分布狀態(tài)要進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃，以最大限度發(fā)揮基礎(chǔ)方案的實際作用，設(shè)計人員應(yīng)盡量在原基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的修訂與整改。設(shè)計人員在進(jìn)行實地考察

16、后，應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行承重構(gòu)件的設(shè)計和選擇，其根本目的是確保建筑主體結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性。例如：在剪力墻承重構(gòu)件的設(shè)計中，必須考慮到墻體配筋率的問題，在國內(nèi)現(xiàn)階段執(zhí)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中明確指出：抗震等級為一、二、三級的剪力墻中，豎向與水平分布筋的最小配筋率應(yīng)≥0.25%，而部分框支剪力墻的底部加強(qiáng)部位實際配筋率則要≥0.3%。與上世紀(jì)80年代相比，現(xiàn)在規(guī)定的配筋率已經(jīng)明顯提高，而且基本實現(xiàn)了與國外建筑行業(yè)要求的配筋率接軌，所以，在剪力墻

17、結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，設(shè)計人員在基礎(chǔ)方案與承重構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計中，必須注重相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與工藝參數(shù)的合理選用，特別是要符合國家建筑主管部門出臺的最新設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，以保證設(shè)計方案通過審核。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　綜上所述，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮各方面的影響因素與制約條件，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大外觀簡潔等優(yōu)點的同時，又能

18、將工程造價降至最低，從而促進(jìn)其設(shè)計工作的不斷優(yōu)化。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]苗強(qiáng).高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的特性分析.[J],科技傳播,2010,(19) </p><p>　　[4]唐凌.關(guān)于剪力墻設(shè)計的概念及思路[J].山西建筑，2008，(30). </p><p>