分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)

徐幸辛

（陽(yáng)江市凱源電力設(shè)計(jì)有限公司，廣東 陽(yáng)江 529500）

剪力墻結(jié)構(gòu)作為建筑中主要的抗測(cè)力構(gòu)件，其能夠承受不同的荷載，使建筑的內(nèi)部空間得到增加，它的特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的整體結(jié)構(gòu)性及合適的側(cè)向剛度，存在很多的優(yōu)點(diǎn)。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于很多的高層住宅中。對(duì)于整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，合理的設(shè)計(jì)布置剪力墻是非常重要的，剪力墻的穩(wěn)定性直接影響著整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全。因此，結(jié)合整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，嚴(yán)格控制剪力墻的截面設(shè)計(jì)，發(fā)揮出剪力墻的優(yōu)勢(shì)，使得整個(gè)建筑的安全性和可靠性得到保證，發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)利益。本文對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了分析。

1 剪力墻概述

1.1 剪力墻的含義

利用剪力墻結(jié)構(gòu)代替框架結(jié)構(gòu)，不僅有效的增強(qiáng)建筑的荷載，而且對(duì)控制結(jié)構(gòu)水平力上混凝土和鋼筋現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)也具有積極的意義。剪力墻結(jié)構(gòu)主要以連梁結(jié)構(gòu)和墻肢結(jié)構(gòu)為主，不僅具有較大的剛度，而且承載力及整體性都較好，在整個(gè)建筑過(guò)程中用鋼量也不大。這也是剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛推廣和使用的重要因素[1]。而且在高層建筑中采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)，可以將承重墻與分隔墻有效的結(jié)合，這樣可以有效的降低成本。因此需要重視對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究力度，確保剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提高。

1.2 剪力墻的優(yōu)點(diǎn)

將剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)融入建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，這樣不僅能夠降低工程的用鋼量，而且對(duì)降低建筑工程成本也具有非常重要的意義。而且剪力墻整體性能較好，具有較大的剛度，能夠承受住各種類(lèi)型的荷載，特別是對(duì)水平方面的荷載更有效。而且將剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)融入到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中來(lái)，能夠?qū)⒔ㄖ?nèi)部的分隔墻與建筑內(nèi)部的承重墻有效的結(jié)合在一起，對(duì)增強(qiáng)建筑內(nèi)部的空間的安全和美觀具有積極的意義。

1.3 剪力墻的缺點(diǎn)

盡量應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)具有較多的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中還存在一定的缺點(diǎn)。在框架結(jié)構(gòu)中應(yīng)用剪力墻會(huì)導(dǎo)致建筑重量增加，使建筑成本增高，抗震性能降低。盡管在一定程度上利用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)能夠減少鋼筋的使用率，但同時(shí)也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的延性帶來(lái)一定的影響。而且剪力墻的墻肢自身承載能力受到一定的制約，這也導(dǎo)致其作用無(wú)法有效的發(fā)揮出來(lái)，盡管剪力墻剛度對(duì)側(cè)向變形具有較好的抵抗力，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要自上而下加強(qiáng)建筑本身的結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致建筑成本增加。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

2.1 調(diào)整剪力墻結(jié)構(gòu)的連續(xù)超限

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，剪力墻結(jié)構(gòu)的連續(xù)跨高比要合理，如果較小的話，就會(huì)產(chǎn)生彎矩或是剪力過(guò)大的現(xiàn)象，一般情況下，跨高比不能小于2．5。因此，合理的選擇跨高比，一方面能夠避免剪力和彎矩過(guò)大的發(fā)生，另一方面還能使工程的成本降低。另外，在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，要結(jié)合各方面因素，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，剪力墻的結(jié)構(gòu)一定要距房屋的中間遠(yuǎn)一些，建筑物的立面和平面要保證均勻，這樣可以降低整個(gè)建筑的抗扭能力。

2.2 調(diào)整樓層間最大位移與層高的比例

在計(jì)算最大樓層的位移時(shí)，要考慮建筑所處的地區(qū)地震發(fā)生的情況，如果地震發(fā)生的頻率多，在計(jì)算樓層的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，要保留整體結(jié)構(gòu)的彎曲變形程度，如果建筑是以彎曲變形為主，則要計(jì)入扭轉(zhuǎn)變形。高層建筑中，樓層間的剪力變形和扭轉(zhuǎn)變形是需要重點(diǎn)考慮的[2]。通常，通過(guò)豎向構(gòu)件的數(shù)量來(lái)確定結(jié)構(gòu)的剪力變形，然而在實(shí)際工程中，很多構(gòu)件不能滿足工程的要求，就需要合理的布局構(gòu)件，如果布局不合理，很容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，則樓層間的位移就不能達(dá)到工程的要求。因此，高層建筑的豎向構(gòu)件的剛度，不能只通過(guò)位移來(lái)確定，還可以盡量減少構(gòu)件的扭曲變形。

2.3 調(diào)整樓層最小剪力系數(shù)

