如何加強剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

摘要：隨著我國房地產(chǎn)事業(yè)的進一步發(fā)展，對于建筑空間的要求更加嚴格，高層建筑也就日益增多。而剪力墻結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)剛度大、整體性好等優(yōu)勢，自然而然的在高層建筑中得到了普遍的應用。盡管剪力墻結(jié)構(gòu)在實際應用已經(jīng)相當?shù)膹V泛，但是其還是存在一些需要解決和避免的問題，這些問題往往會對建筑的一些功能產(chǎn)生較大的影響。本文主要通過研究分析剪力墻結(jié)構(gòu)的特點，以及其在實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的不足和缺陷，最后探討如何加強剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體措施，以優(yōu)化高層建筑中剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并為類似工程的建設(shè)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高層建筑、剪力墻、結(jié)構(gòu)設(shè)計、加強

在當前，在我國的高層建筑中一般都是采用剪力墻墻體，這主要是依賴于其剛度大、整體性好的優(yōu)點，成為住宅、公寓以及旅館等高層建筑的首選設(shè)計結(jié)構(gòu)。除了上述優(yōu)勢外，剪力墻結(jié)構(gòu)還具有水平力作用產(chǎn)生的位移小，鋼筋混凝土墻體承擔了主要的豎向荷載，能夠很好地抵抗風和地震作用傳來的剪力，抗側(cè)力能力強，適用于層數(shù)較多的高層建筑。

1.研究意義

隨著我國的高層建筑的發(fā)展日益精細化，在其中科技的發(fā)展和應用越來越多，建筑表現(xiàn)出更多的個性化和創(chuàng)新化，對技術(shù)的綜合應用不斷加強，但這所提到的一切必須依靠于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。而對于高層建筑，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計是我們需要探究分析的重點，只有通過不斷加強剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，才能不斷提高建筑的安全穩(wěn)定性以及經(jīng)濟適用性。另外，加強剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計還可以實現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，滿足開發(fā)者的個性化要求。

2.高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)體系

2.1剪力墻結(jié)構(gòu)的定義

剪力墻是房屋或構(gòu)筑物中，主要用以承受風荷載或地震作用引起的水平剪力的鋼筋混凝土墻體。剪力墻一般會設(shè)置一些門窗洞口來滿足建筑物使用功能的需求，而根據(jù)這些洞口的有無、大小、和位置等，一般剪力墻可劃分為以下幾類：整截面墻、整體小開口墻、聯(lián)肢墻、壁式框架以及錯洞墻和疊合錯洞墻。而剪力墻結(jié)構(gòu)主要是指以建筑物的外墻和永久性內(nèi)隔墻作為鋼筋混凝土承重墻的主要結(jié)構(gòu)。一般情況下，剪力墻的寬度和高度與房屋的寬度和高度相同，厚度不等（大致在160毫米到500毫米之間）。另外，剪力墻不僅可以承受豎向荷載，而且還可以承受平行于墻體平面的水平力，并且提供較大抗側(cè)力剛度，這是與只承擔結(jié)構(gòu)豎向荷載的受力墻 最大的區(qū)別所在。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題分析

2.2.1剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)的布局問題

由于高層建筑中的住宅設(shè)計往往會遇到間距不足和分隔墻多的問題，這就對剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計布置提出了更高的要求。由于剪力墻結(jié)構(gòu)墻體多，使得建筑物的自重增大，受到地震的影響較大，造成建筑資源的浪費。除此之外，剪力墻結(jié)構(gòu)墻體多為構(gòu)造配筋，如果配筋率太低，又會導致剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)延性差。剪力墻結(jié)構(gòu)的布局問題很大程度上影響了建筑物使用功能的完善以及建筑物的有效利用空間。

2.2.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中最大層間位移角的控制問題

由于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計往往會受到實際的施工質(zhì)量的影響，也就使得最大層間位移角（最水平位移與層平均位移的比值）的控制往往比較難以實現(xiàn)。必須使其滿足建筑規(guī)范的需要，一般情況下不宜大于1.2，使得建構(gòu)在風荷載和地震作用下的位均能很好地滿足規(guī)范限值。

