剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

馬源

【摘要】隨著經(jīng)濟、社會以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑行業(yè)作為帶動經(jīng)濟發(fā)展的主要行業(yè)建筑行業(yè)的發(fā)展越來越重要。由于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計擁有較強的抗震性，剛度大，能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和質(zhì)量等優(yōu)點，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計越來越被人們所接受，剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用也越來越普遍。本文將針對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進行探討。

【關(guān)鍵詞】剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們越來越追求高質(zhì)量的生活，對于居住住房的要求也越來越高。為滿足消費者的需求，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用越來越普遍。而剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)點也越來越凸顯，消費者和建筑企業(yè)越來越重視剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計。建筑企業(yè)看好其較好的抗震性，較大的剛度等優(yōu)點，為提高建筑的質(zhì)量，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，紛紛采取剪力墻結(jié)構(gòu)。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計概述

1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常說的結(jié)構(gòu)墻、抗風(fēng)墻以及結(jié)構(gòu)墻的另一稱謂就是剪力墻。剪力墻是一種主要承受風(fēng)或地震引起的水平或豎向荷載，提高建筑物穩(wěn)定性以及牢固程度的墻體。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計主要目的是利用其較高的抗震性，較大的剛度等優(yōu)點提高建筑的堅固程度，避免建筑因風(fēng)或地震遭到損毀。一般情況下，剪力墻是一種長和高均設(shè)計的較大，但是寬度較小的由鋼筋混凝土制造的墻體。而由于剪力墻結(jié)構(gòu)的種種優(yōu)點，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用的越來越多、越來越普遍。建筑企業(yè)為滿足消費者提高建筑質(zhì)量和生活水平的需求，通過剪力墻結(jié)構(gòu)提高建筑的抗風(fēng)、抗震性，提高建筑的質(zhì)量，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，使用剪力墻結(jié)構(gòu)代替原本的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的梁柱。相較于原本建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的梁柱，剪力墻結(jié)構(gòu)雖然與其擁有相似的受力狀態(tài)，但是剪力墻結(jié)構(gòu)更能增加建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少墻體承受的荷載，從而提高建筑的質(zhì)量和安全性，增加消費者購買使用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的建筑的信心，進一步為國家的經(jīng)濟發(fā)展和社會主義現(xiàn)代化建設(shè)貢獻自己的一份力量。

1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)分類

剪力墻由于不同的分類方式有不同的種類。根據(jù)剪力墻是否開洞以及開洞的大小，可以將剪力墻分為四種--實體墻、整體小開口剪力墻、多肢剪力墻以及壁式框架剪力墻。除實體墻并不在墻體上開洞外，整體小開口剪力墻、多肢剪力墻以及壁式框架剪力墻，這三種類型的剪力墻均開洞，而這三種開洞的剪力墻則會再進一步根據(jù)開洞的大小進行分類。實體墻指的是不開洞或者開洞面積小于15%的剪力墻。實體墻是不會產(chǎn)生反彎，沒有彎點，能夠承受較大荷載，以曲型為主要的變形類型的剪力墻。整體小開口剪力墻是開洞面積占剪力墻整體面積大于15%，以彎曲型為主要變形類型，同實體墻相同的不會產(chǎn)生反彎但是有一定幾率發(fā)生突變的剪力墻。多肢剪力墻主要指墻體開洞面積很大或者開洞成列狀分布，與整體小開口剪力墻有一定相似性的剪力墻。壁式框架剪力墻主要指墻體開洞面積較大而且與框架結(jié)構(gòu)有一定相似性，受其影響在剛度大小上墻肢線與連梁線一致或相似程度較高，有一定出現(xiàn)反彎點幾率的剪力墻。我們要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，并在建造建筑物的過程中根據(jù)實際情況進一步優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，提高建筑質(zhì)量。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

2.1 樓層間最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該遵循樓層之間剪力系數(shù)達到最小的原則。建筑企業(yè)為了減少因房屋自身重量過大致使房屋的抗震性減弱以及當(dāng)?shù)卣饋砼R時造成嚴(yán)重的傷亡事故等原因，建筑企業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時要在短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的比例小于40%的前提下，將樓層間剪力系數(shù)調(diào)整到最小，適當(dāng)減少剪力墻的數(shù)量。并在此基礎(chǔ)上，大開間剪力墻，從而增加剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，進一步降低工程所需費用，節(jié)約工程成本，在建筑物符合安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下增加消費者和建筑企業(yè)的利益。