在設(shè)計(jì)剪力墻時(shí)，構(gòu)件的布置要盡量減少，最好的辦法就是剪力結(jié)構(gòu)的布置要大開(kāi)間，從而使側(cè)向結(jié)構(gòu)達(dá)到理想的狀態(tài)。另外，樓層間的剪力系數(shù)也要根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，保證在較小的范圍，整體的底部和短肢剪力墻二者承受的地震傾覆力之間的比例最好不要大于4∶1，這樣不僅能減少地震對(duì)建筑的破壞，還能減少自身結(jié)構(gòu)的重量，達(dá)到節(jié)約成本的效果[3]。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)

3.1 合理配置剪力墻暗柱鋼筋

依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)設(shè)計(jì)一級(jí)、二級(jí)及三級(jí)剪力墻構(gòu)造時(shí)，需要設(shè)置一定的暗柱與端柱，這些暗柱與端柱在一定限度上可消耗掉很多的地震波能量，同時(shí)還能增強(qiáng)剪力墻邊緣抗拉能力，這對(duì)建筑的穩(wěn)定性提升產(chǎn)生著相當(dāng)巨大的作用。

3.2 合理布置剪力墻結(jié)構(gòu)

首先，在篩選短肢剪力墻構(gòu)造時(shí)要保持一個(gè)謹(jǐn)慎的態(tài)度，這主要是因?yàn)槎讨袅?gòu)造不但防震性能差，而且難以高效地保證建筑的穩(wěn)固性，所以在篩選時(shí)要對(duì)各個(gè)層面的要素展開(kāi)全面的考慮，在確保建筑靈活布置時(shí)，要高效地縮減建筑構(gòu)造的重量。其次，小墻肢的存在會(huì)增加剪力墻結(jié)構(gòu)的施工難度，因此在實(shí)際的施工過(guò)程中必須盡量避免小墻肢的存在和建設(shè)，從而降低施工的難度，并且也有助于降低施工的繁瑣程度和成本。在使用剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)必須合理的進(jìn)行控制。最后，因?yàn)榧袅偠戎苯雨P(guān)聯(lián)到防震性能及作業(yè)的時(shí)間，所以在科學(xué)布置剪力墻構(gòu)造時(shí)要保證其總體剛度，這樣在保證作業(yè)時(shí)間時(shí)，還能加強(qiáng)其抗震功能，獲得較好的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)[4]。而且在對(duì)剪力墻剛度展開(kāi)控制時(shí)，還要高效地達(dá)到位移限制標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 合理的控制剪力墻結(jié)構(gòu)參數(shù)

必須充分的控制好剪力墻結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)，在施工過(guò)程中必須嚴(yán)格的落實(shí)設(shè)計(jì)參數(shù)和指標(biāo)，在具體的進(jìn)行施工時(shí)，要根據(jù)施工的實(shí)際情況及時(shí)的調(diào)整設(shè)計(jì)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工出現(xiàn)的狀況及時(shí)的進(jìn)行調(diào)節(jié)有助于確保整體的設(shè)計(jì)效果[5]。并且在施工的過(guò)程中分階段進(jìn)行施工效果的檢測(cè)，根據(jù)前一階段的施工效果修正下一階段的施工方案，從而最終實(shí)現(xiàn)施工的質(zhì)量控制。

3.4 剪力墻的連梁設(shè)計(jì)

在高層建筑中使用連梁來(lái)連接剪力墻，它兩邊固定于剪力墻上，由于剪力墻自身具備一定的強(qiáng)度及剛度，所以在連梁里會(huì)產(chǎn)生巨大的作用力。為了縮小連梁里內(nèi)力，我們通常會(huì)利用剛度折減的辦法來(lái)運(yùn)算內(nèi)力，這樣可控制好折減值[6]。在受到風(fēng)力及地震力的作用下，會(huì)對(duì)連梁產(chǎn)生很大的內(nèi)力，進(jìn)而制約到連梁的結(jié)構(gòu)性能。所以通常會(huì)加大剪力墻洞口寬度、在連梁中間開(kāi)水平縫等辦法來(lái)減小連梁內(nèi)力，以便削弱各種應(yīng)力對(duì)連梁的損壞，提升高層建筑構(gòu)造的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

近幾年來(lái)我國(guó)建筑業(yè)有了大跨步的進(jìn)展，這也高效地促進(jìn)了剪力墻構(gòu)造的運(yùn)用?，F(xiàn)今高層建筑構(gòu)造中使用最多的就是剪力墻構(gòu)造，將其運(yùn)用于建筑構(gòu)造總體設(shè)計(jì)中，可增強(qiáng)建筑的總體及防震功能，更能突顯出剪力墻構(gòu)造的重要性。而且要加大剪力墻探究的力量，深入提升剪力墻構(gòu)造設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，在達(dá)到人們對(duì)建筑要求的同時(shí)，保證建筑總體質(zhì)量的全方位提升。