胡朝峰

摘要：對(duì)于從事高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程師來(lái)說(shuō)，只有了解剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和技術(shù)，才能充分了解其要點(diǎn)。 并通過(guò)吸收在設(shè)計(jì)現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)方面的成功經(jīng)驗(yàn)，考慮經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)合理性和結(jié)構(gòu)抗震安全性等諸多因素，與建筑師和設(shè)計(jì)師合作，設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)、更合理的高層結(jié)構(gòu)體系。

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

近年來(lái)，建筑技術(shù)突飛猛進(jìn)，新型建筑結(jié)構(gòu)也不斷創(chuàng)新。 在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用效果更加明顯，剪力墻的應(yīng)用更加突出。 在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)考慮剪力墻應(yīng)用的利弊。

一、建筑剪力墻布置

1.建筑剪力墻布置原則

建筑物剪力墻的高度和寬度通常比較大和薄，墻體的受力水平剪力、彎矩和豎向壓力的影響。建筑物的剪力墻必須能夠承受地震和風(fēng)的切割，因此結(jié)構(gòu)必須滿足非彈性變形和防止脆性剪切破壞，剪力墻的設(shè)計(jì)類型盡可能采用延性彎曲型。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)類別

墻的受力特性和受力分布的加固和施工。整體墻包括山墻、魚(yú)骨結(jié)構(gòu)雕塑墻和小鏤空墻;連接墻是由梁連接的剪力墻。

3.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算是校核剪力墻豎向截面的承載力和剪力墻傾斜截面的剪力。在校核計(jì)算時(shí)，需要對(duì)剪力墻的整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。根據(jù)剪力墻的水平力和垂直力得到剪力墻的浮力。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)的基本定義

剪力墻也稱為抗震墻結(jié)構(gòu)或墻體。 高層建筑對(duì)墻體的主要承重或地震作用不宜采用剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)與管壁（或剪力墻）可形成剪力墻結(jié)構(gòu)。 模態(tài)受地震影響，傾覆力矩小于總地震傾覆力矩的50%。 當(dāng)墻體較低時(shí)，第一地震矩模態(tài)小于地震總地震矩的15%～40%，可用作一般剪力墻結(jié)構(gòu)。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

1.平面結(jié)構(gòu)的布置

經(jīng)過(guò)研究結(jié)果分析，由于各種建筑結(jié)構(gòu)布置的不對(duì)稱，剪力墻的結(jié)構(gòu)布置也必須經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)試算。除剪力核心筒外，其余最大剪力墻體的布置分散、均勻;且盡量沿墻體周邊方向布置，以利于增強(qiáng)建筑抗震耐扭控制效果，查閱質(zhì)量計(jì)算分析結(jié)果，扭轉(zhuǎn)速度為主的第一白振滾動(dòng)周期與平以滾動(dòng)扭轉(zhuǎn)為主的第二白振滾動(dòng)周期比值之比為0.75，各層最大剪力水平滾動(dòng)位移與剪力層間水平位移量的比值不應(yīng)得大于1.4，均不能滿足建筑平面布置及抗震控制層抗扭的基本要求，在一些建筑平面不規(guī)則的大型高層建筑中，重心和墻體結(jié)構(gòu)的剛度與重心的剛度重疊，重心橫向位移過(guò)大，墻體大發(fā)生大地震時(shí)橫向，如果施加扭轉(zhuǎn)或外力，會(huì)受到很大的影響，但破壞是嚴(yán)重的，所以在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，使這兩個(gè)剛度中心不匹配。

2.豎向結(jié)構(gòu)的布置

由于承受豎向力的構(gòu)件的過(guò)渡容易引起高層建筑豎向剛度的急劇變化，因此在發(fā)生地震時(shí)會(huì)成為抗震的薄弱環(huán)節(jié)。在垂直結(jié)構(gòu)布置中，樓層的人體空間必須有足夠的剛度。延展性和強(qiáng)度一般在以下幾個(gè)方面加強(qiáng)和改進(jìn)：力傳遞過(guò)程中，變形層的變形構(gòu)件應(yīng)簡(jiǎn)單直接，盡量避免變形輔助梁和水平多級(jí)變形施加于墻體變形梁和中間柱的豎向荷載與其他柱子相比，最好不要設(shè)計(jì)門(mén)洞;在過(guò)渡樓板的下部，加強(qiáng)剪力墻和框架柱的剛度。

