摘要：由于高層建筑越來越多的在城市發(fā)展中建設(shè)，其建筑剪力墻結(jié)構(gòu)就應(yīng)運(yùn)而生了，剪力墻結(jié)構(gòu)的技術(shù)設(shè)計(jì)推動(dòng)了我國建筑行業(yè)發(fā)展，由于其剛度大、用剛量小等優(yōu)點(diǎn)在我國建筑中廣泛應(yīng)用。文章對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的概念進(jìn)行了介紹，并圍繞剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行分析探討。

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

引言

隨著城市建設(shè)的加快，城市高層的建筑不斷矗立，其建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和安全性被人們所重視，剪力墻本身的剛度較大，整體性也較好。剪力墻能夠具有良好的抗震性能，同時(shí)它的價(jià)格成本也比較低廉，因而被廣泛地應(yīng)用于高層混凝土建筑中。在人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)要求越來越高的背景下，加強(qiáng)剪力墻的應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的研究具有重要意義。

1.剪力墻結(jié)構(gòu)的概述

在實(shí)際工作過程中，我們認(rèn)識(shí)到的剪力墻主要指的是那種在建筑物中豎向承載重構(gòu)件主要由墻體承擔(dān)，同時(shí)還承擔(dān)著豎向荷載以及水平地震作用的一種墻體。通常情況下剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護(hù)墻。針對(duì)剪力墻的布置首先要能夠滿足建筑本身的平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。相較于框架結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)本身具有更好的抗側(cè)力能力。因而這樣的結(jié)構(gòu)適用于高層建筑物中。

剪力墻結(jié)構(gòu)既有優(yōu)點(diǎn)又有缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是它本身的側(cè)向剛度較大，缺點(diǎn)是間距要受到限制。這樣一種建筑結(jié)構(gòu)是不適合布置在大空間的公共建筑中的。在剪力墻設(shè)計(jì)過程中有一個(gè)問題需要引起我們的注意，那就是對(duì)于單片剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要避免長度過大。剪力墻的長度如果過大的話就會(huì)造成一系列問題，剪力墻長度過大，周期就會(huì)變短，如果地震力太大的話就很不劃算。此外剪力墻長度過大且高細(xì)的時(shí)候，剪力墻本身就會(huì)呈現(xiàn)出脆性，這對(duì)于抗震是非常不利的。一般情況下，在設(shè)計(jì)過程中，如果剪力墻本身的長度過長時(shí)就需要用樓板或者是小連梁把它分成若干墻段。墻度高寬比不得小于2，只有這樣才能保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)的布置

正如上文所述剪力墻結(jié)構(gòu)本身要承受豎向荷載。豎向荷載本身是由結(jié)構(gòu)自重和樓面荷載通過樓面?zhèn)鬟f到剪力墻的。豎向荷載主要有兩種表現(xiàn)形式： 一種表現(xiàn)形式是墻肢內(nèi)的軸力，另一種就是連梁產(chǎn)生的彎矩。針對(duì)豎向荷載的計(jì)算主要是通過受荷面積來進(jìn)行簡單計(jì)算。針對(duì)水平荷載的計(jì)算主要是借助于計(jì)算機(jī)運(yùn)用有限元的方式來進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容就是要科學(xué)估算受力情況，而后根據(jù)受力情況來進(jìn)行合理布置。

在高層建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)本身應(yīng)該是雙向布置形成空間結(jié)構(gòu)。剪力墻布置的關(guān)鍵在于要保證力的均衡。要通過把剛度中心與建筑物中心接近來避免出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在實(shí)際布置過程中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)剪力墻本身的抗側(cè)剛度過大的時(shí)候就會(huì)造成自振周期的過大，此時(shí)工作人員可以通過加大墻體間距的方法來有效降低結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度。剪力墻的合理布置是關(guān)鍵。做好這項(xiàng)工作是提升高層建筑水平的重要措施。

3.剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)的專業(yè)的過程，這一過程包含著多個(gè)步驟。因而在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前必須要了解剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟。針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)首先我們需要確定墻肢的長度和厚度； 其次是科學(xué)設(shè)計(jì)連梁；再就是合理設(shè)置邊緣構(gòu)件； 最后就是地震荷載以及各種內(nèi)力、位移的計(jì)算。接下來就來詳細(xì)分析這一過程。

1）墻肢長度和厚度的選擇。上文詳細(xì)分析了在剪力墻設(shè)計(jì)過程中剪力墻的長度是不宜過大的。因而我們需要高度重視墻肢長度的選擇。通常情況下針對(duì)墻肢長度的選擇不能超過8m。墻肢長度過長所造成的后果已如上文所述。

這一點(diǎn)是我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程需要引起格外重視的。一般情況下跨高比是要大于6 的。

