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

1、<p>　　淺析剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用</p><p>　　【摘要】建筑結(jié)構(gòu)中，剪力墻結(jié)構(gòu)是最常見的，同時也是非常重要的，對于建筑結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量具有重要影響。文章對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進行分析，具有一定的借鑒意義。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】剪力墻；設(shè)計；建筑結(jié)構(gòu)；應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻

2、標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　文章對剪力墻結(jié)構(gòu)進行了介紹，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻的布置原則進行了闡述，通過分析，并結(jié)合自身實踐經(jīng)驗和相關(guān)理論知識，對建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的優(yōu)化措施進行了探討。 </p><p>　　二、剪力墻結(jié)構(gòu)概述 </p><p>　　1.剪力墻

3、結(jié)構(gòu)的概念 </p><p>　　剪力墻結(jié)構(gòu)是指在建筑中墻肢的截面高度和厚度之比在5～8范圍內(nèi)的剪力墻體。如果在一個建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)，剪力墻設(shè)置較多的話，就需要采用筒體的支撐形式，以便于和剪力墻產(chǎn)生的水平作用力相平衡，在高層建筑中多采用部分剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式。在剪力墻結(jié)構(gòu)中進行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，墻體所承受的地震傾覆力矩不能夠低于建筑整體結(jié)構(gòu)的傾覆力矩。如果整體結(jié)構(gòu)中的墻體較少，傾覆力矩可以適當(dāng)減少30%左右。 <

4、/p><p>　　2.剪力墻結(jié)構(gòu)的特點和種類 </p><p>　　在建筑結(jié)構(gòu)中使用剪力墻結(jié)構(gòu)，最明顯的作用就是建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生的側(cè)移較小、整體的抗側(cè)剛度較大、減震能力較強以及保證建筑內(nèi)部的墻面平整度等。但是也在一定程度上增加了建筑的資金成本投入，建筑工程的施工也變得較為復(fù)雜。 </p><p>　　3.我國在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用的剪力墻類型可以分為以下幾種： </p&

5、gt;<p><b>　?。?）實體墻 </b></p><p>　　當(dāng)剪力墻為實體墻時，有的墻體出現(xiàn)開洞，有的沒有開洞。即使有開洞的墻體，開洞的面積也不會超過整個墻體面積的15%。因此，實體墻在使用的過程中不會出現(xiàn)反彎點和結(jié)構(gòu)的突變。 </p><p>　　（2）開口較小的剪力墻 </p><p>　　開口較小的剪力墻其特點和實

6、體墻相同。墻體中的開口面積較小是指墻體中的開洞面積在15%以內(nèi)，在受力過程中墻體中的彎矩圖點不會產(chǎn)生反彎點，但容易在連梁出產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性的突變。 </p><p>　?。?）壁式框架結(jié)構(gòu)的剪力墻 </p><p>　　壁式框架結(jié)構(gòu)的剪力墻，在墻體中洞口的尺寸較大，在進行墻肢線剛度和連梁線剛度的設(shè)計時，其大小接近。壁式框架結(jié)構(gòu)的剪力墻的主要受力特點在于墻體的彎矩圖會產(chǎn)生突變，在建筑中的多數(shù)樓層中

7、會出現(xiàn)反彎點。 </p><p>　　三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻的布置原則 </p><p>　　用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，以此來承擔(dān)因各類荷載引來的內(nèi)力，且能夠有效地控制結(jié)構(gòu)的水平力，這種利用鋼筋混凝土墻板來承受豎向力和水平力的結(jié)構(gòu)就稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻的間距一般為3m～5m，因此其平面布置的靈活性還是受到了一定的限制。下面將簡要地論述一下剪力墻的布置原則： </p&

8、gt;<p>　　1.為了增加抗震能力，剪力墻應(yīng)該盡量拉通對直。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，門、窗等上下各層要對齊，這樣才能形成明確的連梁和墻肢，明確了受力，計算才能簡單化。在抗震結(jié)構(gòu)中，應(yīng)該盡量避免疊合錯洞墻和錯洞剪力墻的出現(xiàn)。其中疊合錯洞墻的洞口因為錯開距離很小，有時甚至?xí)霈F(xiàn)疊合的現(xiàn)象，這樣一來，不僅墻肢不規(guī)則，而且在洞口之間會形成薄弱部位，對抗震產(chǎn)生會產(chǎn)生很不利的影響。 </p><p>　　2.在剪

