陳犇時(shí)

懷遠(yuǎn)白乳泉風(fēng)景區(qū)管委會(huì) 安徽 蚌埠 233000

引言

在設(shè)計(jì)建筑墻體時(shí)，要熟練使用剪力墻結(jié)構(gòu)，尤其是在高層建筑的墻體中。建筑剪力開(kāi)展墻體施工時(shí)，會(huì)使用滑膜技術(shù)和模板技術(shù)開(kāi)展工作，從而提升施工效率，優(yōu)化施工質(zhì)量。在澆筑剪力墻時(shí)，人們更加喜愛(ài)大模板技術(shù)，它有著技術(shù)水平高、操作便捷、抗震性和整體性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。剪力墻結(jié)構(gòu)施工情況體現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)的安全性和科學(xué)性，在使用建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要優(yōu)化建筑質(zhì)量，提升施工的效率，因此在建筑設(shè)計(jì)中要重視使用剪力墻結(jié)構(gòu)。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)的相關(guān)闡述

1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)概述

剪力墻結(jié)構(gòu)屬于剪力墻體，通常它使建筑墻體截面高度和厚度存在著適當(dāng)比值范圍，并且是使用鋼筋混凝土取替墻體的一種新型方式。剪力墻的優(yōu)勢(shì)是承重力強(qiáng)、抗側(cè)剛度大和防震性強(qiáng)，它能被廣泛應(yīng)用在高層建筑中。目前高層建筑墻體要把控好剪力墻墻體承受的地震力矩和傾覆力矩，減少剪力墻墻體的傾覆力矩，將其把控在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)特征

剪力墻俗稱抗震墻、擋風(fēng)墻，有著多種結(jié)構(gòu)特征，建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻作用是可以承載建筑負(fù)荷力，將其作為核心。新型建筑結(jié)構(gòu)中的剪力墻結(jié)構(gòu)能夠承載建筑負(fù)荷，并且擔(dān)當(dāng)建筑骨架，在樓板和墻體間構(gòu)建復(fù)合體系，若是使用剪力墻結(jié)構(gòu)則無(wú)法拆除，更無(wú)法被破壞，建筑結(jié)構(gòu)施工費(fèi)用高、施工難度大，目前有待進(jìn)一步完善剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)。

1.3 設(shè)計(jì)剪力墻房屋結(jié)構(gòu)的原則

在設(shè)計(jì)剪力墻房屋時(shí)需要遵守的原則有：第一，延性設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)墻體延性功能時(shí)，要增加材料墻體部位的延展性，在設(shè)計(jì)時(shí)要合理分配構(gòu)件的功能，綜合性分析墻體承載力，從而解決墻體產(chǎn)生坍塌的情況。如果是墻體設(shè)計(jì)底面面積大，則要根據(jù)主體建筑的層高進(jìn)行調(diào)配，保證構(gòu)建墻體結(jié)構(gòu)延性功能，能夠有效控制墻體發(fā)生變形；第二，抗震性設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)抗震性時(shí)，要保證統(tǒng)一框架結(jié)構(gòu)的支架剛度、功能和尺寸。使用測(cè)試辦法探究墻體的應(yīng)力功能和承載功能，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，按照墻體載面情況進(jìn)行測(cè)試，保證材料變形參數(shù)和收縮功能數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)。工作人員需要設(shè)計(jì)規(guī)劃筑體功能，針對(duì)性解決梁的優(yōu)化功能，合理把控墻體的承載性和剪力功能，保證管件材料有著可塑性。分析承載力功能與變形的情況，優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)指標(biāo)；第三，雙向布置原則。在設(shè)計(jì)墻體時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)雙向布置原則，增加軸線的多樣化功能。在規(guī)劃設(shè)計(jì)工作機(jī)制中，要保證構(gòu)件墻體框架的有效性。在布置時(shí)，把控相同軸線材料的抗側(cè)剛度，統(tǒng)一自振周期。在設(shè)計(jì)整體墻面時(shí)，要確保窗口面積低于墻板面積，并且要設(shè)計(jì)上下窗面兒，保證梁體和墻面兒能夠均勻受力。在設(shè)計(jì)抗震時(shí)，也要防止墻體有疊合的情況發(fā)生，使墻體開(kāi)口距離在指定的范圍內(nèi)減小支撐結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性。按照墻體構(gòu)件規(guī)則明確連接墻體的情況，在連接墻體時(shí)，保證不會(huì)有墻體裂縫產(chǎn)生。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)容

剪力墻厚度小，高度和寬度大，因此剪力墻的尺寸也決定著受力形態(tài)與幾何特征。幾何特征相當(dāng)于板，但受力的情況和柱子相同。剪力墻的比值和柱子存在差異，剪力墻結(jié)構(gòu)中的墻屬于平面結(jié)構(gòu)，墻承受著水平剪力和豎向壓力。在風(fēng)載和地震的作用下，剪力墻的剛度和強(qiáng)度值較小，若想符合非彈性變形反復(fù)循環(huán)以及控制結(jié)構(gòu)斷裂、消耗能量的要求，在設(shè)計(jì)剪力時(shí)，要將其設(shè)計(jì)為延性彎曲型。按照剪力墻墻體開(kāi)洞尺寸開(kāi)展工作，因此剪力墻通常分成：

