■李 敏，羅聯(lián)訓(xùn)

■1．中國美術(shù)學(xué)院風(fēng)景建筑設(shè)計(jì)研究院，浙江 杭州 310000;2．大象建筑設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310000

引言

隨著城市人口數(shù)量不斷增多，住宅建筑與商業(yè)建筑數(shù)量呈現(xiàn)出快速的擴(kuò)張趨勢。高層建筑的數(shù)量已經(jīng)非常多，甚至出現(xiàn)了近34層的高層住宅建筑。高層建筑可以有效利用土地面積，但其對建筑的結(jié)構(gòu)要求了相對高一些。如何在高層建筑中進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為工程項(xiàng)目的工作重點(diǎn)。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要不斷提高建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性與耐久性。另外現(xiàn)代人們還對建筑提出了美觀、和諧等要求，剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑工程中覺的一種結(jié)構(gòu)，目前已經(jīng)在大型建筑結(jié)構(gòu)中得以應(yīng)用，充分體現(xiàn)了整體性、耐久性方面的優(yōu)勢。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)基本概念

剪力墻結(jié)構(gòu)主要昌指利用鋼筋混凝土板來對傳統(tǒng)的框架中的梁柱進(jìn)行代替的辦法，通過墻來對荷載進(jìn)行承擔(dān)，可以有效控制水平力作用。鋼筋混凝土板梁可以有效承受豎向壓力與橫向結(jié)構(gòu)剪力，統(tǒng)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。隨著現(xiàn)代社會(huì)高層建筑、超高層商業(yè)建筑數(shù)量的不斷增多，剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。剪力墻結(jié)構(gòu)可以有效適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展趨勢，在設(shè)計(jì)中滿足建筑需求的創(chuàng)新、安全與人性化需求，不斷突出結(jié)構(gòu)的個(gè)性與新穎。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的組成部分。［1］

剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)中的主要作用是抵抗各種荷載，支撐整個(gè)建筑的上層結(jié)構(gòu)，俗稱為擋風(fēng)墻、抗震墻或結(jié)構(gòu)墻。對于豎向荷載，主要是指重力，而水平荷載則主要是針對結(jié)構(gòu)應(yīng)力。剪力墻一旦設(shè)計(jì)、施工成型，不可隨意進(jìn)行破壞或拆除，以免對上層結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重影響，受力不均有可能會(huì)導(dǎo)致坍塌危險(xiǎn)。剪力墻的設(shè)計(jì)要與施工的難易程度、造價(jià)等進(jìn)行充分結(jié)合，通過設(shè)計(jì)案例不斷進(jìn)行總結(jié)。

2 剪力墻優(yōu)劣勢分析

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，僅僅利用較少的鋼量就可以達(dá)到很高的剛度，從而確保整體性良好。基于這種優(yōu)勢，目前剪力墻結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高層建筑工程中。住宅建筑的風(fēng)格多樣化進(jìn)展過程中，室內(nèi)的不均勻布置與分隔墻在住宅建筑中應(yīng)用越來發(fā)揮多，建設(shè)單位多采用把承重墻與分隔墻利用現(xiàn)澆混凝土的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性的要求，同時(shí)也滿足業(yè)主需求。［2］凡事都有兩面性，剪力墻結(jié)構(gòu)也存在著一定的缺點(diǎn)。在剪力墻結(jié)構(gòu)中混凝土使用量較大，會(huì)不斷增加建筑結(jié)構(gòu)的重量，在發(fā)生地震等災(zāi)害時(shí)，由于抗接側(cè)剛度大，上層將會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，從而對高層人們的正常生活造成威脅。在剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中，要有效發(fā)揮結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，避免劣勢問題，或采取相應(yīng)的補(bǔ)充措施，對缺陷進(jìn)行有效化解。

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

3．1 剪力墻的布置

剪力墻是高層建筑結(jié)構(gòu)的核心主體框架，其在平面布置時(shí)應(yīng)該盡可能地保持均勻與對稱，同時(shí)墻面結(jié)構(gòu)的剛度中心與質(zhì)量重心保持吻合，減少因?yàn)閮蓚?cè)受力不均導(dǎo)致的扭矩問題。剪力墻布置不均，造成的建筑主體出現(xiàn)沉降不均的問題也時(shí)有發(fā)生。內(nèi)外剪力墻要拉通、對直。在剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要充分計(jì)算應(yīng)力，同時(shí)也要考慮施工的難以程度，在同樣滿足業(yè)主需求的同時(shí)，降低整個(gè)項(xiàng)目的成本也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮的一項(xiàng)因素之一。最后剪力墻的肢截面要盡可能地簡單、規(guī)則，適應(yīng)性更強(qiáng)，也更容易得到業(yè)主的認(rèn)可。