9、力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻承受了全部的豎向力以及水平力，所以剪力墻一般情況下應(yīng)該沿著建筑物的主要軸線雙向布置。尤其是在抗震結(jié)構(gòu)之中，應(yīng)該避免單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式，并且還要促使兩個方向的抗側(cè)剛度接近，即兩個方向的自振周期應(yīng)該相近。 </p><p>　　3.剪力墻沿豎向時應(yīng)該貫通建筑物的全高，從整體出發(fā)。剪力墻沿豎向改變的時候，允許其沿高度改變墻的厚度和混凝土的等級，或者是減少部分墻肢，促使抗側(cè)剛度逐步減小，避免各層剛度

10、突變，而造成應(yīng)力集中。 </p><p>　　4.如果是較長的剪力墻，那么應(yīng)該開設(shè)洞口，將剪力墻平均地分為若干墻段，墻段與墻段之間應(yīng)該用弱梁連接，另外每個對立的墻段的總高度與其截面的高度之比不宜小于2，因為墻長較小時，受彎產(chǎn)生的裂縫寬度較小，這樣一來，墻體配筋才能夠充分地發(fā)揮其作用，所以墻肢截面的高度是不宜大于8m的。 </p><p>　　5.剪力墻要盡量避免在洞口與墻邊、洞口與洞口之間

11、形成小墻肢。另外小墻肢的寬度不宜小于三倍墻的厚度，并且還要用暗柱加強。 </p><p>　　6.在高層建筑中不宜采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，因為短肢墻應(yīng)該盡可能地設(shè)置在翼緣。如果出現(xiàn)短肢剪力墻較多，那么就應(yīng)該布置筒體，形成共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　7.盡量控制剪力墻的平面外彎矩，為此應(yīng)該采用增加與沿梁軸線方向的垂直墻肢，或者增加壁柱等方式，來有效地減少梁端部

12、彎矩對墻的不好影響。另外，對截面較小的樓面梁可以設(shè)計為半剛接或鉸接，這樣可以減少墻肢的平面外彎矩。 </p><p>　　8.不能將樓面主梁直接支承在剪力墻之間的連梁之上。因為一方面主梁端部約束會因此而達不到要求，連梁也會因為沒有抗扭剛度而去抵抗平面外彎矩；另一方面對連梁本身會產(chǎn)生不利的影響，連梁本身的剪切應(yīng)變比較大，易出現(xiàn)裂縫。 </p><p>　　四、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的優(yōu)化措施

13、 </p><p>　　1.剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，最合適的就是要沿著一個方向設(shè)計，這樣的分部形式可以形成一個比較整潔的結(jié)構(gòu)范圍，但是，如果僅是在一個單一方向布置剪力墻，對于抵抗地震等自然情況是非常危險的，所以必須要保證同時有兩個方向可以受力，這樣不僅增加了穩(wěn)定性能，也可以在地震中減少傾斜等情況的發(fā)生，達到最好的工作狀況，剪力墻不僅擁有比較強的重力承載功能，在一定范圍內(nèi)也具有抵抗傾斜的強度，減輕建筑里其他結(jié)構(gòu)的重力分

14、部，要在合理利用資源的情況下，布置合理。 </p><p>　　2.在剪力墻上面設(shè)計門窗等能夠形成缺損的情況，要注意的是分部保證是有上下排列順序的，有秩序的成列排列，避免分部亂而無序，避免有錯誤建洞，以及重復(fù)建立錯誤洞口的情況發(fā)生，在設(shè)計中應(yīng)該遵循穩(wěn)定安全的原則，注意剛度的分配。尤其要注意豎直方向重力分配要均勻合理。 </p><p>　　3.在剪力墻上的空洞位置選擇上，一定要具有計劃性，

15、可以根據(jù)數(shù)量將墻體劃分于不同段落之中，再進行平均分配，保證每兩個洞之間的距離是一定的，而在不同墻體之間還是要采用建筑材料進行相互之間連接，所有獨立墻面要控制好水平高度與截面高度之間的比例，避免墻面受到作用力的破壞，尤其需要針對可能受到的地震危害，設(shè)計時候更應(yīng)該設(shè)計好剪力墻的設(shè)計結(jié)構(gòu)，并針對于不能達到設(shè)計要求的結(jié)構(gòu)有相應(yīng)的應(yīng)對措施。 </p><p>　　4.對于剪力墻的結(jié)構(gòu)在空間上要與側(cè)面力量的形成有很大的影響，