針對(duì)墻體厚度的選取一個(gè)重要目標(biāo)就是要能夠保證剪力墻剛度和穩(wěn)定性。一般的住宅建筑的填充墻厚度一般保持在200 mm，此時(shí)剪力墻也應(yīng)該設(shè)置為200 mm。對(duì)于那些沒有地下室高層住宅的設(shè)計(jì)一般基礎(chǔ)埋深選擇在2.5 m 以上，墻體高度是5.0m 以上，此時(shí)再按照1/16 的比例來確定墻厚就很有可能大于填充墻的厚度，這顯然是不利于高層建筑的設(shè)計(jì)的。因而我們必須要采用專業(yè)的方法結(jié)合建筑實(shí)際情況，嚴(yán)格按照高層建筑設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程來進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。

2） 科學(xué)設(shè)計(jì)連梁。所謂連梁主要指的是連接墻肢與墻肢之間的梁。連梁本身不僅能夠起到連接墻肢的作用，同時(shí)又由于在水平荷載作用下墻肢發(fā)生變形導(dǎo)致連梁產(chǎn)生內(nèi)力，最終會(huì)使得連梁本身對(duì)墻肢產(chǎn)生約束作用。連梁對(duì)墻肢結(jié)構(gòu)本身具有重要作用。我們必須要高度重視連梁的設(shè)計(jì)。

針對(duì)連梁的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是要關(guān)注連梁的跨高比以及截面尺寸這兩個(gè)指標(biāo)。連梁剛度如果過大時(shí)就需要折減。針對(duì)剪力墻的設(shè)計(jì)我們根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是很難實(shí)現(xiàn)折減配置的，因而此時(shí)就需要通過允許其適當(dāng)開裂從而把內(nèi)力轉(zhuǎn)移到墻體上從而來達(dá)到折減目的。在折減過程中有一個(gè)重要指標(biāo)需要我們高度重視，這就是折減系數(shù)。一般情況下當(dāng)防裂度較低時(shí)就需要少折減一些，防裂度高時(shí)就需要多折減一些。但是無論怎樣折減，折減系數(shù)一般是不能小于0.5 的。只有不小于0.5才能保證連梁承受豎向荷載能力。在今后設(shè)計(jì)過程中必須要高度重視這一問題。此外為了減小連梁剛度可以通過增加剪力墻洞口寬度的方式來實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)整體剛度的減小，地震的作用也將會(huì)減小，因而連梁承載力也就有可能不超限?；炷恋燃?jí)的提升，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中提高混凝土等級(jí)就會(huì)有可能使得連梁的抗剪承載力不超限?？偟膩碚f設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)建筑實(shí)際情況來進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整。

3） 合理設(shè)置邊緣構(gòu)件。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中邊緣構(gòu)件的設(shè)置是一個(gè)重要內(nèi)容。從以往的經(jīng)驗(yàn)我們可以看出有約束邊緣構(gòu)件的矩形截面剪力墻和無約束邊緣構(gòu)件剪力墻相比有著明顯優(yōu)勢(shì)，極限承載力有了顯著提升，比無約束的提升了40%。邊緣構(gòu)架通常分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件兩種類型，這兩種類型的邊緣構(gòu)件的應(yīng)用需要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)置。一般情況下當(dāng)墻體平均軸壓比不小于規(guī)定值的多層房屋一般設(shè)置的是約束邊緣構(gòu)件。一、二級(jí)剪力墻底部加強(qiáng)部位以上的一般部位，三、四級(jí)和非抗震設(shè)計(jì)的高層建筑，底部加強(qiáng)部位，相鄰上一層軸壓比小于規(guī)定值的多層房屋剪力墻，均應(yīng)設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。總的來說就是要根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)合理的進(jìn)行設(shè)置。

4） 地震荷載以及各種內(nèi)力、位移計(jì)算。在建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中如果主體結(jié)構(gòu)本身布置簡單，那么就可以運(yùn)用空間協(xié)同平面框架來進(jìn)行計(jì)算分析。當(dāng)主體結(jié)構(gòu)平面布置復(fù)雜的情況下就是采用空間分析程序來進(jìn)行內(nèi)力、位移分析。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中應(yīng)堅(jiān)持簡化計(jì)算原則。在計(jì)算底盤的長寬的時(shí)候需要結(jié)合主體結(jié)構(gòu)本身的長度和寬度來進(jìn)行分析。一般情況下這兩者是要成比例地來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

4.結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很重要的工作，做好這一項(xiàng)工作對(duì)于提升人們的生活水平具有重要意義。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，由于剪力墻結(jié)構(gòu)本身具有多種優(yōu)點(diǎn)，在建筑結(jié)構(gòu)中能夠有效地提升建筑物的抗震性能。因而加強(qiáng)對(duì)剪力墻的研究有重要意義。本文詳細(xì)分析了剪力墻結(jié)構(gòu)的概念，剪力墻的布置，最后分析了剪力墻的設(shè)計(jì)原則。在今后發(fā)展過程中應(yīng)該不斷加強(qiáng)對(duì)這些方面的研究，不斷提升剪力墻設(shè)計(jì)水平。只有這樣才能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。

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