3．2 剪力墻大墻肢處理應(yīng)用

剪力墻本身的剛度非常大，同時(shí)也存在著一定的延伸性，這主要是因?yàn)槭┕げ牧蠠o可避免的形成的。正因?yàn)槿绱耍谶M(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)同樣需要考慮到延展特性，從實(shí)際出發(fā)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對整體性的作用將會(huì)更加科學(xué)。在剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，極易出現(xiàn)彎曲破壞形式，容易在投入使用后經(jīng)過一段時(shí)間的應(yīng)力積累，造成脆性破壞。所以在設(shè)計(jì)過程中，要對剪力墻在滿足承載要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行分層間隔設(shè)計(jì)，均勻獨(dú)立的剪力墻對于提高墻體的結(jié)構(gòu)承載力非常有效。長度較小的剪力墻在受彎時(shí)造成的裂縫寬度較小，可以發(fā)揮配筋的作用。一般而言，對于超過八米的墻肢長度，要采用開施工釬與開計(jì)算洞的方式進(jìn)行處理。前者是在施工墻上留洞，在完成后進(jìn)行砌填，對墻肢進(jìn)行分解，而第二種是在計(jì)算時(shí)就設(shè)有孔洞，不過在施工階段卻為混凝土墻，從而加強(qiáng)其他的墻腳的配筋能力。

3．3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的墻體配筋

對于整體建筑結(jié)構(gòu)的安全與工程經(jīng)濟(jì)性來說，控制好剪力墻的配筋作用十分明顯，剪力墻的面積非常大，整個(gè)建筑規(guī)模都需要使用到剪力墻。剪力墻的配筋多把豎向鋼筋置于內(nèi)側(cè)，而把橫向的鋼筋置于外介。剪力墻的配筋需要滿足最小配筋率要求，如果采用雙向鋼筋網(wǎng)片可以有效節(jié)省墻體配筋。墻體配盤減少，將對規(guī)模龐大的高層建筑工程造價(jià)有著積極的作用，得到了建設(shè)單位的認(rèn)可。

4 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的問題

剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用主要是需要其提供對上層建筑的可靠支撐，從而加強(qiáng)建筑的堅(jiān)固性。剪力墻結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震時(shí)，能夠有效增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，盡量減少破壞。業(yè)主對于剪力墻的破壞非常困難，從側(cè)面提高了整體建筑的使用壽命。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意幾個(gè)問題。首先要控制好剪力墻的高度與寬度的比例，剪力墻的結(jié)構(gòu)高度較高，也就是我們平時(shí)所稱的層高較大，在一些通透型建筑中剪力墻的寬度也非常大，為了減輕重點(diǎn)，只得在厚度方面不斷降低，也就在形式上向框架、柱子結(jié)構(gòu)靠攏。與柱子結(jié)構(gòu)不同的是，二者在厚度方面存在明顯不同，如果剪力墻的高寬比例過低時(shí)，可以按照柱子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。剪力墻是一個(gè)平面結(jié)構(gòu)，不但需要承載水平應(yīng)力與彎矩力，還要承擔(dān)豎向壓力，所以需要滿足彈性要求。其次，在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，要把重力與橫向延展力結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算。在一些剪力墻中有門洞等情況時(shí)，更需要對其進(jìn)行精確計(jì)算，避免在某處產(chǎn)生應(yīng)力弱點(diǎn)，影響使用，產(chǎn)生施工后的裂縫問題。

5 結(jié)束語

隨著人們的高層需求不斷增多，商業(yè)與住宅都出現(xiàn)了大量的高層建筑，這對城市的土地面積是一種有效的利用，符合目前社會(huì)發(fā)展的趨勢要求。高層建筑中剪力墻的應(yīng)用更是體現(xiàn)出了絕對的優(yōu)勢。不但滿足最基本的實(shí)用性要求，更是對人們?nèi)找嬖鲩L的個(gè)性化需求、工程經(jīng)濟(jì)性需求以及耐久性要求都可以實(shí)現(xiàn)。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了建筑工程的質(zhì)量，也有效降低了生產(chǎn)成本。在未來，剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將會(huì)有效避免劣勢問題，通過技術(shù)的運(yùn)用、完善的計(jì)算，不斷提高剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)水平，促進(jìn)我國建筑工程質(zhì)量的不斷提升。

［1］秦瑩．剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］．科技致富向?qū)В?013，29∶309．

［2］王燕．剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］．科技與企業(yè)，2014，02∶173．