2.1 壁式框架剪力墻

此種剪力墻的洞口尺寸大，墻肢線剛度與連梁線的剛度相近，受力墻變形屬于剪切型，框架結(jié)構(gòu)與受力特征接近，大多數(shù)是在高層建筑中會(huì)有反彎點(diǎn)出現(xiàn)。在樓層中，彎距圖也會(huì)產(chǎn)生突變。

2.2 剪力墻整體小開(kāi)口

剪力墻小開(kāi)口的開(kāi)洞面積大于15%，剪力墻變形多數(shù)是彎曲型墻直高度，反彎點(diǎn)存在彎矩圖的位置產(chǎn)生突變。

2.3 實(shí)體墻

實(shí)體墻尚未開(kāi)動(dòng)或開(kāi)動(dòng)的情況下均屬正常，開(kāi)動(dòng)的面積通常小于超剪力墻墻體面積的15%。實(shí)力墻承受能力強(qiáng)，剪力墻的彎矩圖無(wú)反彎情況出現(xiàn)，也不會(huì)發(fā)生突變。

2.4 多肢行剪力墻和雙肢型剪力墻

多肢行剪力墻或雙肢型剪力墻指的是剪力墻墻體的洞口以列狀排列或者是剪力墻開(kāi)洞的面積大存在，此種剪力墻墻體的彎曲處通常不會(huì)發(fā)生異常情況，產(chǎn)生異常的位置大多數(shù)是在連梁處。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑剪力墻結(jié)構(gòu)要點(diǎn)

某建筑位于商業(yè)區(qū)域，下部三層是商業(yè)區(qū)域，上部十八層是工作區(qū)域，使用部分剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的主體高度大約是70m，工程抗震設(shè)計(jì)為7度，設(shè)計(jì)的地震加速度是0.05g。底部加強(qiáng)框支框架抗震等級(jí)是三級(jí)，剪力墻抗震等級(jí)是四級(jí)，柱混凝土強(qiáng)度和底部強(qiáng)等級(jí)是c40。

3.1 科學(xué)合理的規(guī)劃墻面

工作人員在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，工作重點(diǎn)是抗側(cè)力構(gòu)件和軸方向，從抗震角度看，剪力墻抗震強(qiáng)度會(huì)使墻體的剛韌性受到影響，若是抗震強(qiáng)度大，則墻體的剛韌性會(huì)降低，設(shè)計(jì)人員要科學(xué)合理的設(shè)計(jì)墻土抗震強(qiáng)度和鋼韌性，確保其維持在合理范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)人員在規(guī)劃設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要考慮施工的材料，把控施工成本的預(yù)算。在設(shè)計(jì)房屋質(zhì)量時(shí)，要節(jié)省施工管理的費(fèi)用，合理把控安全防范措施，確保全方位的設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)，使其滿足合理性與科學(xué)性的需求。剪力墻結(jié)構(gòu)中會(huì)使用較多的鋼筋，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員也要考慮合理設(shè)置配筋的情況，對(duì)配置最小值有著明確的規(guī)定，能夠?qū)⑺胶拓Q向的鋼筋在墻體外側(cè)、內(nèi)側(cè)分別設(shè)置。在選擇鋼筋網(wǎng)片時(shí)，要優(yōu)化鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)與直徑，從而減少結(jié)構(gòu)的配筋量，保證能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約材料的目的。

3.2 合理布置平面和結(jié)構(gòu)

第一，平面布置。在設(shè)計(jì)剪力墻時(shí)需要開(kāi)展平面布置工作，如果是平面控制工作不達(dá)標(biāo)，則會(huì)使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)則受到影響，進(jìn)而無(wú)法合理地分布剪力墻結(jié)構(gòu)的承載力和剛度，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體短，效率差。局部的墻體有彎曲情況出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)方案開(kāi)展相關(guān)設(shè)計(jì)工作，實(shí)施剪力墻布置，保證平面設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)合理。把控平面布局時(shí)期在指定的范圍內(nèi)，有效連接外墻體和內(nèi)墻體，同時(shí)解體的墻面也要有著規(guī)律性。布置結(jié)構(gòu)在建筑的四角橫向與電梯周圍需要設(shè)置剪力墻，寬度大約在300mm左右。在墻角會(huì)設(shè)置扶壁柱，縱向與橫向的外墻間要設(shè)置壁柱和剪力墻，從而和墻肢的剪力墻構(gòu)建成外框筒墻，其厚度大約是200mm。門(mén)窗洞口位置上下相同，避免由于布置問(wèn)題而減弱剪力墻承載力，使受力不勻產(chǎn)生變形。剪力墻在垂直方向不間斷布置，防止剛度發(fā)生改變，同時(shí)剪力墻也要有著規(guī)則性，在數(shù)值上保證均勻適中的剛度。當(dāng)裝機(jī)完成施工后，要開(kāi)展基坑回填土，并且壓實(shí)系數(shù)要低于0.95。地下室地面也要設(shè)置混凝土地面，商業(yè)區(qū)域和工作區(qū)域的轉(zhuǎn)換層要明確受力和傳力轉(zhuǎn)換構(gòu)件，使用雙層雙向配筋增加轉(zhuǎn)換層的整體性。建筑在各方向最小配筋率要大于0.25%。

