郭美靈
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,剪力墻結(jié)構(gòu)是常見的結(jié)構(gòu)形式,其對于建筑的整體質(zhì)量效果有著重要的影響。當(dāng)前社會經(jīng)濟發(fā)展,建筑質(zhì)量水平要求高,由于剪力墻結(jié)構(gòu)的剛性強、抗震能力好、側(cè)移性強,因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中有廣泛的應(yīng)用。但是目前剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計缺少完善、全面的規(guī)定,其設(shè)計存在一定的誤差,所以在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要從整體出發(fā),實現(xiàn)理想的設(shè)計效果。
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計是比較常見的,這是一種鋼筋混凝土墻板建設(shè)的承重結(jié)構(gòu),需要承擔(dān)頂部水平方向上鋼筋混凝土樓板的重量,也就是鋼筋混凝土土柱子功能。其面積大,在兩層樓板約束的情況下,其水平方向的抵抗力比較強[1]。降低外力影響下建筑的水平搖擺情況,這種在垂直方向受力,并且在水平方向上維護建筑穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)就是剪力墻結(jié)構(gòu)。
剪力墻結(jié)構(gòu)是將框架結(jié)構(gòu)的梁柱通過墻板進行替代,不僅能夠保證建筑穩(wěn)定,還能夠承擔(dān)豎向上的重量,這主要是依靠剪力墻結(jié)構(gòu)的以下特點。
(1)鋼筋混凝土剪力墻側(cè)向剛度是比較大的,其抗壓抗側(cè)能力比較強。在建筑結(jié)構(gòu)中,剪力墻的位置是比較獨特的,結(jié)合地域最大風(fēng)向?qū)ㄖY(jié)構(gòu)中剪力墻的結(jié)構(gòu)位置進行設(shè)計,保證結(jié)構(gòu)能夠承擔(dān)來自水平以及豎向上的荷載,對建筑水平外力影響下的側(cè)移情況得到有效的控制和管理。
(2)建筑剪力墻還能夠有效的對室內(nèi)空間進行分割。剪力墻的高度與建筑的高度一般是一樣的,從底部到頂部厚度不高,結(jié)合建筑平面對寬度進行設(shè)置,空間結(jié)構(gòu)使用便利,能夠使室內(nèi)空間被高效利用。
(3)剪力墻結(jié)構(gòu)中包含混凝土、鋼筋等,其結(jié)構(gòu)重量是比較大的,地震時將建筑結(jié)構(gòu)性能會提高,相比于梁柱,剪力墻結(jié)構(gòu)的施工難度和造價是比較高的。
剪力墻在平面布置時需要做到對稱,將墻面結(jié)構(gòu)重心與剛度相結(jié)合,減少誤差,使作用力能夠達到均衡。設(shè)計剪力墻時,需要依據(jù)主軸方向進行雙重或多重方向設(shè)計??拐鹉芰υO(shè)計中不能進行單向墻設(shè)計。為使建筑的質(zhì)量以及安全性得到提升,減少施工成本,就需要減少墻體側(cè)抗力的剛度。主要是由于墻體側(cè)抗力剛度大,墻體自身重力就會增加,建筑中,剪力墻的支撐以及框架作用無法充分發(fā)揮。
建筑剪力墻的厚度、配筋等需要依據(jù)明確的標(biāo)準(zhǔn)進行,結(jié)合建筑抗震需要,依據(jù)抗震等級系數(shù)對剪力墻結(jié)構(gòu)的長度、厚度進行調(diào)整。結(jié)合相關(guān)規(guī)定,為提高剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性、穩(wěn)定性以及剛性,例如:建筑結(jié)構(gòu)抗震等級為一、二級時,剪力墻在底部加強區(qū)內(nèi),厚度不小于200mm,抗震等級是三、四級時,剪力墻在底部加強區(qū)中,厚度不小于160mm[2]。對于高層建筑,剪力墻結(jié)構(gòu)的長度、厚度若比值不均,在不滿足條件的情況下,一字形剪力墻需要通過L、T形截面剪力墻代替,并延長邊緣長度,使得剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足其建設(shè)要求與原則。一般剪力墻結(jié)構(gòu)的垂直、水平上的配筋,其比值需要超過1/400,一些剪力墻底部加強部位的配筋比值也需要大于3/1000,遇到特殊情況,要結(jié)合實際情況調(diào)整剪力墻結(jié)構(gòu)配筋。
連梁的截面大,跨度小,與連梁連接的墻體剛度是比較大的,在地震以及風(fēng)荷載的情況下,連梁內(nèi)力大,所以在內(nèi)力計算時需要折減連梁剛度,位移計算時不能折減。連梁剛度折減之后,還會出現(xiàn)正截面受彎承載力、斜截面受剪承載力不足。這就要使洞口寬度增加,減少連梁的剛度,為減少其剛度,能夠減少地震影響。對連梁的截面寬度進行增加,一方面,結(jié)構(gòu)整體剛度大,在地震影響下,其內(nèi)部會增加。另一方面,寬度增加,連梁受剪承載力也會增加。該片墻厚增加之后,地震產(chǎn)生的內(nèi)力不會依據(jù)墻厚增加比例對剪力墻進行分配[3],需要小于這個比例,可能出現(xiàn)連梁受剪承載力不超限的情況。對于跨度小的高連梁,可以設(shè)計水平縫,進而形成雙連梁、多連梁等構(gòu)造。通過上面的這些方法,在滿足剛度時需要先折減剛度,如果超限還需要使用其他方法。
剪力墻結(jié)構(gòu)是有延伸性的,所以在施工設(shè)計中也要注意應(yīng)用其延伸性,這對于剪力墻使用耐久性以及整體性能發(fā)揮起到重要的作用。對于剪力墻而言,需要對其結(jié)構(gòu)中的脆性破壞提高注意,結(jié)合墻體長度科學(xué)化設(shè)計。若墻體長度比較長,在進行設(shè)計剪力墻時,需要使用分層間隔的方法,分割剪力墻,使其形成獨立的片段。若長度小,剪力墻在設(shè)計時需要選擇合適的配筋,使墻體配筋的支撐效果充分體現(xiàn)。墻肢長度超過8米時,要采取有效的方法使脆性破壞的危害得以減少,一般是通過兩種方法進行,首先在墻上留洞,全部完工后在填補,使長肢墻變成短肢墻。其次在計算設(shè)計結(jié)構(gòu)使需要在墻上留洞,提高剪力墻的配筋,使剪力墻更加耐久、安全。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,剪力墻設(shè)計是極為重要的,需要結(jié)合實際情況針對性的進行,保證建筑工程更加實用、耐久和穩(wěn)定,發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的作用,使其效益充分發(fā)揮。
[1]張月軍,鄭偉.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用探析[J].科技展望,2015,25(12):16.
[2]寧曙偉.芻議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用[J].中華民居(下旬刊),2014(08):81~82.
[3]許曉冬.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用分析[J].黑龍江科技信息,2014(23):251.