高層剪力墻結構設計中的幾個問題探討

1、<p>　　高層剪力墻結構設計中的幾個問題探討</p><p>　　摘要：現(xiàn)在城市在快速發(fā)展，高層建筑已是城市建設和生活的主流。剪力墻結構是不可缺少的構件。剪力墻在建筑結構中承擔著豎向和水平荷載，具有良好的抗震和抗風性，其很適合高層建筑的使用。本文就剪力墻結構設計方面進行分析，供大家參考。 </p><p>　　關鍵詞：高層建筑，剪力墻，結構設計 </p><

2、p><b>　　1前言 </b></p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，安全、經(jīng)濟、適用是人們對建筑工程設計提出的三大要求，即高層建筑在保證安全的前提下，應盡可能滿足建筑的經(jīng)濟性、適用性，不影響市場銷售情況和未來使用者的居住質(zhì)量。因此，其在高層建筑結構設計中的應用也越來越多。而如何做好高層建筑剪力墻結構的優(yōu)化設計是結構設計人員需不斷探討的難題。本文就結合筆者多年的實踐經(jīng)驗，針對高

3、層建筑剪力墻結構設計中的幾個問題作一分析。 </p><p><b>　　2 剪力墻的分類 </b></p><p>　　剪力墻因為孔洞的大小不同，受力狀況和特點都會不同，其變形狀態(tài)和內(nèi)力分布都會發(fā)生變化。根據(jù)其開洞的情況可以分為實體墻、整體小開口剪力墻、雙肢或多肢剪力墻、壁式框架等。 </p><p>　　1）實體墻。實體墻就不開洞或者開洞不

4、超過墻的15%。其受力特點和整體懸臂梁比較類似，墻肢法向應力呈線性分布，破壞形態(tài)和偏心受壓柱相似。整體高度上變形主要是彎曲型，無反彎點和突變。 </p><p>　　2）整體小開口剪力墻。整體小開口剪力墻是開洞仍然比較小但是洞口面積大于15%。其受力性能可以按整體懸臂梁考慮，并且還要考慮墻肢的局部彎矩。其彎矩圖在整個墻肢高度上沒有反彎點，而在連梁處發(fā)生突變。 </p><p>　　3）雙肢

5、或多肢剪力墻。雙肢或多肢剪力墻是墻體開洞很大或者洞口成列布置。其受力特點和整體小開口剪力墻比較類似。受力特點與整體小開口墻相似。 </p><p>　　4）壁式框架。壁式框架是洞口尺寸很大，墻體肢線和連梁線這兩的剛度差不多的墻。其受力特點的彎矩圖的突變發(fā)生在樓層處，并且基本上所有的樓層都會有反彎點。 </p><p>　　3 高層建筑剪力墻布置 </p><p>　

6、　3.1 高層建筑剪力墻布置原則 </p><p>　　高層建筑剪力墻的布置是沿著主軸方向或者其他某一方向進行雙向布置，在同一平面內(nèi)剪力墻的布置要保持均衡。高層建筑剪力墻的高與寬通常尺寸都比較大，厚度又較薄，在墻體受力方面受到水平剪力、彎矩、豎向壓力。高層建筑的剪力墻需要具有抗震、抗風載的能力，所以其結構需要滿足非彈性變形和避免脆性剪力斷裂，剪力墻的設計類型可以盡量采用延性彎曲型。 </p><

7、;p>　　3.2 剪力墻結構優(yōu)缺點 </p><p>　　剪力墻結構的優(yōu)點與缺點分別是： </p><p>　　1）剪力墻結構優(yōu)點：剪力墻的承載能力較強，側向的剛度大、變形小，剪力墻墻面平整適用于單層高度較小的建筑，例如：住宅、賓館等。 </p><p>　　2）剪力墻結構缺點：剪力墻結構自身重量較大，高層建筑平面布置的局限性有限，難以獲得更大的建筑空間。 &

8、lt;/p><p>　　剪力墻可以分為框支剪力墻結構與框架剪力墻結構，框支剪力墻結構是將剪力墻結構的建筑底層做成框架結構，適用于做成轉換層高層建筑。框架剪力墻結構可以將框架與剪力墻一同作為承載體，可接收來自豎向與水平方向的荷載，其中框架主要用來承擔來自豎向的荷載，剪力墻主要用來承載來自橫向的剪切力。 </p><p>　　3.3 剪力墻結構設計計算 . </p><p>

9、;　　剪力墻結構設計計算是對剪力墻的正截面承載力和剪力墻斜截面受剪力進行驗算。驗算時需要對剪力墻的整體結構進行分析，根據(jù)剪力墻水平受力與豎向受力求得剪力墻的內(nèi)力。剪力墻結構計算的原則是： </p><p>　　1）要與施工圖一致；2）剪力墻荷載取值準確；3）地下室作為指定層數(shù)；4）整體計算參數(shù)與內(nèi)力配筋調(diào)整參數(shù)應與整體分析程序相對應；5）地下室人防、樓梯、地下室側壁、頂板、水池壁板、擋土墻、車道板、雨篷等抗扭構件

