剖析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用

王靜

摘要：現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)，需要滿足抗震性能，其中剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用顯得尤為重要。剪力墻結(jié)構(gòu)本身具備側(cè)移量小、剛度大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)抗震性能相對(duì)較高，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面可達(dá)到比較突出的應(yīng)用效果，施工部門為了進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益，往往會(huì)在剪力墻結(jié)構(gòu)施工中提高施工質(zhì)量水平，為后續(xù)施工質(zhì)量提供支持。因此，本文主要進(jìn)行了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用分析。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);剪力墻結(jié)構(gòu);運(yùn)用

1.剪力墻結(jié)構(gòu)的概述

1.1概念

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，承受著豎向壓力和其平面作用下的水平剪力的雙重力量。剪力墻的寬度和高度較大，但厚度相對(duì)較小，這使得剪力墻具備幾何特性以及不同于其他結(jié)構(gòu)的受力特征。由于剪力墻厚度較小，相當(dāng)于板的厚度，所以如果單獨(dú)使用，在地震災(zāi)害下，很容易因剛度不足引起結(jié)構(gòu)變形、斷裂等問題。所以在設(shè)計(jì)過程中，除要考慮增大剪力墻剛度外，還需對(duì)彈性變形能力和抗震性進(jìn)行綜合分析，合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)種類和規(guī)模，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性。通常情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以延性彎曲型為主。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用

2.1合理明確剪力墻結(jié)構(gòu)位置

建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻結(jié)構(gòu)位置的設(shè)計(jì)是決定整個(gè)剪力墻使用效果的關(guān)鍵，其與整個(gè)建筑整體結(jié)構(gòu)密切關(guān)聯(lián)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間需要充分考慮剪力墻結(jié)構(gòu)在整個(gè)建筑中的位置合理性，確保所有的剪力墻設(shè)計(jì)位置都可以發(fā)揮最大的保障作用，同時(shí)滿足建筑工程的整體結(jié)構(gòu)需求，從而提高整個(gè)剪力墻結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工效益。剪力墻結(jié)構(gòu)的位置確定必須從3個(gè)方面考慮。（1）從整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)角度著手。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，不僅需要合理應(yīng)用同時(shí)也要杜絕濫用現(xiàn)象，須滿足整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)需求。保障位置合理的同時(shí)需要基于建筑結(jié)構(gòu)的特征及應(yīng)用需求，盡可能保障剪力墻位置合理性，并從平面布置及縱向布置的角度著手。（2）充分考慮平衡性問題。針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)盡可能滿足結(jié)構(gòu)對(duì)稱基礎(chǔ)原則，不僅需要每一階段的剪力墻都滿足構(gòu)造規(guī)則，同時(shí)還需要確保建筑物的整體與剪力墻之間的合理性，做好對(duì)稱格局優(yōu)化設(shè)計(jì)，發(fā)揮剪力墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，規(guī)避對(duì)建筑結(jié)構(gòu)形成的失衡、失重等問題。從對(duì)稱與均衡角度來看，需要從剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)著手，對(duì)設(shè)計(jì)前期布局提高重視度，并考慮建筑整體設(shè)計(jì)和施工條件。（3）減少剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并注重展現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，規(guī)避劣勢(shì)。盡可能簡(jiǎn)化剪力墻結(jié)構(gòu)，同時(shí)需要規(guī)避設(shè)計(jì)因素過于復(fù)雜而導(dǎo)致的高難度施工問題。

2.2大墻肢的設(shè)計(jì)

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工期間，相關(guān)人員普遍都能夠意識(shí)到大墻肢時(shí)對(duì)于整個(gè)剪力墻結(jié)構(gòu)的影響力，這也是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間非常重要的環(huán)節(jié)。但是，在具體設(shè)計(jì)與施工期間大墻肢的問題最為明顯。大墻肢對(duì)于建筑物而言具備比較高的設(shè)計(jì)難度，其本身的抗震性能及抗荷載效果屬于設(shè)計(jì)核心w。一般情況下，在設(shè)計(jì)處理方面有2個(gè)重點(diǎn)。一是墻肢的整體設(shè)計(jì)，采用短墻肢進(jìn)行部分替代，在設(shè)計(jì)期間需要預(yù)留施工洞，并在整體施工完成之后再進(jìn)行填充，普遍而言，剪力墻結(jié)構(gòu)的墻肢應(yīng)控制在8ni以內(nèi)，促使剪力墻可以保持一次有效延伸，同時(shí)規(guī)避因?yàn)閴χ^長(zhǎng)而導(dǎo)致脆性損壞;二是需要適當(dāng)提升墻肢的配筋量，剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于不需要任何鋼筋介入，其可以有效降低整體施工成本、施工難度及復(fù)雜程度，同時(shí)還可以提高整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。對(duì)此，在大墻肢施工期間需要盡可能滿足抗震要求，并應(yīng)用相應(yīng)的措施在墻肢中適當(dāng)增加鋼筋配合比，盡可能提升剪力墻的整體強(qiáng)度及承載力，規(guī)避配筋量少而導(dǎo)致墻體彎曲等問題，提高整個(gè)剪力墻的抗震性能，提升建筑穩(wěn)定性。

2.3節(jié)點(diǎn)以及構(gòu)件的設(shè)計(jì)