16、所以應(yīng)該遵循先從下面開始依次向上，不能有間斷，尤其需要考慮的是建筑材料方面所能形成強度思維級別，所以剪力墻水平高度上的建筑應(yīng)該是具有不能中斷的特點，這樣是在地震來臨時候最具有有效穩(wěn)定性的保護措施。 </p><p>　　5.在對于剪力墻體結(jié)構(gòu)有建筑意向時，應(yīng)該提前進行關(guān)于高層建筑整體方面的分析，在對于符合建筑各項數(shù)值的前提下，對于建筑的安全性能進行全方面的考慮，這樣對于剪力墻建筑的綜合分析后，開始就對于剪力墻有設(shè)

17、計計劃。 </p><p>　　6.剪力墻結(jié)構(gòu)計算方面的優(yōu)化 </p><p>　　在剪力墻與剪力墻之間的連接結(jié)構(gòu)的梁柱子是一個耗費能量的結(jié)構(gòu)，由于這種中間結(jié)構(gòu)能夠把剪力墻抗震能力有所消耗，會使整個高層結(jié)構(gòu)都會構(gòu)造成不穩(wěn)定性的威脅，所以在設(shè)計方面就要考慮這些方面的內(nèi)容，成為設(shè)計時候所需要綜合考慮力量因素。 </p><p>　　連梁截面的抗剪計算，對于跨高比大于2.

18、5的連梁，其剪力設(shè)計值應(yīng)乘以增大系數(shù)ηvb：一級取1.3，二級取1.2，三級取1.1。剪力墻連梁的截面尚應(yīng)滿足以下要求： </p><p>　　跨高比大于2.5時：v≤（0.2βcfcbbhbc）/rRE </p><p>　　跨高比不大于2.5時：v≤（0.15βcfcbbhbc）/rRE </p><p>　　結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周

19、期T1之比（周期比）的調(diào)整原則。震害表明，平面不規(guī)則、質(zhì)量與剛度偏心、抗扭剛度太弱的結(jié)構(gòu)，在震中破壞嚴(yán)重。在設(shè)計時，要保證結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱：首先要限制結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則性，避免產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的計算應(yīng)考慮偶然偏心的影響；在實際工程設(shè)計中，應(yīng)將結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件盡可能沿周邊布置，以提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和抗扭剛度。 </p><p>　　五、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的問題 </p><

20、p><b>　　1.軟件運用問題 </b></p><p>　　高層建筑的剪力墻不免要用到計算機進行輔助設(shè)計，在運用相關(guān)軟件的同時要根據(jù)具體的情況來設(shè)置模型。工作人員要能夠調(diào)整軟件中的各項參數(shù)，以此來反映實際的施工情況，要最大限度地使軟件所計算出的結(jié)果與實際的模型相統(tǒng)一。設(shè)計剪力墻的工作人員還要了解軟件中各項參數(shù)的實際意義，只有這樣才能夠合理地設(shè)置參數(shù)。另外，實際的工程施工不能夠完全依

21、賴計算機計算出的結(jié)果，也不能夠因為計算出的結(jié)果中某一部分出現(xiàn)了問題就把全部的結(jié)果認(rèn)為是錯誤的，要在軟件的實際應(yīng)用中找到其產(chǎn)生誤差的原因，逐步積累經(jīng)驗和教訓(xùn)，這樣才能使高層建筑的剪力墻設(shè)計更加安全、合理。 </p><p>　　2.結(jié)構(gòu)細部的構(gòu)造措施 </p><p>　　雖然高層建筑的剪力墻具有很好的抗側(cè)力性能，但是地震的運動存在很大的不確定因素，我們要有意識地設(shè)計剪力墻，以提高其總體的抗

22、震性能，特別是對控制的薄弱層采取有效的措施，使其不會因為地震而造成損害。在強大的地震力的作用下，高層建筑的剪力墻很可能發(fā)生整體的彎曲變形，尤其是底部外圍的小墻肢很可能因其橫截面積過小和強大的扭轉(zhuǎn)力作用而發(fā)生嚴(yán)重的損壞，對原有的翹曲變形造成更大的影響，建筑平面的外緣會出現(xiàn)一字型的裂縫，然后是角點處的墻肢，其破壞也是最為嚴(yán)重的。所以，我們一定要采取有效的手段來提高剪力墻的抗震能力。 </p><p><b>

23、;　　六、結(jié)束語 </b></p><p>　　剪力墻建筑是對建筑性能進行優(yōu)化的重要手段，隨著人們對于建筑工程的要求不斷提高，剪力墻的研究也成為了一個熱點。隨著對于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷深入和優(yōu)化，它將發(fā)揮更大的作用。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]呂偉.高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計需關(guān)注的要點