2.2 樓層間最大位移與層高之比原則

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該遵循樓層之間最大位移與樓層高之比的原則，時刻關(guān)注樓層之間最大位移與樓層高之比，根據(jù)實際情況進行調(diào)整。與普通建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不同的是，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該重點關(guān)注樓層間的扭轉(zhuǎn)變形和剪切變形。豎向構(gòu)件的數(shù)量能夠進行樓層間扭轉(zhuǎn)變形的控制，建筑企業(yè)為了避免剪力墻數(shù)量過多，建筑樓層之間發(fā)生較大程度的扭轉(zhuǎn)變形，無法滿足建筑樓層間位移，建筑企業(yè)應(yīng)該重視樓層之間的最大位移和樓層高之比的調(diào)整原則，時時進行監(jiān)測，減少扭轉(zhuǎn)變形，提高建筑物的安全系數(shù)，提高建筑物的堅固程度。

2.3 剪力墻結(jié)構(gòu)連梁超限的調(diào)整原則

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該遵循剪力墻結(jié)構(gòu)連梁超限的調(diào)整原則，確保剪力墻的跨高比大于2.5。一旦剪力墻的跨高比小于2.5就會造成剪力和彎矩超過限額，降低建筑物的安全系數(shù)。但是當(dāng)剪力墻設(shè)計中剪力墻的跨高比太大也會造成危害，比如剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常變化等，一旦剪力墻的跨高比達到5-6時，也同樣會造成剪力和彎矩超過限額。所以為了保證建筑物的安全系數(shù)和堅固程度，提高建筑物的質(zhì)量和建造建筑物的效率，控制建筑的成本，必須在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時避免剪力墻結(jié)構(gòu)連梁超限，遵照剪力墻結(jié)構(gòu)連梁超限的調(diào)整原則。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用并優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該注意以下幾點。

第一，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在有著較強抗震性、抗風(fēng)性，剛度較大的同時也存在著一定的缺陷和不足，比如剪力墻結(jié)構(gòu)有一定的幾率會出現(xiàn)剪切變形，而且剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計相較于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜致使建造建筑物時可能會與設(shè)計存在一定的偏差等。這些不足和缺陷使剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計無法充分發(fā)揮其優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)勢，所以在進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計以及建造建筑物時要進行全面、細(xì)致的思考，根據(jù)實際情況和建筑物的特點進行設(shè)計的優(yōu)化，保證剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)揮其應(yīng)有的作用。第二，進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時要在確保建筑物安全系數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下，注重工程費用的控制和調(diào)配，優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，使用新型建筑材料、新型技術(shù)以及新型方法，減少工程費用，科學(xué)的進行資金的分配，將每一分錢應(yīng)用到正確的地方，充分發(fā)揮其價值。第三，剪力墻是為了承擔(dān)水平荷載，提高建筑物穩(wěn)定性而建造的，但是剪力墻并不是越多越好，我們應(yīng)該控制剪力墻的數(shù)量。剪力墻過多會造成建筑物的自身重量過大，減弱其抗震能力，所以應(yīng)該根據(jù)實際情況適當(dāng)?shù)倪M行剪力墻的建造。第四，明確剪力墻平面布置的要點。剪力墻承擔(dān)豎向和水平的荷載，為減少荷載，充分、科學(xué)的發(fā)揮剪力墻的作用，所以剪力墻應(yīng)按照主要軸線進行布置。

4 總結(jié)

為適應(yīng)時代發(fā)展的潮流，對于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該進行改革。而剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計擁有抗震性強等優(yōu)點，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計符合時代的發(fā)展。在進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時要根據(jù)實際情況進行全面、細(xì)致的思考，使用新型材料、新型技術(shù)和新型方法，充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的作用，提高剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的美感和科學(xué)性，為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)貢獻自己的一份力量。

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