【摘要】隨著中國經(jīng)濟整體水平的不斷提高和的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷發(fā)展和進步，剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用十分廣泛。剪力墻結(jié)構(gòu)體系具有很好的承載能力、結(jié)構(gòu)剛度和優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能，在高層建筑中的應(yīng)用十分廣泛。高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅對設(shè)計師有扎實的理論基礎(chǔ)提出了要求，與此同時還要有相當(dāng)豐富的工程經(jīng)驗去解決設(shè)計過程中的問題。本文從剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念開始。就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用進行了介紹，希望以此促進行業(yè)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)；應(yīng)用分析

1引言

高層建筑是城市重要組成部分，建筑可以美化城市，而有一些標志性建筑甚至在某種意義上代表了這座城市城市，例如如廣州的小蠻腰和上海的東方明珠塔，都是國際性大都市的標志。因此，城市和建筑互相依賴，彼此生存。如今，土地資源稀缺，高層建筑已成為城市建設(shè)的主體，是城市生活的主流建筑，也是當(dāng)代建筑的發(fā)展趨勢。隨著人民生活水平的不斷提高，對居住舒適性的要求也有所提高，特別是對住宅公寓的要求越來越高。剪力墻結(jié)構(gòu)的壁厚與填充墻、平面的厚度是一致的，保證室內(nèi)無框架柱突出，可有效提高空間利用率，因此，高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用的十分廣泛。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)概念方案布置

剪力墻結(jié)構(gòu)概念方案布置是進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提，而布置設(shè)計的合理性與否對整個工程造價有很大的影響，下面對剪力墻結(jié)構(gòu)布置進行簡單的介紹。剪力墻布局應(yīng)沿兩個主軸方向雙向進行布置，盡量做到分布均勻，這種安排，能夠讓兩軸剛度盡可能接近。剪力墻集中布置會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)載荷中心和剛度中心偏移，造成較為嚴重的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。剪力墻的分散布置會導(dǎo)致梁板跨度加大和剛度分布不均勻，而在跨度增大時，會增加結(jié)構(gòu)的重量，增加地震效應(yīng)，從而增加工程造價；另一方面，剪力墻間距太大，以致于單片剪力墻承受荷載過大，增加了軸壓比，從而對剪力墻延性設(shè)計產(chǎn)生影響。以及結(jié)構(gòu)在不規(guī)則的地震扭轉(zhuǎn)薄弱部位凸起后形成棱角。扭轉(zhuǎn)大變形導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)破壞。因此，考慮剪力墻平面布置，應(yīng)單獨布置，并用對角線局部加強。在平面角部盡量布置L形墻肢，還可采取設(shè)置端柱及轉(zhuǎn)角部位樓板中設(shè)置暗梁等構(gòu)造措施進行加強，以達到提高其扭轉(zhuǎn)剛度的目的。剪力墻豎向布置宜沿房屋高度通高布置、上下對齊、連續(xù)布置，墻厚及墻長沿高度宜均勻變化，以達到豎向剛度逐漸變小，從而能夠有效避免豎向剛度發(fā)生突變情況。這樣既經(jīng)濟又能滿足承載力、側(cè)向變形的要求。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)的布局對整個結(jié)構(gòu)的合理性和經(jīng)濟性有直接的影響。目前，結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須考慮的因素。在滿足安全的前提條件下，最大限度地利用有限的資源，是結(jié)構(gòu)工程師要去探索的問題。因此，在合理布置剪力墻的前提下，盡可能節(jié)約經(jīng)濟，降低工程造價。而對于結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分或者計算模型與實際情況不相吻合的部分，至少使用兩種不同結(jié)構(gòu)軟件進行了分析計算，并進行了圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計，加固了結(jié)構(gòu)。在概念布局的早期階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)與建筑師密切合作，確定合理的安排以避免不規(guī)則或嚴重的不規(guī)則的平面與立面。實現(xiàn)技術(shù)先進，安全適用，經(jīng)濟合理的總體設(shè)計，達到降低總成本的目的。

3剪力墻的特征及其種類

從整體上來說剪力墻的特點有下面幾點，其側(cè)向剛度很強。還有一個相對比較小的側(cè)移，如果發(fā)生地震可以吸收更多的地震能量。在剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，室內(nèi)墻體很平整，但剪力墻結(jié)構(gòu)，在施工的時候需要很多環(huán)節(jié)，所以造價相對較高。如果按照剪力墻結(jié)構(gòu)開洞與否可分為以下幾種：小開洞剪力墻、壁式框架、實體墻、雙肢或多肢剪力墻等。這些剪力墻各有不同的應(yīng)用特點，每個結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)針對具體的建筑結(jié)構(gòu)，選擇合適的剪力墻結(jié)構(gòu)形式。

