建筑項目剪力墻結(jié)構(gòu)設計要點研究

摘? ? 要：當前階段，人們對建筑安全性的要求越來越高，這使得混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在很多建筑工程中都得到了廣泛的應用。為了保障剪力墻結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量，必須明確其設計的要點，以此為依據(jù)對設計進行優(yōu)化完善。本文將就建筑項目剪力墻結(jié)構(gòu)設計的要點進行分析探究。

關鍵詞：建筑項目;剪力墻結(jié)構(gòu)設計;要點

1? 前言

剪力墻結(jié)構(gòu)具有較強的剛度和良好的整體性能，可以有效的對抗側(cè)向變形和震動，因此這種結(jié)構(gòu)在現(xiàn)階段高層建筑中得到了廣泛的應用。在剪力墻結(jié)構(gòu)設計中，必須實現(xiàn)技術和建筑的良好配合，切實保障建筑的安全性，這就要求設計人員充分把握剪力墻結(jié)構(gòu)設計的要點，對其中容易忽略的細節(jié)進行充分考慮，促進結(jié)構(gòu)設計方案的優(yōu)化完善。

2? 建立墻結(jié)構(gòu)設計的原則分析

2.1? 擁有良好的抗震性能和承載能力

安全是剪力墻結(jié)構(gòu)設計中需要首要考慮的一個方面，因此在具體設計中，必須遵循荷載能力強、有利于抗震的設計原則?；诖耍O計人員需要對剪力墻的適宜剛度以及合理數(shù)值進行充分的考慮。因此如何在保障經(jīng)濟性的前提下對剪力墻的數(shù)量進行合理的把握是設計人員需要思考的關鍵性問題，它直接關系著剪力墻的承載能力以及工程的效益。此外，在設置剪力墻數(shù)量時，還需對結(jié)構(gòu)水平位移以及地震力控制兩個方面的問題進行綜合考慮[1]。

2.2? 良好的材料力學性能

為了實現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)體系效能的最大化發(fā)揮，所選材料的力學性能也是剪力墻設計中需要重點考慮的一項問題。對此，需要著重注意兩個方面的內(nèi)容，首先，對小墻肢和短肢墻的數(shù)量進行嚴格控制。高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度受剪力墻側(cè)移剛度的影響，而減少小墻肢和短肢墻的數(shù)量可以實現(xiàn)建筑材料力學性能的充分發(fā)揮，大幅度的縮減成本。其次，對墻肢長度的差異進行嚴格控制。在墻肢長度差異較大的情況下，材料力學的完整性將會受到嚴重的影響，進而損害到剪力墻結(jié)構(gòu)體系的承載能力。

2.3? 結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理原則

經(jīng)濟性也是剪力墻結(jié)構(gòu)設計中需要考慮的一項問題，為了落實結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理原則，一般情況下應該從兩個方面入手：首先，優(yōu)化材料應用。在建筑工程項目實施過程中，材料不合理浪費是造成工程成本增高的主要因素。例如，可以通過短肢墻箍筋和水平分布鋼筋合并的方式，減少鋼筋的使用量，已達到節(jié)省成本的目的。其次，做好剪力墻開洞的處理。一般情況下，高層建筑需要根據(jù)結(jié)構(gòu)布置設計結(jié)構(gòu)洞，對此，應該將剪力墻設計為長墻，降低結(jié)構(gòu)洞的數(shù)量，以此達到節(jié)省成本的目的。

3? 剪力墻結(jié)構(gòu)設計問題分析

3.1? 剪力墻結(jié)構(gòu)超長問題

剪力墻結(jié)構(gòu)普遍具有較大的剛度，由于其受溫差影響較大，當混凝土出現(xiàn)收縮變形時，會導致建筑其它結(jié)構(gòu)也隨之出現(xiàn)變形[2]。同時，現(xiàn)階段建筑工程施工所用混凝土的水泥用量普遍較高，加之混凝土強度的增高，使其彈性模量出現(xiàn)增加，繼而引發(fā)較大的約束拉應力，造成結(jié)構(gòu)裂縫的增加。此外，現(xiàn)階段混凝土施工通常出采用泵送方式，這就需要對混凝土的配合比進行適當調(diào)整，這也是導致剪力墻結(jié)構(gòu)裂縫問題的原因之一。因此，在對剪力墻超長結(jié)構(gòu)進行處理時必須做到謹慎。