10、，異型板、立面小構件等的補充計算，盡可能采用其他結構軟件的計算工具計算，無相關工具的采用手算。 </p><p>　　3.4 剪力墻結構設計規(guī)范 </p><p>　　高層建筑剪力墻的墻體厚度規(guī)定大于160 mm，底部加強厚度大于200 mm。采用豎向鋼筋進行墻體邊緣配筋，確定剪力墻的穩(wěn)定性，橫向配筋提高剪力墻的抗震能力。 </p><p><b>　　4

11、 結構分析 </b></p><p><b>　　（1）計算調(diào)整 </b></p><p>　　若層間位移角不滿足規(guī)范要求，可采取以下措施：查看位移文件以確定哪些樓層位移角超限，一般情況是結構中上部樓層，若超限不多，可通過提高剪力墻變厚度位置加以解決，否則需增加剪力墻的布置量或關鍵連粱的高度。若周期比、位移比不滿足規(guī)范要求，可采取以下措施：1）將結構周邊程

12、序定義為連梁的梁改為框架梁或增加連梁高度；以增加結構外圍剛度；2）減少結構中部剪力墻布置量及降低連梁高度以增大結構的平動周期而間接改善周期比、位移比；3）查看結構空間振型曲線，找出位移最大點，在該位置處適當增加剪力墻布置量，再計算以使周期比、位移比、層間位移角滿足規(guī)范要求。若層間位移角較規(guī)范限值富余較多，應適當調(diào)整梁布置及減小梁截面，將部分連接復雜的梁改為鉸接梁，以降低梁剛度，從而減小地震作用，降低成本。 </p><

13、;p>　?。?）連梁超筋：計算分析中，個別連梁超筋經(jīng)常出現(xiàn)。對超筋連梁，加高連梁的方式一般來說收效不大，應擴大洞口寬度或減小梁截面，增大連梁的跨高比，減小該片聯(lián)肢墻剛度，轉移其承擔的部分地震力，從而降低連粱內(nèi)力達到不超筋的目的；對調(diào)整確有難的梁，若有其他可靠水平力傳遞路徑也可以通過降低梁的彎剪剛度而不減小梁截面的方法進行調(diào)整。 </p><p>　　（3）剪力墻端拐角處的小墻垛，若非特別要求，計算分析中可不

14、建立此類構件的模型，因計算結果表明小墻垛超筋或配筋較大的現(xiàn)象普遍存在（若因連接較大跨度梁造成計算配筋較大應按實際配筋），給截面配筋設計帶來較大困難。 </p><p>　?。?）框一剪結構進行剪力調(diào)整的目的，是讓作為第二道防線的框架有足夠的安全儲備，對僅有少量柱的剪力墻結構，柱起不到第二道防線的作用，可以不做剪力調(diào)整，筆者認為框架柱承擔傾覆力矩比不到lO%的可不進行調(diào)整。 </p><p>

15、;<b>　　5 構造措施 </b></p><p>　?。?）對帶翼緣的邊緣構件為計算配筋且配筋量較大時，建議用 “剪力墻組合配筋”重新計算該邊緣構件，該邊緣構件總體配筋會減少15%～40%，計算初值選默認的構造配筋值。 </p><p>　?。?）當剪力墻洞口面積與墻面積之比不大于0.16且洞口凈距及洞口至墻邊距離大于洞口長邊尺寸時，因開洞形成的一字形墻可不作為單

16、片墻宜接整個墻段計算，內(nèi)部洞口兩側可僅配構造邊緣構件。 </p><p>　?。?）當剪力墻混凝土強度等級為C50-C60且墻較長時或頂層外墻等溫度應力影響較大的區(qū)域，為減少混凝土收縮及溫度應力引起的裂縫，應加大水平分布鋼筋的配置量。 </p><p>　?。?）剪力墻頂部應設置暗梁，以便連梁、框架，梁縱筋及剪力墻豎向鋼筋錨固，暗梁高度400-500mm，按構造要求配置縱筋和箍筋。 <

17、;/p><p>　?。?）無上部剪力墻相連的地下室墻，均無需設置邊緣構件，洞口按構造配筋。因為無上部剪力墻相連的地下室，一般均屬矮墻，以承受豎向軸力和剪力（外墻尚有平面外荷載），墻肢平面內(nèi)為非偏心受壓構件。 </p><p><b>　　6 結語 </b></p><p>　　隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，城市的高樓化趨勢不可動搖，高層建筑將