簡析建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的要求及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)

李延軍

中外建華誠城市建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司青海分公司

簡析建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的要求及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)

李延軍

中外建華誠城市建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司青海分公司

建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程建設(shè)的主要目的是防止建筑結(jié)構(gòu)遭到剪切破壞。并且建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程不僅具有抗側(cè)剛度大，能有效的減少側(cè)移，而且具有較好的抗震性能等優(yōu)點(diǎn)，因此對建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行分析具有重要意義?；诖耍疚母攀隽思袅Y(jié)構(gòu)工程，對建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的要求以及建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了簡要分析。

建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程；設(shè)計(jì)要求；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一、剪力墻結(jié)構(gòu)工程的概述

剪力墻結(jié)構(gòu)工程主要是指在建筑工程中主要用來承受風(fēng)荷載或者地震作用引起的水平荷載的墻體，其具有抗側(cè)剛度大，能有效的減少側(cè)移，且具有較好的抗震性能等優(yōu)點(diǎn)，又被稱為抗風(fēng)墻、抗震墻或者結(jié)構(gòu)墻，指豎向的鋼筋混凝土墻板，建筑物的水平方向仍然是用鋼筋混凝土的大樓板搭載墻上。由于剪力墻結(jié)構(gòu)不僅在性能上具有良好的抗震性，而且具有非常好的剛度，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

二、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)要求的分析

建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的要求主要表現(xiàn)為：(1)樓層之間最小剪力系數(shù)的要求。在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，建筑物樓層之間應(yīng)該遵循調(diào)整最小剪力系數(shù)的原則。(2)樓層之間最大位移和樓層高之間比例進(jìn)行調(diào)整的要求。在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，建筑物樓層之間的位移不能僅僅依靠豎向構(gòu)件的剛度進(jìn)行調(diào)整，還應(yīng)該盡可能地減少樓層之間的扭轉(zhuǎn)變形，這就需要注意調(diào)整樓層之間最大位移和樓層高之間的比例。(3)剪力墻連梁超限進(jìn)行調(diào)整的要求。剪力墻的跨高比小于2.5，可能會出現(xiàn)剪力和彎矩超過相應(yīng)的規(guī)定限度的現(xiàn)象。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)該遵循剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁跨高比大于2.5的原則。

三、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析

1、某建筑工程概況。某建筑工程屬于住宅建筑，地表無不良地質(zhì)現(xiàn)象，設(shè)計(jì)使用年限為50年，建筑耐火等級為二級?？拐鹪O(shè)防烈度為七度，主體為剪力墻結(jié)構(gòu)，裙房為框架結(jié)構(gòu)。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為乙級，主體為筏板基礎(chǔ)，裙房為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)。主體為地上12層帶1層地下室，右邊裙房為地上1層帶1層地下室，前邊裙房為地上1層。

2、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。目前建筑剪力墻體系一般均設(shè)置地下室。基礎(chǔ)多采用筏板基礎(chǔ)。合理選擇筏板厚度及邊緣挑出長度也直接影響結(jié)構(gòu)整體安全和工程造價(jià)。該工程上部12層帶1層地下室，根據(jù)勘察報(bào)告，取筏板厚為1000mm，經(jīng)細(xì)算后筏板可減至800mm，經(jīng)濟(jì)性明顯。因此，基礎(chǔ)選型應(yīng)作方案比較，才能選定經(jīng)濟(jì)合理的方案。而對于筏板厚度的取值，對小高層來說一般筏板厚初選時(shí)可按樓層數(shù)計(jì)，即每層按50mm厚增加。如12層建筑則初選可取600mm厚試算，試算后根據(jù)筏板配筋情況調(diào)整筏板厚度。由于考慮地下室的使用合理性，常規(guī)采用設(shè)置后澆帶來解決底板超長引起的收縮及溫度裂縫，后澆帶的作用非常重要，但也給施工帶來了不少麻煩，甚至由于處理不當(dāng)而引起后澆帶漏水及裂縫。而有些高層，長寬均達(dá)百米以上，中間就設(shè)置幾條后澆帶。目前可采用添加劑以補(bǔ)償混凝土的因水化熱引起膨脹與收縮，或采用纖維混凝土等方法在一定范圍內(nèi)可不設(shè)或少設(shè)后澆帶，并且對所設(shè)后澆帶采取必要的保護(hù)和加強(qiáng)措施。該工程長50.75m，大于規(guī)范要求的45m，故應(yīng)用筏板基礎(chǔ)采后澆帶來解決結(jié)構(gòu)超長的問題。

