戴芳勇
良好的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計,一方面可以縮短建筑工程的施工周期,另一方面也可以延長建筑工程的使用壽命。因此,需要加強建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻設(shè)計的重視程度,確保設(shè)計的合理性。
剪力墻結(jié)構(gòu)可以分以下四類:
(1)整截面剪力墻,不開洞,或開洞面積不大于15%的墻,該類型的剪力墻如同一個整體的懸臂墻,整個墻肢高度上沒有突變,也沒有反彎點,變形主要為彎曲型變形。
(2)整體小開口剪力墻,開口較小,但開洞面積大于15%的墻,該類型的剪力墻彎矩在連系梁處發(fā)生突變,但在整個墻肢高度沒有反彎點或僅僅個別樓層出現(xiàn)反彎點,變形任以彎曲型變型為主。
(3)雙肢、多肢剪力墻,有較大洞口或開口,并且從整體形式上來看,分布呈分列方式,其開口雖然與整體性小開口存在一定差異,但是兩者在受力上較為相似[1]。
(4)壁式框架剪力墻,開洞較大,連梁的線剛度大于或接近墻肢線剛度,彎矩在樓層處有突變,而且在大多數(shù)樓層都出現(xiàn)反彎點,整個剪力墻的變形以剪切變形為主,受力與框架結(jié)構(gòu)相似。
剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,為了確保設(shè)計的合理性,要對墻體的整體結(jié)構(gòu)進行合理布局,在布置過程中,主要依照主軸和其他某一方向的雙向布置,避免僅單向布置,使其具有較好的空間工作性能。剪力墻要均勻布置,數(shù)量適當,同時,盡量布置在建筑的外側(cè),具有較好的抗扭性能。在設(shè)計過程中,應(yīng)當使墻體的墻長較大,這樣的設(shè)計可以使墻體承受較大的彎矩、水平剪力,避免結(jié)構(gòu)遭受破壞,確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為了避免脆性破壞,較長的剪力墻宜開設(shè)洞口,分成若干墻段,之間用弱連梁連接。此外,在設(shè)計結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)中,設(shè)計人員需要加強對建立墻體抗風、抗震等各項內(nèi)容的重視。需要特別注意的是,剪力墻受本身結(jié)構(gòu)限制,將會對建筑的室內(nèi)布局造成一定程度影響,基于此,在設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)期間,要對剪力墻的應(yīng)用形式進行全面分析,確保設(shè)計的合理性,通過綜合分析可以發(fā)現(xiàn),剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計適合在賓館、住宅等不同建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計形式中應(yīng)用,并且從實際應(yīng)用情況來看,也取得了不錯的成績。
通常來說,剪力墻的寬度和高度都要與厚度相比要大出很多,同時因為其是幾何特征向板,因此剪力墻結(jié)構(gòu)受力形態(tài)與柱子的受力十分相似,但是仍然存在細微差別。如果肢長與厚度的比未超過3,可以將剪力墻設(shè)計看成柱子,若比值在3~5之間,則可將其作為異形柱。
剪力墻結(jié)構(gòu)中的墻面是平面構(gòu)件,其在建筑中,一方面需要承受水平方向的彎矩與水平剪力,另一方面還需要承受豎向壓力,若剪力墻結(jié)構(gòu)自身的強度可以滿足抗震需求,在具體設(shè)計過程中,不僅需要對剛度內(nèi)容進行充分考慮,而且需要考慮其延性,只有這樣,才能確保剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。
若剪力墻在同一平面內(nèi),其承載力和剛度較大,平面外兩者則較小。如果平面外梁與剪力墻連接,容易使墻肢在平面外出現(xiàn)彎矩,因此具體設(shè)計期間,應(yīng)當盡量避免同平面外梁進行連接,如果受建筑結(jié)構(gòu)限制,必須連接,則應(yīng)當采取相應(yīng)的保護措施,避免意外情況的發(fā)生。
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計進行應(yīng)用,能夠使整個設(shè)計流程變得更加簡單,這也是現(xiàn)代建筑在具體設(shè)計過程重點應(yīng)用形式。但是,在具體設(shè)計過程中,作為設(shè)計人員,為了確保整體設(shè)計的合理性,要加強對橫向與豎向布局的重視,避免剪力墻結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過程中出現(xiàn)斷裂、裂縫等質(zhì)量問題。
設(shè)計人員在進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計期間,必須遵守循序漸進的方式,對于建筑結(jié)構(gòu)中的墻肢和窗體要進行有效連接,避免由于連接上的問題,導(dǎo)致剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問題,無法發(fā)揮出應(yīng)有的作用,從而對工程的整體質(zhì)量造成不良影響。在剪力墻的應(yīng)用期間,作為設(shè)計人員要加強對剪力墻布局形式的重視,要注意保持剪力墻之間的距離,避免距離過近,這樣可以確保剪力墻始終都能夠保持一個相對平衡狀態(tài),從而確保承受力分布均勻,從而使剪力墻結(jié)構(gòu)的性能能夠得到充分發(fā)揮,這對于提高剪力墻結(jié)構(gòu)質(zhì)量,以及提升建筑工程的質(zhì)量都有著重要意義[3]。除此之外,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計,也使計算形式得到了全面提高,同時有與計算是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的核心內(nèi)容,該項內(nèi)容對于提升建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性來說意義重大,能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)抗震能力得到準確判斷。例如,在剪力墻結(jié)構(gòu)的分析過程中,對計算的數(shù)值進行準確判斷,這樣一方面可以使建筑結(jié)構(gòu)的使用、穩(wěn)定性能得到提升,另一方面也使剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量得到了全面提升,因此意義重大。如,表1是剪力墻抗震能力表。
表1 剪力墻抗震能力表
剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用,但是我國對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容并沒有詳細規(guī)定,設(shè)計中的許多內(nèi)容都需要設(shè)計人員通過大量的設(shè)計實例,對設(shè)計經(jīng)驗進行總結(jié)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,合理應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu),使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量可以得到提升,提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性和穩(wěn)定性的到提升,滿足人們對建筑性能及質(zhì)量的需求,這也使得建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻的應(yīng)用越來越廣泛。
[1]周文華.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].江西建材,2017(07):26~27.
[2]周斌.關(guān)于弱加強層在超高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].建筑知識,2016,36(08):50~51.
[3]陳鐵文.對高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中一些問題的思索[J].建材與裝飾,2016(26):100~101.