4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)受力分析

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計有自己的設(shè)計原理及其原則。由于剪力墻通常比普通墻的厚度大且寬，所以它的特征比較像板，但是還是有一定的區(qū)別，剪力墻通過壓彎構(gòu)件計算，板根據(jù)彎曲構(gòu)件計算。因此有必要在結(jié)構(gòu)設(shè)計分析中考慮到具體的設(shè)計差異。此外剪力墻墻肢長度，壁厚范圍都有自己的特點，當(dāng)高度和墻段比厚度小于或等于4，應(yīng)按框架柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計；當(dāng)墻肢截面高度與厚度之比大于8時，使用一般剪力墻；當(dāng)墻肢截面高度與厚度之比在4~8之間時，則要使用短肢剪力墻，這些也是剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則。剪力墻結(jié)構(gòu)由一系列縱向剪力墻和橫向剪力墻以及由空間結(jié)構(gòu)組成的梁板組成。在兩種負荷的主要：一是豎向荷載，豎向荷載主要是梁板傳來的活載、恒載、豎向地震作用及剪力墻身自重；其他主要是水平荷載，地震作用和水平風(fēng)荷載。剪力墻內(nèi)力和變形分析包括承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分析。在極限承載力狀態(tài)下，剪力墻在各種工況下不受破壞，能安全承受重力荷載。在正常使用極限狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)變形滿足規(guī)范要求，在滿足設(shè)計要求的基礎(chǔ)上結(jié)構(gòu)經(jīng)久耐用。框架結(jié)構(gòu)的變形主要是剪切變形，剪力墻的變形主要是彎曲變形。為了實現(xiàn)剪力墻的彎曲破壞的延性破壞模式�！陡邔咏ㄖ�混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中有規(guī)定，墻的長度最好不要超過8m。事實上，有兩個主要因素影響剪力墻的破壞模式是軸壓比和剪跨比，只要軸壓比小于規(guī)定的限值而剪跨比大于2，可以實現(xiàn)延性破壞模式。當(dāng)剪力墻的長度超過8m時，盡可能在墻體中部開洞，形成一個雙墻肢，通過弱連梁連接，一般來說剪跨比也會大于2，可以滿足延性破壞的要求。在地震作用下，通過連接梁的能量，梁端首先進入塑性變形，形成塑性鉸，使梁成為抗震的第一道防線。

5連梁設(shè)計

高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)，由于墻長較長時通過開洞或剪力墻平面內(nèi)梁跨較小形成連梁，如果出現(xiàn)跨高比較小的連梁，在計算過程中，容易產(chǎn)生過度抗剪的連梁，通常有以下解決方案：

①增大連梁的截面積，可以增強連梁本身的抗剪能力，但梁的剛度相應(yīng)也會增加，吸收的地震力也會增加，只能增加有限的抗剪承載力。在梁寬固定的情況之下，可以使用加高梁高的方法；當(dāng)梁高是一定的，可以擴大梁寬，增大斷面的連接剛度，但寬度對連梁剛度貢獻較小，僅是一個線性關(guān)系，使得分擔(dān)剪力的增加值小于抗剪力的提高值。

②調(diào)整設(shè)計內(nèi)力，在提高連梁截面對提高抗剪承載力沒有影響的狀況下，可人為的降低連梁的剛度，來控制剪切力的分配比例，并解決了連梁的抗剪性能問題。最簡單的控制方法是在計算參數(shù)選擇時，通過調(diào)整連梁剛度折減系數(shù)，只有在采用內(nèi)力配筋計算時才可以。在整個計算和非地震荷載作用下，連梁的剛度不會降低，連梁應(yīng)具有足夠的抗彎承載力和抗剪承載力，以滿足正常使用的要求。對于跨高比大于5的連梁，應(yīng)根據(jù)設(shè)計的框架梁，滿足框架梁的要求。

③可作水平縫從而形成雙連梁、多連梁或其他結(jié)構(gòu)措施，以提高抗剪承載力，如設(shè)置交叉暗支撐等措施，以提高連梁的抗剪承載力。

6結(jié)語

中國的國民經(jīng)濟和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計整體水平與發(fā)展規(guī)模都在提升，高層建筑將成為現(xiàn)代建筑的主流。剪力結(jié)構(gòu)在側(cè)向剛度、側(cè)向變形等方面具有一定的優(yōu)勢，在高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。因此掌握剪力墻結(jié)構(gòu)的特點，對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計有很好的把握。我們要從設(shè)計的基本原則出發(fā)，設(shè)計更加經(jīng)濟合理的剪力墻結(jié)構(gòu)。因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要根據(jù)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原理有明確的認識，同時，不斷從設(shè)計實踐出發(fā)來推動中國建筑業(yè)整個工藝設(shè)計水平的提高。本文從剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念開始。就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用進行了介紹，希望以此促進行業(yè)發(fā)展。

參考文獻

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