董昶宏

摘 要：進(jìn)入到21世紀(jì)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)都獲得了全面的發(fā)展，建筑事業(yè)的發(fā)展規(guī)模和技術(shù)手段也在不斷地提升，市場(chǎng)和人們對(duì)建筑物的功能要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也越來越高.在我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的歷程中，建筑形式和內(nèi)在結(jié)構(gòu)也在不斷地改進(jìn)，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用在建筑工程中，具有良好的抗震性和抵抗側(cè)剛度的特性，目前已經(jīng)發(fā)展成為眾多建筑工程首選的結(jié)構(gòu)方式。本文主要介紹了剪力墻結(jié)構(gòu)的基本概念，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑工程中的設(shè)計(jì)原則以及注意要點(diǎn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化策略

中圖分類號(hào)：TU712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）12-0162-02

隨著人民生活水平的不斷提高，對(duì)居住舒適性的要求也有所提高，特別是對(duì)住宅公寓的要求越來越高，剪力墻結(jié)構(gòu)的壁厚與填充墻、平面的厚度是一致的，保證室內(nèi)無框架柱突出，可有效提高空間利用率。因此，高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用的十分廣泛。到目前為止，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的尺寸問題以及其布置方法都還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因而，在實(shí)際的施工中，很多操作都需要設(shè)計(jì)師根據(jù)自己以往的經(jīng)驗(yàn)來結(jié)合實(shí)際情況作出判斷。如此以來，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中難免會(huì)或多或少出現(xiàn)一些問題，從而影響到施工的順利進(jìn)行。因此對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用方面的問題進(jìn)行分析和探討，具有很大的極大的實(shí)踐性意義。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)的概念

剪力墻結(jié)構(gòu)中使用鋼筋混凝土墻板來替代框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，能承擔(dān)各類荷載所引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在高層房屋中被廣泛運(yùn)用，剪力墻結(jié)構(gòu)除了能夠承受和抵抗縱橫向的主要承重外，還能起到空間分割的作用。結(jié)構(gòu)墻的高度一般與整個(gè)房屋的高度相等，自基礎(chǔ)直至屋頂，高達(dá)數(shù)十米到100多米；其寬度則視建筑平面的布置而定，一般為數(shù)米到數(shù)十米。相比較而言，其墻體較薄，通常為200-300mm。剪力墻結(jié)構(gòu)在其墻身平面內(nèi)的抗側(cè)移剛度很大，而其墻身平面外剛度卻較小，幾乎可以忽略不計(jì)。所以，建筑物上大部分的水平作用或水平剪力通常都會(huì)被分配到剪力墻結(jié)構(gòu)上，這也是剪力墻名稱的由來。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

2.1 剪力系數(shù)調(diào)整原則

在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，要保證樓層之間的最小剪力系數(shù)。為了建筑物能最大程度地承受力，減輕自身建筑重量增強(qiáng)其抗震性和安全性，要在保證建筑規(guī)范的前提下盡量控制剪力墻的數(shù)量。并且，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用科學(xué)的方法使剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向承載力和剛度更加合理。建筑樓層相互之間的最小剪力系數(shù)能更加合理的調(diào)整，工程本身成本會(huì)大大減小。

2.2 比例調(diào)整原則

在設(shè)計(jì)建筑物的過程中，要合理布置剪力墻，如果豎向的剪力墻數(shù)量超出范圍，那么剪力墻剪重也會(huì)隨之增加，這種剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)非常不合理的。因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)方式會(huì)導(dǎo)致樓層之間的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)變形，而且發(fā)生形變的程度和力度都會(huì)比較大，同時(shí)對(duì)于建筑樓層之間的位移需要也不能滿足。故而在剪力墻的設(shè)計(jì)中要根據(jù)建筑的位移需求來進(jìn)行相應(yīng)的比例調(diào)整，以此來減小樓層之間的形變。

2.3 連梁超限調(diào)整原則

對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，如若剪力墻的實(shí)際跨高比例<2.5，就有可能會(huì)出現(xiàn)剪力墻的彎矩超過規(guī)定限度的現(xiàn)象，所以在對(duì)剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要遵從這一原則。而且連梁與剪力墻的跨高并不是越大越好。所以在對(duì)剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可采用水平縫形成雙連梁或多連梁來保證結(jié)構(gòu)的合理性和安全性，還要注意調(diào)整連梁的超限，這樣在保障建筑施工質(zhì)量的同時(shí)縮減了施工成本。

3 建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

3.1 剪力墻墻肢長(zhǎng)度的確定

對(duì)剪力墻墻肢的長(zhǎng)度進(jìn)行合理化的設(shè)計(jì)可以保證剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在一般的情況下為了進(jìn)一步保證剪力墻的延展性，還可以對(duì)于特殊部位進(jìn)行彎曲性設(shè)計(jì)，這樣能夠有效的避免彎曲對(duì)剪力墻穩(wěn)定性造成的影響。在實(shí)際的施工中，還可以采用連續(xù)肢墻的方式來實(shí)現(xiàn)保證墻體的寬高比目的，從而最大程度上保證強(qiáng)力墻的穩(wěn)定性。

