剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

1、剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析【摘要】剪力墻是建筑物抗震、抗風(fēng)、有效保證，建 筑物的安全的重要保障。框架?D剪力墻結(jié)構(gòu)為建筑平面布置 提供較大的使用空間， 同時(shí)利用剪力墻來(lái)增加建筑物的抗 剪和抗橫向彎矩的能力，它吸取了框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩 種體系各自的長(zhǎng)處。因此，這種結(jié)構(gòu)已被廣泛地應(yīng)用于各類(lèi) 房屋建筑，它也是現(xiàn)代高層商業(yè)、辦公或者住宅建筑設(shè)計(jì)中 采用較多的結(jié)構(gòu)形式，基于此，本文論述了剪力墻結(jié)構(gòu)的主 要模式，以及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中的實(shí)際運(yùn)用。【關(guān)鍵詞】高層建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好，用鋼量較省。在居住性 建筑中，居室和客房均為小開(kāi)間，分隔墻較多。采用現(xiàn)澆剪 力墻

2、結(jié)構(gòu)，可以將承重墻與分隔墻合二為一，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較 經(jīng)濟(jì)。剪力墻由墻肢和連梁兩種構(gòu)件組成。其結(jié)構(gòu)承載力及 剛度都很大，側(cè)移變形小，抵抗水平側(cè)移能力強(qiáng)。經(jīng)過(guò)合理 設(shè)計(jì)可做成抗震性能很好的延性剪力墻，無(wú)論在非地震區(qū)及 地震區(qū)都很適用。缺點(diǎn)是由于剪力墻最大間距的限制，使建 筑平面和使用空間受到一定的局限。結(jié)構(gòu)的延性一般不如框 架結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)自重較大，總高度不大 時(shí)結(jié)構(gòu)材料耗費(fèi)可能較多。一、高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的基本概念 剪力墻的尺寸都不小，但是它的厚度并不大，所以就致 使了剪力墻的內(nèi)外特征。它的外部特征很像板塊，然而它的 內(nèi)部特征卻很像柱子，盡管其在比值上與柱子之間存在著一 定的差異。

3、在剪力墻形式當(dāng)中，墻表現(xiàn)為一個(gè)平面，它承擔(dān) 著來(lái)自縱向的壓力以及來(lái)自橫向水平剪力的兩重壓力。在適 應(yīng)剛度強(qiáng)度需求的同時(shí)，它還應(yīng)該適應(yīng)非彈性變形重復(fù)循環(huán) 下的產(chǎn)能耗費(fèi)以及控制結(jié)構(gòu)拆分卻不倒的需求。所以，在剪 力墻的規(guī)劃中應(yīng)該將它規(guī)劃為延性彎曲型。二、在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用分析（一）墻肢的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)的設(shè)置1、墻肢的分類(lèi) 包括一般剪力墻與短肢剪力墻兩種類(lèi)型。前者是墻肢高 度同厚度之間的比例大于 8 的剪力墻，而后者是墻肢高度同 厚度之間的比例的最大值大于 4 但不大于 8 的剪力墻。當(dāng)剪 力墻的墻肢高度及其厚度之間的比例不大于 4 時(shí)，宜按框架 柱進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。2、剪力墻的具體結(jié)構(gòu)的設(shè)置

4、高層建筑是需要有著不錯(cuò)的空間作業(yè)能力的，剪力墻的 設(shè)計(jì)應(yīng)該是雙向的，以此促成立體布置，尤其是防震區(qū)更應(yīng) 該杜絕單向剪力墻布置，最好保證不同方向的剛度大小比較 接近，剪力墻分布要盡可能地作到均勻?qū)ΨQ(chēng)，以促成其剛度 中心與建筑物中心之間盡量接近，從而減小扭轉(zhuǎn)效果。特殊 的時(shí)候可以改變墻肢的長(zhǎng)度以及連梁的高度來(lái)尋求剛心位 置的改變。剪力墻墻段的高度與墻段長(zhǎng)度之比不宜小于3，長(zhǎng)度不宜大于8m，否則該墻抗側(cè)剛度很大，自振周期小，遭受的 橫向地震破壞大，對(duì)結(jié)構(gòu)會(huì)帶來(lái)消極的影響，當(dāng)墻段長(zhǎng)度超 過(guò)8時(shí)，受彎后產(chǎn)生的裂縫寬度會(huì)較大，墻體的配筋容易拉 斷。（二）剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度和配筋問(wèn)題 剪力墻尺寸比較大但是厚度

5、卻不夠大，受力形態(tài)類(lèi)似于 柱，與柱的差異主要在與其長(zhǎng)與厚度的比，當(dāng)比不超過(guò)四的 時(shí)候可以按柱來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)墻的長(zhǎng)與寬之比接近于四時(shí)可 以看作異形柱，按雙向受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。1、剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度 根據(jù)建筑抗震規(guī)范，底部加強(qiáng)部位的墻厚，一，二級(jí)不 應(yīng)小于 200mm 且不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的 1/16，其它不 應(yīng)小于 160mm 且不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的 1/20， ，當(dāng)墻端 頭端柱、無(wú)翼墻時(shí)不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的1/12。這樣的規(guī)定對(duì)于 8 度區(qū)的剪力墻設(shè)計(jì)顯得不是非常有效。所以像這 樣的特殊情況下的高層建筑應(yīng)該采用定義設(shè)計(jì)來(lái)予以探究， 規(guī)定墻肢軸壓比，對(duì)墻面條件、強(qiáng)度以及平穩(wěn)性予以檢驗(yàn)計(jì) 算