3、剪力墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。(1)合理布置剪力墻。剪力墻布置必須均勻合理，使整個(gè)建筑物的質(zhì)心和剛心趨于重合，且x，y兩向的剛重比接近。在結(jié)構(gòu)布置應(yīng)避免“一”字形剪力墻，若出現(xiàn)則應(yīng)盡可能布置成長墻；應(yīng)避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無法避免，則剪力墻相應(yīng)部位應(yīng)設(shè)置暗柱，當(dāng)梁高大于墻厚的2.5倍時(shí)，應(yīng)計(jì)算暗柱配筋，轉(zhuǎn)角處墻肢應(yīng)盡可能長，因轉(zhuǎn)角處應(yīng)力容易集中，有條件時(shí)兩個(gè)方向均應(yīng)布置成長墻；規(guī)范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍及8倍以下為短肢墻，大于8倍則為普通墻。該工程剪力墻布置后，剛心和質(zhì)心x向在同一位置，y向相差0.5m，大大減小了扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；主梁擱置在剪力墻上的，在相應(yīng)部位設(shè)置暗柱，以控制剪力墻平面外的彎矩。(2)剪力墻配筋及構(gòu)造。第一、剪力墻配筋。該工程剪力墻一層墻厚為250mm，其余地面以上墻厚均為200mm，水平鋼筋放在外側(cè)，豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè)。六層以下水平筋Φ10@200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用Φ6@400拉筋；六層以上Φ8@200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用Φ6@600拉筋。地下部分外圍墻體豎向配筋14@200為主要受力鋼筋，水平筋則構(gòu)造配置，該工程均取12@150。地下部分墻體配筋大多由水壓力、土壓力產(chǎn)生的側(cè)壓力控制，簡化計(jì)算后由豎向筋控制。為增大計(jì)算墻體的有效高度，可將地下部分墻體的水平筋放在內(nèi)側(cè)，豎向鋼筋放在外側(cè)。第二、剪力墻邊緣構(gòu)件的設(shè)置。相關(guān)研究表明，鋼筋混凝土設(shè)置邊緣構(gòu)件后與不設(shè)邊緣構(gòu)件的矩形截面剪力墻相比，其極限承載力提高約40%，耗能能力增大20%，且增加了墻體的穩(wěn)定性，因此一般一、二級抗震設(shè)計(jì)的剪力墻底部加強(qiáng)部位及其上一層的墻肢端部應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件；其余剪力墻應(yīng)按《高規(guī)》設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。有工程技術(shù)人員對某具體工程計(jì)算結(jié)果中在墻肢軸壓比小于0.25情況下計(jì)算配筋僅為構(gòu)造配筋，而約束邊緣構(gòu)件配筋則高達(dá)40cm2，造成設(shè)計(jì)時(shí)鋼筋配置困難，施工難度更大，所以對剪力墻的配筋應(yīng)首先區(qū)分剪力墻的受力特性及類別，即普通剪力墻(長墻)、短肢剪力墻、小墻肢和一個(gè)方向長肢墻而另一方向?qū)俣讨珘韰^(qū)別對待。對于普通剪力墻，其暗柱配筋滿足規(guī)范要求的最小配筋率，建議加強(qiáng)區(qū)0.7%，一般部位0.5%；對于短肢剪力墻，應(yīng)按《高規(guī)》控制配筋率加強(qiáng)區(qū)1.2%，一般部位1.0%；對于小墻肢其受力性能較差，應(yīng)嚴(yán)格按《高規(guī)》控制其軸壓比，宜按框架柱進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，并應(yīng)控制其縱向鋼筋配筋率加強(qiáng)區(qū)1.2%，一般部位1.0%。

結(jié)束語

綜上所述，在建筑剪力墻結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，施工單位會采用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平方向的各類荷載，從而有效地控制建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平力。當(dāng)前建筑剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于多層和高層鋼筋混凝土建筑中，因此必須加強(qiáng)對其進(jìn)行分析。

[1]田琦.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].中華建設(shè)，2013

[2]李凱.建筑工程設(shè)計(jì)中的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].信息周刊，2015

[3]朱俊.高層建筑工程框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015