3.2 確定剪力墻設(shè)置的厚度、合理優(yōu)化剪力墻外形比例

剪力墻的作用很多時(shí)候是為了防震，因此其厚度要根據(jù)抗震等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，形狀上一般采用穩(wěn)定的“L”形和“T”形，這種設(shè)計(jì)可以最大程度上的滿足剪力墻的側(cè)向剛度，從而實(shí)現(xiàn)較小體積和自重的目的。

3.3 剪力墻洞口的布局要點(diǎn)

對(duì)于較長(zhǎng)的剪力墻應(yīng)當(dāng)開設(shè)洞口，分隔成受力均勻的若干個(gè)墻體，在之間使用弱梁進(jìn)行連接，剪力墻洞口的布局位置，會(huì)在很大程度上影響到整個(gè)剪力墻的力學(xué)性能。因而剪力墻洞口的布局基本要滿足幾個(gè)方面：（1）有規(guī)則的布置洞口，基本成排成列設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足洞口與洞口之間的間隔均勻。（2）對(duì)于不規(guī)則設(shè)計(jì)洞口的剪力墻，像是疊合錯(cuò)洞墻以及錯(cuò)洞剪力墻等，這種不規(guī)則開洞容易因?yàn)槎纯诜植疾痪沟眉袅Τ霈F(xiàn)薄弱部位，應(yīng)當(dāng)采取措施在洞口處加強(qiáng)加固措施或者使用一些比較輕質(zhì)的材料進(jìn)行填充。

3.4 連梁設(shè)計(jì)

高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)，由于墻長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)通過開洞或剪力墻平面內(nèi)梁跨較小形成連梁，如果出現(xiàn)跨高比較小的連梁，在計(jì)算過程中，容易產(chǎn)生過度抗剪的連梁。通常有以下解決方案：（1）增大連梁的截面積，可以增強(qiáng)連梁本身的抗剪能力，但梁的剛度相應(yīng)也會(huì)增加，吸收的地震力也會(huì)增加，只能增加有限的抗剪承載力。在梁寬固定的情況之下，可以使用加高梁高的方法。當(dāng)梁高是一定的，可以擴(kuò)大梁寬，增大斷面的連接剛度，但寬度對(duì)連梁剛度貢獻(xiàn)較小，僅是一個(gè)線性關(guān)系，使得分擔(dān)剪力的增加值小于抗剪力的提高值。（2）調(diào)整設(shè)計(jì)內(nèi)力。在提高連梁截面對(duì)提高抗剪承載力沒有影響的狀況下，可人為的降低連梁的剛度，來控制剪切力的分配比例，并解決了連梁的抗剪性能問題。最簡(jiǎn)單的控制方法是在計(jì)算參數(shù)選擇時(shí)，通過調(diào)整連梁剛度折減系數(shù)，只有在采用內(nèi)力配筋計(jì)算時(shí)才可以#在整個(gè)計(jì)算和非地震荷載作用下，連梁的剛度不會(huì)降低，連梁應(yīng)具有足夠的抗彎承載力和抗剪承載力，以滿足正常使用的要求。對(duì)于跨高比大于5的連梁，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的框架梁，滿足框架梁的要求。（3）可作水平縫從而形成雙連梁、多連梁或其他結(jié)構(gòu)措施，以提高抗剪承載力，如設(shè)置交叉暗支撐等措施，以提高連梁的抗剪承載力。

3.5 邊緣構(gòu)件的約束處理

一般來說，在剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，無約束邊緣構(gòu)件的處理要比之有約束邊緣構(gòu)件的處理的負(fù)載能力低40%左右，同樣，抗震能力的效果也要低20%左右。因此，在建筑工程的施工項(xiàng)目中，要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的邊緣構(gòu)件，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，最大限度的增強(qiáng)剪力墻的抗側(cè)力剛度以及抗震力，使整個(gè)建筑能夠更加穩(wěn)定。

3.6 剪力墻墻身鋼筋的使用

根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定，對(duì)于不同抗震級(jí)別的剪力墻來說，水平方向和豎直方向中的配筋率是不同的。對(duì)于非抗震級(jí)別和四級(jí)抗震級(jí)別的剪力墻的配筋率不低于0.20%。

4 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

4.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

針對(duì)我國(guó)近幾年發(fā)生的地震，民眾對(duì)于建筑防震的要求是越來越高。這就使得剪力墻的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)也要發(fā)生相應(yīng)的改變，即在水平高度上，剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能夠中斷，應(yīng)當(dāng)注意空間與側(cè)面力量的相互影響，選取恰當(dāng)?shù)慕ㄖ牧希玫膽?yīng)對(duì)地震的發(fā)生。

4.2 剪力墻軟件的優(yōu)化

隨著科技的發(fā)展，社會(huì)正處于數(shù)字化的信息時(shí)代，作為建筑行業(yè)的主要應(yīng)用結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也應(yīng)該利用軟件或計(jì)算機(jī)來完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析。通過軟件的幫助，可以更好的儲(chǔ)存信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行分析處理，從而得出需要的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確又可靠。

5 結(jié)語

伴隨著著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，近些年我國(guó)建筑行業(yè)的水平整體上得到了一個(gè)提升，并且建筑和人們的生活之間的關(guān)系變得越來越密切了，相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法也逐步的滲透到了人們的日常生活之中。而剪力墻結(jié)構(gòu)就是其中的一種，上邊是筆者根據(jù)自己的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的一些見解，希望對(duì)剪力墻的實(shí)際工作能夠有所助益。

參考文獻(xiàn)

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