陶傳剛

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引言

裝配式建筑結(jié)構(gòu)是一種新型的建筑模式，與傳統(tǒng)方法相比具有更大的優(yōu)勢，因此可以在許多建筑行業(yè)中廣泛使用。為了有效地推廣預(yù)制裝配式建筑模式，不僅要注意裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)勢，還需要優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計以進一步協(xié)調(diào)兩者，提高裝配式建筑的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)介紹

（1）什么是剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)是指由許多組件組成的墻，這些組件可以承受水平力并減少剪切力對建筑結(jié)構(gòu)的破壞。墻的主要材料是鋼筋混凝土，用于建筑梁的過程。柱中鋼筋混凝土的使用可以有效地承受水平力，而剪力墻應(yīng)增強建筑物的穩(wěn)定性，因此在建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，在實際施工中，由于施工預(yù)算等因素的影響，剪力墻的厚度將減小。

（2）剪力墻結(jié)構(gòu)的類型。所使用的剪力墻的類型取決于所支撐的力。剪力墻的結(jié)構(gòu)類型主要有以下四種：①整體性剪力墻，這種剪力墻洞口的數(shù)量不多甚至沒有洞口，如果要開洞口要控制洞口的面積在墻體整體面積的1/6，而且對洞口長邊尺寸的距離也規(guī)定，還要注意減少剪力墻的反彎作用；②壁式框架剪力墻墻體上的開洞尺寸較大，產(chǎn)生節(jié)點區(qū)，形成較大的剛性區(qū)域；③洞口成列布置的聯(lián)肢墻體剪力墻，該結(jié)構(gòu)的剪力墻穩(wěn)定性更高；④整體小開口剪力墻，其開口豎向成列分布，洞口在整體面積中所占的比重依然不大[1]。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

（1）小開口剪力墻。 剪力墻具有較小的開口，但始終執(zhí)行常規(guī)分析。門窗開口的總面積至少是剪力墻面積的15%，因此在力曲線分析中，這種剪力墻將增加一倍，總的垂直應(yīng)力由建筑物的水平載荷分布，呈線性分布。該模型可以看作是局部彎曲應(yīng)力和總壁剪應(yīng)力的疊加。同樣，開口較小的剪力墻的彎矩圖也沒有顯示出相對于墻體總高度的彎點，但是彎矩圖的主要位置可能會因其較大而發(fā)生變化。

（2）整體式剪力墻。 門窗開口的總面積小于剪力墻側(cè)面面積的15%。這種剪力墻的強度特性與整體懸臂墻相似，下部是固定的，而上部是自由的，并且類似于垂直懸臂的施工方式。在建筑物的水平荷載下，整個剪力墻界面的垂直應(yīng)力主要表現(xiàn)出總體線性分布趨勢。彎矩圖位于剪力墻整個橋的高度，通常不會產(chǎn)生彎曲點。

（3）多肢剪力墻。多肢剪力墻與雙肢剪力墻相似，主要是指在整個墻壁中具有一排或多排開口的剪力墻。這種剪力墻的開孔尺寸較大，但應(yīng)力條件與整體小開口剪力墻相似，因此多邊形剪力墻與小開口剪力墻的結(jié)構(gòu)模式和彎矩圖差別不大。分析連接梁對剪力墻肢的約束效果，發(fā)現(xiàn)剪力墻的整個結(jié)構(gòu)被太多的開口損壞，導(dǎo)致剪力墻部分彎曲。如果設(shè)置得太大，則向應(yīng)力分布曲線的一部分會偏離線性分布。

（4）壁式框架剪力墻。這種剪力墻主要用于高層建筑，剪力墻具有大量的開孔和較大的規(guī)格。剪力墻的壁看起來小于孔中的開口。線性剛度分析表明，墻柱和連接梁之間的一般差異不明顯。這種剪力墻的受力分析相對接近框架結(jié)構(gòu)的強度，并且在法向應(yīng)力分布中，壁構(gòu)件通常具有局部彎曲力矩，因此在許多層中，內(nèi)部強壯的四肢似乎彎曲。

