高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化探究

王永超

(哈爾濱宇洋建筑設(shè)計(jì)有限公司，哈爾濱 150001)

一直以來剪力墻結(jié)構(gòu)在住宅、公寓以及旅館等應(yīng)用廣泛，具有剛度大、整體性好的優(yōu)點(diǎn)。剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下位移小，豎向承重構(gòu)件主要由鋼筋混凝土墻體來承擔(dān)，具有很強(qiáng)的抵抗風(fēng)和地震作用傳來的水平力(剪力)的能力，因此有更好的抗側(cè)力能力，可用于建造層數(shù)較多的建筑。

一、我國高層建筑剪力墻存在的問題分析

由于剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度較大，使得其結(jié)構(gòu)自振周期變短，引起較大地震反應(yīng);從而上部結(jié)構(gòu)配筋相應(yīng)增加，這增加了造價(jià);而且鋼筋混凝土墻體較多，使得建筑物自重增加，增加了基礎(chǔ)的費(fèi)用。上部墻體均為雙層雙向配筋，增加了鋼筋用量;墻體間距的限制，空間靈活性較差;墻肢較長，墻肢軸壓力很小，無法充分發(fā)揮墻肢的承載能力。所以設(shè)計(jì)中應(yīng)該合理布置墻肢，減少或避免上述問題的產(chǎn)生。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1.剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好。在高層住宅中，開間均較小，分隔墻較多，合理布置剪力墻是關(guān)鍵。另外，剪力墻外觀整齊，沒有露梁、露柱現(xiàn)象，便于室內(nèi)布置，因此在高層住宅中常采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題:剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度大，結(jié)構(gòu)周期短，地震響應(yīng)大;剪力墻結(jié)構(gòu)墻體越多，建筑物的重量越大，地震反應(yīng)也大，會(huì)造成浪費(fèi);另外，剪力墻結(jié)構(gòu)墻體多為構(gòu)造配筋，如果配筋率太低，則結(jié)構(gòu)延性差。

3.結(jié)構(gòu)位移控制最大層間位移角(應(yīng)≤1/1000)、最大水平位移與層平均位移的比值(不宜大于1.2，不應(yīng)大于1.5)及最大層間位移與平均層間位移的比值(不宜大于1.2，不應(yīng)大于1.5)。結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震作用下的位移均能很好地滿足規(guī)范限值。

三、設(shè)計(jì)剪力墻過程中需要注意的問題

1.軟件運(yùn)用問題

高層建筑的剪力墻不免要用到計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，在運(yùn)用相關(guān)軟件的同時(shí)要根據(jù)具體的情況來設(shè)置模型。工作人員要能夠調(diào)整軟件中的各項(xiàng)參數(shù)，以此來反映實(shí)際的施工情況，要最大限度地使軟件所計(jì)算出的結(jié)果與實(shí)際的模型相統(tǒng)一。設(shè)計(jì)剪力墻的工作人員還要了解軟件中各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)際意義，只有這樣才能夠合理地設(shè)置參數(shù)。另外，實(shí)際的工程施工不能夠完全依賴計(jì)算機(jī)計(jì)算出的結(jié)果，也不能夠因?yàn)橛?jì)算出的結(jié)果中某一部分出現(xiàn)了問題就把全部的結(jié)果認(rèn)為是錯(cuò)誤的，要在軟件的實(shí)際應(yīng)用中找到其產(chǎn)生誤差的原因，逐步積累經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，這樣才能使高層建筑的剪力墻設(shè)計(jì)更加安全、合理。

2.結(jié)構(gòu)細(xì)部的構(gòu)造措施

雖然高層建筑的剪力墻具有很好的抗側(cè)力性能，但是地震的運(yùn)動(dòng)存在很大的不確定因素，我們要有意識(shí)地設(shè)計(jì)剪力墻，以提高其總體的抗震性能，特別是對(duì)控制的薄弱層采取有效的措施，使其不會(huì)因?yàn)榈卣鸲斐蓳p害。在強(qiáng)大的地震力的作用下，高層建筑的剪力墻很可能發(fā)生整體的彎曲變形，尤其是底部外圍的小墻肢很可能因其橫截面積過小和強(qiáng)大的扭轉(zhuǎn)力作用而發(fā)生嚴(yán)重的損壞，對(duì)原有的翹曲變形造成更大的影響，建筑平面的外緣會(huì)出現(xiàn)一字型的裂縫，然后是角點(diǎn)處的墻肢，其破壞也是最為嚴(yán)重的。所以，我們一定要采取有效的手段來提高剪力墻的抗震能力。

四、施工中應(yīng)注意的問題

在實(shí)際的剪力墻施工過程中，要注意到輕質(zhì)的隔墻材質(zhì)與混凝土墻肢的材質(zhì)是不同的，如果不能夠運(yùn)用合理的處理措施就會(huì)導(dǎo)致住宅的裝修產(chǎn)生裂紋，甚至?xí)谟脩羰褂玫倪^程中造成更嚴(yán)重的墻體裂縫。如果出現(xiàn)墻體模板之間沒有相互聯(lián)通的情況就可能導(dǎo)致混凝土澆筑過程中出現(xiàn)移位，經(jīng)過長時(shí)間的風(fēng)吹雨淋可能出現(xiàn)更加嚴(yán)重的后果，所以一定要做好模板檢驗(yàn)和支撐檢驗(yàn)工作。另外，就是電路管線的核查問題，在施工接近尾聲的時(shí)候更不能掉以輕心，尤其是電路管線的安裝與核查，因?yàn)殡娐饭芫€位于填充墻和混凝土墻肢之間的預(yù)留位置，如果安裝不到位很容易造成電路管線的偏移，給住戶的使用帶來很大的安全隱患。

綜上所述，研究指出了我國高層建筑中剪力墻的設(shè)計(jì)中存在的問題，并就如何設(shè)計(jì)剪力墻提出了幾點(diǎn)建議，希望我國建筑工程的施工人員能夠建造堅(jiān)固的房屋，使建筑事業(yè)得到更好的發(fā)展。