秦瑩

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人類生活水平的提高，人們對(duì)物質(zhì)追求也提出了新要求。尤其是住宅建筑結(jié)構(gòu)，在社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)階段更是出現(xiàn)了五花八門、滿目琳瑯的現(xiàn)象，這就要求人們?cè)诠ぷ髦胁粌H要在外觀設(shè)計(jì)中追求樣式創(chuàng)新，對(duì)于空間結(jié)構(gòu)在保證住宅功能的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的更加人性化、美觀化。在這種建筑時(shí)代背景下，建筑設(shè)計(jì)工程師為了滿足人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的新要求，不斷的追求和思考新的結(jié)構(gòu)模式，這就使得剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用逐漸廣泛。本文從剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念和原則入手，著重探討了其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，旨在為同行工作提供參考。

【關(guān)鍵詞】剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)

高層建筑是社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的產(chǎn)物，是城市人口集中、人口眾多、用地緊張和商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇的必然趨勢(shì)。在高層建筑工程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)工程項(xiàng)目工作重點(diǎn)，也是提高建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性、耐久性的關(guān)鍵。剪力墻結(jié)構(gòu)作為目前建筑工程領(lǐng)域中極為常見(jiàn)的一種，在大中型高層建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用極為廣泛，其在提高建筑結(jié)構(gòu)整體性、耐久性方面發(fā)揮著不可替代的作用。

1.剪力墻結(jié)構(gòu)概述

在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是那些高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)中，其身影更是隨處可見(jiàn)，已成為建筑設(shè)計(jì)工程領(lǐng)域一個(gè)司空見(jiàn)慣的問(wèn)題。在高層建筑不斷發(fā)展的社會(huì)大勢(shì)下，如何在設(shè)計(jì)工作中滿足建筑物創(chuàng)新、使用、安全要求的同時(shí)追求結(jié)構(gòu)的新穎、個(gè)性已成為建筑工程師研究的重點(diǎn)，也是未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。剪力墻結(jié)構(gòu)就是基于這種時(shí)代背景下產(chǎn)生的一種新結(jié)構(gòu)體系，是整個(gè)工程項(xiàng)目中最受重視和關(guān)注的一個(gè)環(huán)節(jié)。

1.1剪力墻結(jié)構(gòu)概念

所謂的剪力墻結(jié)構(gòu)主要指的是采用鋼筋混凝土板來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的框架中的梁柱，承擔(dān)主各種荷載引起的內(nèi)力，并能夠控制結(jié)構(gòu)的水平力。這種采用鋼筋混凝土板承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)剪力墻被廣泛的稱之為剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在現(xiàn)階段的高層建筑結(jié)構(gòu)中被廣泛的使用，已成為建筑結(jié)構(gòu)中一項(xiàng)司空見(jiàn)慣的結(jié)構(gòu)體系。

1.2特點(diǎn)

剪力墻也被廣泛的稱之為擋風(fēng)墻、抗震墻、結(jié)構(gòu)墻，為此它在房屋結(jié)構(gòu)中的主要作用在于抵擋各種荷載，是建筑物主要的支撐結(jié)構(gòu)。剪力墻作為承擔(dān)豎向荷載也就是我們常說(shuō)的重力、抵擋水平荷載的主要結(jié)構(gòu)，是一個(gè)能與墻體、樓板共同組成受力體系的結(jié)構(gòu)，它的主要缺陷在于不能拆除或者說(shuō)是無(wú)法破壞。就目前我國(guó)建筑工程現(xiàn)狀而言，剪力墻結(jié)構(gòu)由于造價(jià)高、施工困難、材料耗費(fèi)大的特點(diǎn)而往往被建設(shè)單位所限制，為此在其設(shè)計(jì)中需要認(rèn)真的進(jìn)行歸納和總結(jié)。

1.3剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻的應(yīng)用極為廣泛，特別是在大型的高層建筑物中，其身影更是隨處可見(jiàn)。剪力墻，又稱為抗風(fēng)墻、抗震墻或者結(jié)構(gòu)墻，顧名思義，它在房屋與各大建筑物中主要起著承受風(fēng)荷載，或由于地震作用而引起的水平荷載，為建筑物起著主要的支撐作用。我們對(duì)剪力墻的運(yùn)用主要是看中了它抗風(fēng)、抗震的特性，在地震發(fā)生的時(shí)候，剪力墻可以很好的吸收地震能量，有效防止墻體結(jié)構(gòu)的剪切破壞?；谶@一原理，我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)τ诩袅Y(jié)構(gòu)需要遵循的原則主要包含有以下幾個(gè)方面：

（1）剪力墻高度和寬度比控制要合理，由于剪力墻結(jié)構(gòu)的高度和寬度往往較大，而厚度卻很小，這就形成了顯著的幾何特征，使得受力形態(tài)顯著的趨于柱子結(jié)構(gòu)。但是，由于它與柱子結(jié)構(gòu)的最大區(qū)別在于肢長(zhǎng)和厚度之間存在著明顯的差異，當(dāng)比值過(guò)小的時(shí)候往往可以按照柱體結(jié)構(gòu)要求來(lái)設(shè)計(jì)。其次，在設(shè)計(jì)的時(shí)候墻體結(jié)構(gòu)是一個(gè)平面構(gòu)件，它沿著平面作用在承擔(dān)相應(yīng)的水平應(yīng)力、彎矩力之外，更是要承擔(dān)一定的豎向壓力，為此在設(shè)計(jì)中必須要滿足彈性、非彈性以及延性要求。