四、建筑大面超長(zhǎng)剪力墻結(jié)構(gòu)處理

目前，很多大型建筑中用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土上的超剪力墻主體結(jié)構(gòu)的建筑伸縮口裂縫都已經(jīng)超過(guò)了設(shè)計(jì)規(guī)范化的設(shè)置，在超長(zhǎng)力墻結(jié)構(gòu)的使用情況下，設(shè)計(jì)師自己設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)伸縮口裂縫越來(lái)越大，這是一個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題，如果遇到超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，最好安裝溫度膨脹節(jié)，并盡可能在規(guī)范的設(shè)定范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這是因?yàn)?.剪力墻結(jié)構(gòu)太長(zhǎng)，在溫度變化大時(shí)，混凝土剪力墻收縮，剪力墻容易變形。2.建筑物的剪力墻體量巨大，受結(jié)構(gòu)變形和裂縫影響的因素很多，如果過(guò)長(zhǎng)，需要安裝溫度膨脹縫，防止大面積變形。3.隨著施工所用混凝土的收縮，剪力墻結(jié)構(gòu)過(guò)長(zhǎng)引起裂縫的因素也隨之減少。4.隨著建筑泵送混凝土，水泥用量增加，剪力墻結(jié)構(gòu)收縮增大，開(kāi)裂的必然性加劇。

五、建筑的剪力墻的抗震設(shè)計(jì)

1.控制結(jié)構(gòu)上的水平位移

首先我們應(yīng)該使建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部水平平均位移能夠滿足《建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》文件中的一條有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部水平的平均位移的最小限值的有關(guān)規(guī)定。

2.控制地震力

在一些地震時(shí)的物理計(jì)算系數(shù)值比較小的實(shí)際情況下，有時(shí)候 建筑也還是會(huì)可能出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的主體頂點(diǎn)底部位移剪力滿足要求的一些物理假象，所以，只有底部的位移剪力在合理的系數(shù)要求的測(cè)量范圍內(nèi)，對(duì)頂點(diǎn)位移和底部?jī)?nèi)力以及底部配筋的使用情況及時(shí)做一些檢查才會(huì)具有重要意義，規(guī)范的方法規(guī)定底部剪力墻的位置結(jié)構(gòu)的底部的位移剪力要在系數(shù)的要求范圍內(nèi)就可以有效防止底部剪力過(guò)小。

六、設(shè)計(jì)剪力墻過(guò)程中需要注意的問(wèn)題

1.軟件運(yùn)用問(wèn)題

設(shè)計(jì)剪力墻的工作人員也需要了解軟件各個(gè)參數(shù)的實(shí)際含義。 只有這樣才能合理設(shè)置參數(shù)。 此外，實(shí)際項(xiàng)目的建設(shè)不能完全依賴于計(jì)算機(jī)計(jì)算的結(jié)果。 不能因?yàn)椴糠钟?jì)算結(jié)果有問(wèn)題就認(rèn)為所有結(jié)果都是錯(cuò)誤的，需要在實(shí)際軟件應(yīng)用中找出錯(cuò)誤原因，逐步積累經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，使結(jié)構(gòu)受力墻設(shè)計(jì)更安全、更合理。

2.結(jié)構(gòu)細(xì)部的構(gòu)造措施

雖然這類建筑的墻體剪力墻需要具有很好的運(yùn)動(dòng)抗震和側(cè)力控制性能，但是由于地震的總體運(yùn)動(dòng)過(guò)程存在很大的不確定性因素，我們就需要通過(guò)重新設(shè)計(jì)建筑剪力墻，以不斷提高其建筑總體的運(yùn)動(dòng)抗震控制性能，特別是對(duì)地震控制的薄弱層要采取有效的抗震措施，使其墻體不會(huì)因?yàn)榘l(fā)生地震而造成重大損害。在這種強(qiáng)大的底部地震剪應(yīng)力的相互作用下，建筑的底部剪力墻很是有可能就會(huì)發(fā)生一個(gè)整體的彎曲或者變形，尤其這就是底部外圍的小剪力墻肢很是有可能因其橫截面積過(guò)小和強(qiáng)大的底部扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力相互作用而使其發(fā)生嚴(yán)重的變形損壞，對(duì)建筑原有的底部翹曲墻體變形也會(huì)造成更大的地震能量影響，建筑的水平面的底部外緣可能會(huì)逐漸出現(xiàn)一字型的弧形裂縫，然后這就是在對(duì)角點(diǎn)中心處的剪力墻肢，其中的破壞也是最為嚴(yán)重的。所以，我們一定必須要不斷采取有效的技術(shù)手段措施來(lái)不斷提高建筑剪力墻的墻體抗震沖擊能力。

結(jié)束語(yǔ)

框架支撐剪力墻已廣泛應(yīng)用于商業(yè)建筑，取得了前所未有的科學(xué)高度和技術(shù)成就，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜的抗震力學(xué)性能給建筑抗震力學(xué)性能研究留下了很大的技術(shù)提升發(fā)展空間。在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)和施工時(shí)，嚴(yán)格按照本文提到的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，特別是抗震結(jié)構(gòu)的要求，適當(dāng)提高轉(zhuǎn)換層附近的結(jié)構(gòu)水平要求，提高整體抗震能力，使剪力墻結(jié)構(gòu)可以更好地用于高層建筑。

參考文獻(xiàn)

[1]鮑小娟.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2020，（2）.190.

[2]王焱.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].城鎮(zhèn)建設(shè)，2020，（3）.327.