3.3 剪力墻開(kāi)洞處理和大墻肢處理

為了實(shí)現(xiàn)建筑功能的要求，需要實(shí)施剪力墻開(kāi)洞措施（如圖1所示），例如在電梯井的位置需要將電梯口通道預(yù)留出來(lái)，從而實(shí)施剪力墻開(kāi)洞措施。為了讓結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度能夠均勻受力，減少扭轉(zhuǎn)結(jié)果，需要在剪力墻上開(kāi)展開(kāi)動(dòng)處理，剪力墻開(kāi)洞能夠減小剛度，保證整體結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度更完整且均勻，從而調(diào)整結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度，中心位置墻長(zhǎng)需要超出8m的剪力墻，單片墻的剛度大，會(huì)增加地震的作用，在地震時(shí)發(fā)揮失誤作用，使其他墻肢承擔(dān)地震作用。為保證結(jié)構(gòu)安全，需要開(kāi)動(dòng)處理超長(zhǎng)墻肢，使墻之間能夠有著適當(dāng)?shù)倪B鑄。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要保證剪力墻結(jié)構(gòu)的延性。若是其高度大于3，則延性高，容易彎曲，能夠破壞脆性。如果剪力墻長(zhǎng)度大，強(qiáng)度寬大于三，則長(zhǎng)墻上可分割均勻的獨(dú)立墻段，減少受彎裂縫出現(xiàn)概率，提升墻體配筋支撐性[1]。

圖1 剪力墻開(kāi)洞

3.4 明確墻體位置處理邊緣構(gòu)件

工作人員要按照剪力墻的核心設(shè)置墻體位置，按照設(shè)計(jì)規(guī)則開(kāi)展實(shí)驗(yàn)測(cè)試，保證剪力墻結(jié)構(gòu)能夠增加材料的剛性。工作人員要根據(jù)要求規(guī)劃設(shè)計(jì)縱向墻體，實(shí)施控制措施進(jìn)行簡(jiǎn)化操作。使用信息化分析技術(shù)定位剪力墻的位置，綜合設(shè)計(jì)墻體的功能，保證墻體剛度滿足剪力墻承載的需求[2]。在處理邊緣構(gòu)件時(shí)（如圖2所示），要按照剪力墻邊緣構(gòu)件情況開(kāi)展測(cè)試工作，從而鞏固控制墻體承載力。工作人員要分析邊緣構(gòu)件應(yīng)用的材料種類，使用比例測(cè)試法探究邊緣構(gòu)件的契合性，從而增加屬性結(jié)構(gòu)的邊緣，構(gòu)建功能功能分為兩種，即結(jié)構(gòu)構(gòu)造性和約束性構(gòu)建結(jié)構(gòu)，兩者均能夠進(jìn)行檢測(cè)，從而開(kāi)展綜合設(shè)計(jì)，鞏固墻面的功能[3]。

圖2 處理邊緣構(gòu)件

3.5 剪力墻連梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和剪力墻肢類型

剪力墻連梁結(jié)構(gòu)和截面大小、結(jié)構(gòu)高度間是由多種因素影響，若是設(shè)計(jì)產(chǎn)生失誤或者不合理，則會(huì)讓剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受到影響。因此設(shè)計(jì)剪力墻連梁結(jié)構(gòu)時(shí)，需要設(shè)計(jì)師根據(jù)規(guī)定折減剪力墻連梁結(jié)構(gòu)剛度，也可適當(dāng)添加剪力墻結(jié)構(gòu)跨度。適當(dāng)減少剛度，降低結(jié)構(gòu)剛度。設(shè)計(jì)師也要加強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)厚度，擴(kuò)大連梁截面寬度，確保剪力墻連梁結(jié)構(gòu)的作用充分發(fā)展，提升抗震力。剪力墻要按照墻面開(kāi)口大小劃分成壁式框架、整面剪力墻等。高層建筑偏愛(ài)剪力墻結(jié)構(gòu)，特別是大建筑，因此要設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)為雙向，形成新建設(shè)結(jié)構(gòu)。剪力墻雙向墻體剛度值接近，確保墻面的受力均勻，實(shí)施有效的方式把控剪力墻剛心，增加剪力墻承載性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員使用剪力墻結(jié)構(gòu)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，要合理引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，選擇剪力墻種類，增加設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的合理性和有效性，提升設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益，保證建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，從而為后續(xù)探究提供參考。