（2）我們?cè)谠O(shè)計(jì)墻的時(shí)候，計(jì)算時(shí)要考慮到墻在重力和橫向延展力的結(jié)構(gòu)下來(lái)進(jìn)行分析計(jì)算的。我們?cè)卺槍?duì)剪力墻承載能力的計(jì)算中，計(jì)算帶翼墻的寬度按照門窗與洞口之間的翼緣寬度以及剪力墻之間的距離的最小值來(lái)取值，通常都是墻肢總高度的十分之一。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣勢(shì)

剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度很大、用鋼量少、整體性能好的優(yōu)勢(shì)在目前的高層建筑工程中得到了廣泛的發(fā)揮，但是由于室內(nèi)不均勻布置、分隔墻在住宅建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用不斷增多，若是將承重墻和分隔墻以現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)，那么也是較為實(shí)惠和經(jīng)濟(jì)的，而且對(duì)于室內(nèi)整體性布置也極為有效。但是剪力墻結(jié)構(gòu)也存在著顯著的缺陷，這主要是由于剪力墻結(jié)構(gòu)中的混凝土較多，在無(wú)形之間增加了建筑結(jié)構(gòu)的重量，且抗拉側(cè)剛度較大，往往會(huì)在地震作用下產(chǎn)生上部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，給人們生活帶來(lái)極大的困擾。

3.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1剪力墻合理定位

剪力墻的平面布置應(yīng)本著盡可能均勻、對(duì)稱的原則，盡量使墻面結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心完全重合，從而減少扭矩。而內(nèi)外剪力墻應(yīng)盡量拉通、對(duì)直。剪力墻肢截面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則。

3.2剪力墻中大墻肢處理

剪力墻在施工的過(guò)程中由于結(jié)構(gòu)本身存在著延伸性要求，因此，結(jié)構(gòu)施工與設(shè)計(jì)中也需要具備相應(yīng)的延展特性，這對(duì)于提高剪力墻結(jié)構(gòu)整體性和工作力度至關(guān)重要。通常情況下，剪力墻在設(shè)計(jì)中極容易形成高狀結(jié)構(gòu)的剪力墻，且極容易呈現(xiàn)出彎曲破壞形式和剪力墻結(jié)構(gòu)體系模式，這樣一來(lái)，極容易出現(xiàn)脆性破壞現(xiàn)象。因此，在設(shè)計(jì)工作中，對(duì)于墻體長(zhǎng)度較長(zhǎng)的剪力墻設(shè)計(jì)在滿足其承載力要求的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行分層間隔設(shè)計(jì)，將其分割成為小而均勻的獨(dú)立情斷，這對(duì)于提高墻體結(jié)構(gòu)的承載力十分有效。除此以外，在墻段長(zhǎng)度較小時(shí)其受彎產(chǎn)生的裂縫寬度較小，可以充分發(fā)揮墻體配筋的支撐作用。為避免這種不利現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)于超過(guò) 8m 的墻肢長(zhǎng)度，可以采取以下兩種處理方法：①開施工洞：殲施工洞即在施工時(shí)墻上留洞，完工時(shí)砌填填充墻，把長(zhǎng)墻肢分成短墻肢。②開計(jì)算洞：是指在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)設(shè)有洞，開始施工時(shí)仍為混凝土墻。但通過(guò)這樣的計(jì)算方式，可以加強(qiáng)其它小墻肢的配筋能力。

3.3剪力墻結(jié)構(gòu)的墻體配筋

控制剪力墻配筋有利于結(jié)構(gòu)安全及工程的經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)閷?duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)而言，剪力墻面廣量大。剪力墻墻體配筋通常是把豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè)，而把水平鋼筋放在外側(cè)，配筋必須滿足計(jì)算及規(guī)范提議的最小配筋率。若采用了雙向鋼筋網(wǎng)片，迎水面保護(hù)層厚度至少可取值為30mm，大大節(jié)省了墻體配筋。

4.結(jié)束語(yǔ)

在高層建筑的不斷發(fā)展中，為了滿足人們對(duì)所居住房屋的超高要求，我們?cè)诒ＷC其建筑物結(jié)構(gòu)安全的重要前提下，還需要在建筑物的設(shè)計(jì)層面不斷地思考與追求，借鑒國(guó)外更高的建筑設(shè)計(jì)理念與技術(shù)，引進(jìn)新高規(guī)和新抗震規(guī)范的材料設(shè)備，緊密結(jié)合我國(guó)當(dāng)前的實(shí)際情況，不斷提高建筑工程設(shè)計(jì)水平，盡可能地發(fā)揮工程效益。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]王春偉.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題分析[J].黑龍江科技信息，2011，（23）.

[2]張彥彬.試析高層建筑工程的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2011，（16）.