梁秀魁
青島東南建筑設計有限公司 山東青島 266700
剪力墻結構設計對于高層建筑工程的施工質量有著不容忽視的關鍵作用,注重建筑剪力墻結構的設計,要綜合考慮高層建筑各個部分結構之間的靜謐聯(lián)系,充分利用剪力墻將每個環(huán)節(jié)進行聯(lián)合,以形成良好的空間形態(tài),構建成一大統(tǒng)一的整體[1]。實際工作中,要對剪力墻的結構受力、性能、構造等基本特點與不同構件之間的相互作用有清晰的認識,以采取合理的應用策略實現(xiàn)高層結構的預期設計目標。
在建筑結構中,由地震等客觀原因引發(fā)的水平荷載和不穩(wěn)定風荷載的主要承受墻體就是剪力墻,因此剪力墻也叫做抗震墻、抗風墻和結構墻。剪力墻的主要功能是用以防治建筑物遭受水平剪力的破壞,以更好得確保房屋和建筑結構的堅固性和抗壓性[2]。剪力墻多使用鋼筋混凝土制作而成,根據(jù)其施工方法的不同,可以被分為混合結構剪力墻、框筒結構剪力墻以及框架結構剪力墻等多種類型。就其具體作用來說,剪力墻在高層結構中可以承受來自水平和垂直不同方向的力量,而主要原因一方面是得益于其用鋼筋混凝土材料制作而成,有較大的抗側剛度的特點。而另一方面,在設計的過程中,會綜合考慮其多方面受力的特點,通過采用豎向的鋼筋混凝土的墻板與水平方向同種材質的大樓板使兩個方向得以有保障。
因為剪力墻結構設計與高層建筑的質量有著密切的聯(lián)系,所以在設計工作中,要對各個環(huán)節(jié)的重點有基本的認知以提升工作水平。首先要注意控制軸壓比,以確保剪力墻自身的延性,避免出現(xiàn)超過軸壓比限制的剪力墻構件。同時,還要通過調整結構布局,以降低局部剪力墻軸壓比過大現(xiàn)象出現(xiàn)的幾率。
其次,剪力墻結構設計要加強關鍵部位的抗震性能,尤其是高層結構中角點和外邊線等位于應力集中地帶的位置。因為地震發(fā)生時這些區(qū)域遭遇破壞的速度往往比其它更快,所以增強高層結構關鍵部位的抗震性能,減少軸壓比的限制,增大建筑結構中縱向鋼筋的配箍率十分有必要,在這之中,尤其要注意較小剪力墻抗震抗壓能力的提升。
同時,更要從局部落腳于整體。在不影響建筑整體的質量的可控范圍內,遵循合理和高效的原則,對剪力墻結構體系進行整體規(guī)劃,科學布置框架梁和剪力墻的位置。特別是就剪力墻來說,應當避免高層結構中出現(xiàn)孤立的一字型短肢剪力墻。以更好得提升整體結構的可靠性和協(xié)調性。同時也要在剪力墻的關鍵部位運用合理的措施繼續(xù)強化其抗震性能。
最為重要的一點是,要注意合理計算連梁剛度的定位。在運用計算機模擬技術獲得高層結構模型的數(shù)值時,必須充分考慮到連梁相鄰處的墻體所處位置的具體情況、抗震承壓的能力等基本因素,以此得出其在高層結構體系中剛度的最精確數(shù)據(jù)。進而科學合理得對連梁剛度的折減系數(shù)有更為合理的計劃和設置,確保模擬計算出的數(shù)據(jù)與實際的受力情況更好得匹配,以促進建筑更加得實用和經濟。
科學合理的設計方案是進行剪力墻結構設計的必要前提,為此這就需要建筑相關的設計人員充分利用現(xiàn)代科技技術的優(yōu)勢,根據(jù)實際情況,運用科學的計算方法,提升剪力墻在高層結構設計中的自動化和智能化水平。設計人員可借助計算機技術模擬算法,開展結構設計的實驗,在形式設計上注意在剪力墻受彎狀態(tài)時,以高細為主保證剪力墻的延性,以提升抗震能力。通過綜合考慮實際所需的計算方法,提升剪力墻結構的可靠性和合理性。
而要想更好得提高剪力墻結構的延性,還可以通過處理剪力墻的墻肢以增強剪力墻的墻體配箍率。結合過往的經驗來看,當剪力墻的墻肢的長度已經大于8m時,大的墻肢非常容易因為承受不了劇烈震動而遭到破壞,而小的墻肢往往容易配筋率過小出現(xiàn)損耗。所以,具體來說在剪力墻的設計工作中,可以借助計算洞的方法,以此提高小墻肢的配筋率,而大墻肢則可以通過開施工洞的方法,在施工結尾階段長肢變短肢,大大提升其抗震能力。
另外,剪力墻在高層結構設計中,還需要及時處理連梁的問題。一般來說,如果建筑結構中剪力墻的連梁高跨比實在太小,就很容易受水平作用力的產生,形成較強的內力,長此以往可能會導致連梁變形,降低建筑物整體的穩(wěn)定性和抗壓抗震能力。那么,為了避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)以及惡化,在剪力墻的設計應用中,就要通過嚴密的計算,使剪力墻連梁的剛度減少到合適的程度,折減的系數(shù)最小的限度是0.5. 經濟發(fā)展的迅猛和科技進步的加快,為我國各行各業(yè)的發(fā)展都帶來了極大的發(fā)展空間,尤其是建筑業(yè)更是迎來了升級轉型的關鍵期。當前,市場規(guī)模不斷擴大,要想在激烈的市場競爭中占有一席之地,建筑企業(yè)要對自身的發(fā)展和定位有明確而清楚的認識,抓細節(jié),從改善剪力墻設計的應用到優(yōu)化建筑的整個結構設計[3]。
作為高層結構設計中的重要環(huán)節(jié),剪力墻結構的設計日趨多樣化,隨著人們對建筑質量要求的提升,只要不斷得嘗試和努力,從細節(jié)入手,優(yōu)化施工技術水平,提高施工技術質量。落實剪力墻在高層結構設計中的注意事項,通過科學的計算方法,對連梁等關鍵部位采取高效合理的處理策略,才能確保剪力墻在高層結構設計中發(fā)揮其應有的作用,進而提升建筑的整體水平,促進建筑行業(yè)的長遠發(fā)展,為提高人民生活水平貢獻出應有的力量。