3 裝配式建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

（1）標(biāo)準參數(shù)。設(shè)計時需要標(biāo)準參數(shù)設(shè)置。在一般情況下，裝配式建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻設(shè)計必須計算振型數(shù)，以確定系數(shù)的質(zhì)量，以確保設(shè)計可以超過初始設(shè)定值并確保建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計合理性。振型數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的類型來決定，對于高層建筑物，通常高于15。在參數(shù)設(shè)置中，還必須計算分布筋配筋率的垂直分布，通常，應(yīng)根據(jù)實際的配筋比率確定配筋的大小，以減少總體計算結(jié)果的偏差。通過根據(jù)實際配筋比率進行計算，可以輕松更改最終受彎鋼筋的值。最后，在確定標(biāo)準參數(shù)時，有必要確定最小地震剪力數(shù)。從裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實踐的角度分析結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，以確定最小地震安裝系數(shù)，作為達到抗震效果的關(guān)鍵標(biāo)準，最小地震剪力數(shù)還用于測量低強度結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗壓強度，低烈度區(qū)中高層建筑底部最小建立系數(shù)小于設(shè)計要求。

（2）平面結(jié)構(gòu)。裝配式建筑結(jié)構(gòu)中的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計需要良好的平面圖結(jié)構(gòu)布局，在某些操作中要遵守完整性原則，并且應(yīng)該簡單且均勻?qū)ΨQ。在平面結(jié)構(gòu)的布置中，如果建筑結(jié)構(gòu)的長度和寬度較大且具有不規(guī)則的特性，則必須放置合適的溫度伸縮縫以確保結(jié)構(gòu)的合理性。例如，可以根據(jù)周圍的布局原理來操作，以達到增加結(jié)構(gòu)的整體抗扭強度的目的。對于結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心，必須確保結(jié)構(gòu)剛度中心和剪力墻有效重合。這種布置方法可以確保在諸如地震的突然災(zāi)難的情況下將扭力對結(jié)構(gòu)的影響控制在合理范圍內(nèi)。

（3）豎向結(jié)構(gòu)。在正常情況下裝配式建筑結(jié)構(gòu)的垂直剛度受垂直受力構(gòu)件的多次轉(zhuǎn)換因素影響。因此，在剪力墻設(shè)計中，通過適當(dāng)增加剪力墻轉(zhuǎn)換層的垂直結(jié)構(gòu)，可以確保剪力墻的整體穩(wěn)定性。為了進行剛度控制，必須從剪力墻控制變換層的傳力模式開始，這樣從上到下的傳力路徑是一致的，從而避免了水平方向上的多級變換模式并防止了多次變換問題。為空心設(shè)計選擇透射梁的上壁和中柱的位置可以提高剪力墻數(shù)量的有效性。應(yīng)該選擇相同的功率傳輸方法，以確保多步轉(zhuǎn)換穩(wěn)定。豎向抗側(cè)力構(gòu)件布置在轉(zhuǎn)換層的主題結(jié)構(gòu)中，以確保剪力墻的整體結(jié)構(gòu)和性能，從而可以獲得更加穩(wěn)定和牢固的設(shè)計效果。

4 結(jié)束語

根據(jù)發(fā)達國家的建設(shè)經(jīng)驗，裝配式建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效降低建筑物的能耗，是未來建筑物設(shè)計的發(fā)展方向。在裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)明確設(shè)計原理和過程，科學(xué)設(shè)計節(jié)點連接，強化地板等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并在現(xiàn)場加強施工管理。因此，制定了高質(zhì)量的設(shè)計方案，為建筑物的整體質(zhì)量奠定了良好的基礎(chǔ)，從而使高層建筑的可靠性和安全性能夠滿足實際條件的要求。