3.2? 剪力墻連梁設計問題

剪力墻連梁指的是兩端都與剪力墻相連且與剪力墻夾角不超過25度，跨高比低于5，且剛度可以折減的梁，可見剪力墻連梁具有跨度大、截面大以及相連墻體剛度大等特征。在具體設計時，比較容易出現(xiàn)的問題包括以下幾個方面：其一，連梁的剛度折減。剪力墻連梁的跨高比較小，加之與其相連的墻肢剛度較大，因此水平方向存在很大的內(nèi)力作用，一旦出現(xiàn)連梁屈服，就會引發(fā)梁端裂縫、剛度損失等問題。其二，連梁跨度與高度。在剪力墻連梁設計中，即使對其剛度進行折減，依舊存在連梁正截面受彎承載力不足的風險，這是就需要對洞口的寬度進行增加，并對連梁的剛度進行減小。

4? 建筑項目剪力墻結(jié)構(gòu)設計的要點分析

4.1? 工程項目概況

某高層建筑工程項目選擇的是混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，該工程的總建筑面積為12570m2，層數(shù)為34層，地上32層、地下2層。建筑的設計抗震強度為9度，參照的是當?shù)氐目拐鹪O防強度，下圖為該建筑工程額的剪力墻模板平面圖。

4.2? 剪力墻結(jié)構(gòu)設計的要點分析

其一，剪力墻結(jié)構(gòu)方案的布置。高層建筑結(jié)構(gòu)方案的布置具有整體一致性，建筑豎向剛度的變化主要體現(xiàn)在分段式改變結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸和混凝土強度等級方面[3]。因此，設計人員必須對上述兩個方面進行綜合考慮，對二者進行平衡，如將改變結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸和混凝土強度等級錯開使用。在上述結(jié)構(gòu)布置方案下，為了保障建筑物的安全性，建筑上層混凝土的等級必須低于建筑下層，以降低建筑下層承受的荷載。

其二，參數(shù)取值設計。參數(shù)取值同樣也會對建筑項目剪力墻結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，在綜合了多方面的考量之后，在本次工程中，參數(shù)取值的設計結(jié)果如下：混凝土和鋼材的容重分別是27.5kN/m3和77kN/m3。剪力墻的梁、柱以及墻等部位的主筋、箍筋、分布筋以及邊緣構(gòu)件的箍筋的強度均采用360N/mm2。剪力墻的連梁剛度折減系數(shù)設置為0.55，在陣型組織數(shù)方面選擇18個陣型。此外，在剪力墻結(jié)構(gòu)設計整個過程中，基本上只考慮偶然偏心的影響，忽視雙向地震作用，且在進行抗震計算時，利用平扭耦連的方式。

其三，剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化對比分析。為了實現(xiàn)對剪力墻結(jié)構(gòu)設計效果的整體把握，需要將其與原有的剪力結(jié)構(gòu)進行對比分析。其次，在樓層層間位移角方面，需要以《高層民用建筑設計防火規(guī)范》的相關內(nèi)容為依據(jù)對二者的質(zhì)量進行對比。

5? 結(jié)語

綜上所述，隨著城市化進程的推進，我國高層建筑的數(shù)量越來越多，這使得剪力墻結(jié)構(gòu)的應用越來越廣泛。在建筑項目中，為了實現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)技術效用的充分發(fā)揮，在設計階段必須要對容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)進行分析，準確把握要點，如此才能切實保障建筑功工程的整體質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 門進杰，李慧娟，史慶軒，賀志堅，王順禮，周琦. 某板式住宅高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究[J]. 結(jié)構(gòu)工程師，2013（3）：1～10.

[2] 李源新. 高層建筑結(jié)構(gòu)概念設計與高層剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化[J]. 科技創(chuàng)新導報，2012（15）：44.

[3] 楊如意. 淺談剪力墻結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用[J]. 河南建材，2018（2）：32～33

作者簡介：

王翠俠（1982—）女，本科，工程師，從事建筑結(jié)構(gòu)設計工作。