2.2.3各細部構(gòu)件強度穩(wěn)定性不足

由于在實際的施工過程中會造成一些與設(shè)計上的偏差，使得建筑物的力學性能發(fā)生一定的變化，也就一定程度上影響了各細部構(gòu)件強度和穩(wěn)定性，需要對其采取一定的加固措施，以保證建筑物主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。特別需要指出的是連梁的設(shè)計問題，剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁有較大的作用，除了起到連接墻肢的作用，還對所連接的墻肢起到一定的約束作用。連肢墻的脆性破壞可以劃分為兩種情況：一種是脆性破壞發(fā)生于墻肢；另一種情況是連梁發(fā)生剪切破壞，導致連肢墻各墻肢喪失連梁對墻肢的約束作用。

3.如何加強高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

上文分析了高層建筑在其剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的不足和缺陷，為了實現(xiàn)加強高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的，我們這對這些不足提出了以下措施：

3.1優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的剪力墻布置方案

通過合理的剪力墻布置，可以優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得其滿足規(guī)范的需求。對于一般剪力墻布置來說，主要是沿主軸方向進行布置，而對于巨型、L 形、T 形等建筑平面，則往往會采用沿兩個軸線方向布置方式。一般在剪力墻的實際布置中，應該嚴禁出現(xiàn)單向剪力墻的情況，不僅如此，還應該通過拉通對直方式保證內(nèi)外剪力墻布置的穩(wěn)定性。此外，我們還需要指出的是，在剪力墻的布置過程中，不能只追求數(shù)量，而應該進行對剪力墻數(shù)合理有效的控制的基礎(chǔ)上，保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心的重合，以免建筑物得受到較大的扭矩，如此種種，都是建立在合理充分掌握剪力墻布置間距的基礎(chǔ)上。另外對于剪力墻上難以避免的洞口，應盡量布置應當上下對齊，保證三個以上的洞口不交接于同一個十字交叉墻附近，上述合理的方案布置都可以對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的加固，產(chǎn)生積極地影響。

3.2剪力墻結(jié)構(gòu)的各類細部構(gòu)件設(shè)置的合理性

盡管高層建筑的剪力墻抗側(cè)力性能比較突出，但是在巨大的地震威力下，還是要求我們更加注重剪力墻的穩(wěn)固設(shè)計，以提高其總體的抗震性能，特別是對控制的薄弱層采取有效的措施，使其不會因為地震而造成損害。我們一定要采取有效的手段來加固剪力墻的穩(wěn)定性和剛度。細部的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計應采取的加固措施如下：其一是在進行剪力墻的鋼筋布置時，盡可能的將水平鋼筋放在外側(cè)，并且在墻體鋼筋網(wǎng)之間設(shè)足夠數(shù)量和規(guī)格的拉筋；其二是連梁應沿整個梁高設(shè)置側(cè)面縱筋，一般還應該保證連梁腰筋沿墻體水平筋拉通；其三是樓板內(nèi)設(shè)備預埋管上方無板上部鋼筋時 ，可以沿預埋管走向，布設(shè)板面附加鋼筋網(wǎng)帶。

3.3利用新興的計算機軟件技術(shù)加強剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著計算機技術(shù)的日益普及，高層建筑的剪力墻設(shè)計難免也會采用計算機進行輔助設(shè)計，通過計算機軟件技術(shù)，建立符合實際工程現(xiàn)狀的建筑模型。建筑設(shè)計人員可以通過對軟件的合理運用，對所建模型進行參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化，滿足實際工程建設(shè)需要，最大限度地使軟件所計算出的結(jié)果與實際的模型相統(tǒng)一。在實際的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，工作人員需要系統(tǒng)的分析軟件中各項參數(shù)的實際意義，保證參數(shù)設(shè)置的合理性。但需要指出的是，整體的建構(gòu)設(shè)計不能全部依賴于計算機軟件，還是應該結(jié)合具體的工程實際，找出誤差和不足，積累利用計算機軟件設(shè)計的經(jīng)驗和教訓，使高層建筑的剪力墻設(shè)計更加合理安全。

結(jié)束語

隨著科學技術(shù)發(fā)展的日新月異，必將會很大程度上繼續(xù)影響高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，這就需要建筑設(shè)計者們不斷加強結(jié)構(gòu)設(shè)計技能的提升，優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，在滿足建筑物安全穩(wěn)定性需要的同時，最大化其市場經(jīng)濟效益。本文主要探究分析了我國當前高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題和不足，并針對這些不足提出了一些加強剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的建議，為今后高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了一定的參考依據(jù)。

參考文獻

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作者簡介

孔偉偉（1986.02），女，河南新鄉(xiāng)市人，河南黃淮學院建筑設(shè)計有限公司，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員。

梁建軍（1988.05），男，河南駐馬店人 身份證號：4128231988 05122412