為更好地提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，需要在建筑設(shè)計(jì)期間充分考慮節(jié)點(diǎn)與構(gòu)件方面的設(shè)計(jì)。

（1）水平分布筋。剪力墻周圍的構(gòu)件是需要進(jìn)行現(xiàn)澆的，需要把雙墻板水平方向的鋼筋全部埋在邊緣處的現(xiàn)澆構(gòu)件里，這種方式可以約束墻板端頭處的部位，厚度和一般的現(xiàn)澆墻差不多，不會(huì)因?yàn)閷?duì)抗剪截面而造成削減。

（2）豎向分布筋。在疊合式剪力墻里面，豎直向上的分布筋在現(xiàn)代技術(shù)規(guī)范中可以這樣設(shè)計(jì)，水平縫合部位可以參照技術(shù)規(guī)范來連接，在錯(cuò)開的連接當(dāng)中把鋼筋連接起來，這種方式可以更好地滿足結(jié)構(gòu)計(jì)算方面的要求。

（3）水平施工縫。疊合式剪力墻邊的上下兩端設(shè)置了水平方向的施工縫，在施工縫間接處的墻體，其有效面積需要和現(xiàn)澆的基層總厚相同。想要避免結(jié)構(gòu)性特征的變化，在計(jì)算的時(shí)候需要將墻實(shí)際厚度作為計(jì)算模型，如果墻體是2m，那么有效的截面厚度就是1.5m。在水平施工縫方面需要確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性，一般可以借助對(duì)鋼筋連接面積的計(jì)算方式確保結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)效果。

（4）邊緣構(gòu)件。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，地面3層樓以上的墻體邊緣構(gòu)建都是現(xiàn)澆的，因?yàn)檫@個(gè)區(qū)域規(guī)定了抗震等級(jí)為8度，在地震之后就會(huì)產(chǎn)生一定拉力，在構(gòu)造配筋率里面進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整;在構(gòu)件承載力當(dāng)中對(duì)需要的配筋進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要在一定情況下增加配筋，在墻體上面的分布筋沒有深入到墻的端頭部位，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，澆構(gòu)件的外圍箍筋之間的距離和直徑和分布筋是一樣的。另外，整體性保證措施。當(dāng)墻板受到高壓的時(shí)候，雙墻板可以一起工作，水平方向上，分布筋錨固進(jìn)現(xiàn)澆式邊緣構(gòu)建基礎(chǔ)上面，鋼筋網(wǎng)片的拉鉤需要更換，這時(shí)，墻板之間桁架及墻板里面水平方向上的分布筋進(jìn)行焊接。為保障剪力墻結(jié)構(gòu)的底部具備較強(qiáng)的延展性，需在塑性部位進(jìn)行強(qiáng)化，借助約束邊緣構(gòu)件的方式強(qiáng)化底部區(qū)域。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，因?yàn)檫B梁結(jié)構(gòu)本身的跨高比相對(duì)較低，并且與連梁結(jié)構(gòu)所連接的墻肢結(jié)構(gòu)存在較高的剛度特征，導(dǎo)致連梁結(jié)構(gòu)受到水平力的影響。一般情況下可應(yīng)用剛度折減的方式進(jìn)行處理。但是，對(duì)于剪力墻的抗震設(shè)計(jì)而言，其可能會(huì)因?yàn)檫B梁剛度不足而導(dǎo)致剪力墻所承載的剪力、彎矩不足，從而導(dǎo)致配筋設(shè)計(jì)的難度提升。對(duì)此，在折減比例方面應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在計(jì)算范圍內(nèi)，促使連梁結(jié)構(gòu)保持良好承載能力。

2.4優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了更好地提高剪力墻的應(yīng)用合理性，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面基于具體項(xiàng)目不斷地優(yōu)化改進(jìn)，從而提高整體施工效益。（1）結(jié)構(gòu)布置優(yōu)化。在剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化期間可促使剪力墻的結(jié)構(gòu)以主軸方向進(jìn)行雙向的布置，構(gòu)建空間結(jié)構(gòu)，促使剪力墻可以從至少2個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)荷載分擔(dān)，從而保持空間布局方面的優(yōu)越性》（2）洞口設(shè)置。洞口設(shè)置需要充分考慮剪力墻抗震性能，剪力墻的洞口設(shè)置應(yīng)當(dāng)保持截面簡(jiǎn)單且規(guī)則，在墻面上分布格局應(yīng)當(dāng)保持規(guī)則化，形成墻肢與連梁，規(guī)避洞口分布不均勻現(xiàn)象。（3）結(jié)構(gòu)優(yōu)化。剪力墻結(jié)構(gòu)本身帶有“外柔內(nèi)剛”的特性，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)基于剪力墻結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，控制剪力墻結(jié)構(gòu)的外側(cè)彎矩程度，保障剪力墻結(jié)構(gòu)外側(cè)的穩(wěn)定性，在剪力墻結(jié)構(gòu)的外側(cè)和其他的墻肢連接期間，需要適當(dāng)減少彎矩確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.結(jié)語

剪力墻結(jié)構(gòu)作為目前建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較常使用的形式，具有抗側(cè)剛度大、抗震性好等特征，尤其是對(duì)于現(xiàn)階段的高層建筑來說，剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用能夠確保建筑的穩(wěn)定性和安全性，提高建筑的實(shí)用價(jià)值。因此，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用十分重要。

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