6、，同時(shí)在結(jié)構(gòu)上合理地強(qiáng)化暗柱，以求保證宏觀的連結(jié)也就是縮小墻的厚度。2、墻體的配筋率 根據(jù)建筑抗震規(guī)范，一、二、三級(jí)抗震墻的豎向和橫向 分布鋼筋最小配筋率均不應(yīng)小于 0.25% ，四級(jí)抗震墻分布鋼 筋最小配筋率不應(yīng)小于 0.2% 。；部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的落地 抗震墻底部加強(qiáng)部位，豎向和橫向分布鋼筋配筋率不應(yīng)小于 0.3%，這在高層或者較長(zhǎng)的剪力墻設(shè)計(jì)當(dāng)中是有效果的，然 而這樣的設(shè)計(jì)對(duì)短肢剪力墻來(lái)說(shuō)是不合適的，短肢剪力墻的 全部豎向鋼筋的配筋率，底部加強(qiáng)部位一、二級(jí)不宜小于 1.2%，三、四級(jí)不宜小于 1.0%。（三）連梁設(shè)計(jì)1、連梁的作用 在實(shí)際剪力墻規(guī)劃當(dāng)中，連接墻肢之間的梁被叫作連 梁。在

7、橫向力的驅(qū)使之下，墻肢得以變得彎曲，于是連梁的 端的位置就會(huì)形成轉(zhuǎn)角，也就致使連梁內(nèi)力作用的出現(xiàn)。這 樣就會(huì)對(duì)墻肢有著一定的約束以及限制，也就能夠調(diào)整墻肢 的受力狀況，所以連梁對(duì)剪力墻的設(shè)計(jì)形式是很為關(guān)鍵的。2、連梁設(shè)計(jì)的解決措施 在帶連梁設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)當(dāng)中，其梁高以及截面大小 受到不少要素的制約，萬(wàn)一出現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理的情況就會(huì)影響 到連梁的承載力或者造成截面與設(shè)計(jì)的實(shí)際需求不相符的 狀況，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意以下幾個(gè)方面：（1）對(duì)連梁剛度予以折減。因?yàn)檫B梁的跨高不是很大， 再加上與之連接的墻肢剛度不小，在橫向力作用下的內(nèi)力一 般會(huì)比較大，連梁屈服的時(shí)候體現(xiàn)為梁端出現(xiàn)裂痕，剛度縮 小內(nèi)力重

8、新得以配置。所以，在首先進(jìn)行設(shè)計(jì)宏觀計(jì)算的時(shí) 候，就應(yīng)該對(duì)連梁剛度予以折減。（2）連梁實(shí)際承載力與其尺寸是有著正比的關(guān)系，在 工程設(shè)計(jì)中若剪力墻的厚度增加了，地震的時(shí)候所形成的內(nèi) 力不能夠按照墻的厚度增加的比例分配剪力墻，這樣就會(huì)帶 來(lái)連梁的實(shí)際承載力超過(guò)限制的狀況。因此連梁的設(shè)計(jì)應(yīng)按 實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)處理，以便能確保剪力墻作用的發(fā)揮，確 保建筑的質(zhì)量與施工的安全。三、加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用措施（一）剪力墻結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)作為建筑設(shè)計(jì)中必不可少的構(gòu)件，剪力墻有著它自身所 固有的特點(diǎn)。在建筑的設(shè)計(jì)中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)剪力墻墻段長(zhǎng)短的 不同，所承擔(dān)的承載力和平面內(nèi)剛度大的不同。剪力墻在承受各個(gè)方向

9、的荷載能力都相當(dāng)突出。歷次地 震受害數(shù)據(jù)為剪力墻設(shè)計(jì)剛度的對(duì)比提供了有價(jià)值的資料。 在剪力墻形式當(dāng)中，它有著不少的優(yōu)點(diǎn)，然而工程造價(jià)相對(duì) 來(lái)說(shuō)比較貴。因此在優(yōu)化過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該很好地利用它的抗側(cè) 能力強(qiáng)之類(lèi)的長(zhǎng)處，同時(shí)使得它的工程費(fèi)用要盡可能的少， 這樣才能使得剪力墻的作用發(fā)揮的淋漓精致。（二）加強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用的有效措施 在對(duì)剪力墻形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，為的是實(shí)現(xiàn) 受力狀態(tài)的平衡，就應(yīng)該采用合理的手段。剪力墻形式的安 全可依賴(lài)度很不錯(cuò)，所有的結(jié)構(gòu)都能在同一時(shí)間發(fā)揮出最大 的效用，這樣就可以實(shí)現(xiàn)有效性目的。因此在對(duì)剪力墻進(jìn)行 優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中第一步需要顧及到工程造價(jià)以及可靠性， 把這兩項(xiàng)因素結(jié)合起來(lái)有效地調(diào)整剪力墻的結(jié)構(gòu)就可以?xún)?yōu) 化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻形式了。四. 結(jié)束語(yǔ) 在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，怎樣既能讓這種體系剛度大、外 觀簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮出來(lái)，又能克服其結(jié)構(gòu)本身存在的缺點(diǎn)， 其關(guān)鍵全在于設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)：1 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-20102 高程建筑混凝土