何林軒

（廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司　廣東廣州　510000）

引言

近年來，中國經(jīng)濟(jì)實(shí)力大幅提升，高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)在城市的建設(shè)中。在高層建筑的應(yīng)用中，剪力墻是最為廣泛應(yīng)用的建筑結(jié)構(gòu)。從剪力墻結(jié)構(gòu)的具體施工來看，其特點(diǎn)比較突出，主要表現(xiàn)為可以有效抗震，深得用戶的青睞。雖然剪力墻結(jié)構(gòu)在施工中得到越來越多的應(yīng)用，但同時(shí)也要求施工人員注意剪力墻結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求。眾所周知，剪力墻結(jié)構(gòu)是不同的，所以選擇一個(gè)合適的施工方法是關(guān)鍵，科學(xué)有效地選擇合適的施工方法不僅對促進(jìn)施工快速進(jìn)行發(fā)揮作用，同時(shí)也能保證施工的質(zhì)量。所以這也就要求相關(guān)技術(shù)人員努力提高自身的能力，能夠合理地選擇施工方式，同時(shí)又可以嚴(yán)格要求施工過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，避免錯(cuò)誤的產(chǎn)生。

1　剪力墻結(jié)構(gòu)概述

剪力墻結(jié)構(gòu)主要是指使用鋼筋混凝土墻取代梁柱框架結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行各種荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，目前這種結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于高層建筑。一般來說，剪力墻在建筑設(shè)計(jì)中的主要作用是承受垂直荷載和抵抗水平荷載，防止建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜和倒塌。一般的剪力墻和樓板共同構(gòu)成一個(gè)應(yīng)力系統(tǒng)來完成整個(gè)建筑的支撐，但其缺點(diǎn)是剪力墻不能任意拆除或破壞。由于設(shè)計(jì)空間的限制，不利于建筑空間的自由組合，所以對于居民來說，裝修過程必須按照剪力墻結(jié)構(gòu)的要求來設(shè)計(jì)，不能隨意改變室內(nèi)布局。然而，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用使居民在一定范圍內(nèi)自由改變室內(nèi)布局，增加了建筑設(shè)計(jì)的靈活性。最后，剪力墻決定了建筑主體底部剪力的最大承載力，因此墻體質(zhì)量較高。

2　剪力墻的結(jié)構(gòu)特征

高層建筑要求有大開間、平面及房間布置靈活、方便的特點(diǎn)，在對高層建筑的過程中，關(guān)于剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用發(fā)展前景非常廣闊。這種結(jié)構(gòu)不僅可以最大程度的利用建筑物的空間，給居住者帶來最舒適的感覺，最主要的是剪力墻結(jié)構(gòu)可以保證建筑物的質(zhì)量，給人們的居住帶來安全感。剪力墻有如下特點(diǎn)：

2.1　剪力墻具有獨(dú)特的剛度特征

施工人員需要結(jié)合剪力墻結(jié)構(gòu)的自身特點(diǎn)來施工，采取抗震減災(zāi)的方式來進(jìn)行對剪力墻韌性的維護(hù)，避免受到外界的作用而使得自身結(jié)構(gòu)被破壞，從而使整個(gè)結(jié)構(gòu)得到保護(hù)，是建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量得到保證。

2.2　剪力墻的受力特征

現(xiàn)代的社會迅速發(fā)展，不難看出舊的施工方式已經(jīng)不能滿足如今的建筑設(shè)計(jì)，所以新的建筑技術(shù)就會出現(xiàn)，使建筑物可以更好的被使用。剪力墻結(jié)構(gòu)就是一種新的施工技術(shù)，不同于傳統(tǒng)施工技術(shù)的是，剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性，而穩(wěn)定性取決于剪力墻的受力情況，可以承擔(dān)絕大的水平荷載，這也就決定了剪力墻結(jié)構(gòu)能夠最大程度的保證建筑物的安全性，保證建筑物的使用?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)立體圖如圖1所示。

圖1　剪力墻結(jié)構(gòu)立體圖

3　剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

3.1　工程概況

某工程C2#樓，主體結(jié)構(gòu)高度99.57m，地下室2層，地上1～2層為底層商鋪，3～32層為建筑，其中3層為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。建筑物平面尺寸為37m×23.5m，建筑總面積為15440.36m2，該工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命為50年，施工結(jié)構(gòu)安全等級為2級，剪力墻抗震等級為四級。該地區(qū)工程抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度，設(shè)計(jì)的基本地震加速度為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，為Ⅱ類類別的建筑工地，地面粗糙度為B類抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度第一組。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，底部加強(qiáng)部位（本工程為地下1～4層）剪力墻及柱抗震等級為二級，1～5層框架梁及連梁抗震等級為二級，其余部分框架及剪力墻抗震等級均為三級。

3.2　剪力墻的平面布置

為了進(jìn)一步保障剪力墻的經(jīng)濟(jì)和安全，有必要對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)的布置。剪力墻的結(jié)構(gòu)布置主要從垂直布置和平面布置入手，盡可能從對稱、均勻的原則入手。剪力墻平面布置必須遵循均勻?qū)ΨQ的原則，確保剪力墻的平面結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度中心能夠重合，從而有效地減少扭矩。加強(qiáng)剪力墻內(nèi)外的直拉作用，確保剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)中的抗震作用，應(yīng)設(shè)置剪力墻單墻的雙向方向，確保剪力墻的剛度不受側(cè)向力的影響。

3.3　剪力墻中的大墻肢相關(guān)處理方法

為了保證剪力墻的質(zhì)量，剪力墻必須具有一定的延展性。一旦剪力墻的墻肢超過8m，就應(yīng)該進(jìn)行鉆孔。通常采用開孔施工和結(jié)構(gòu)孔、孔結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)計(jì)算前，假設(shè)存在剪力墻孔，但在混凝土施工中仍是一堵混凝土墻，可使其他較小強(qiáng)肢配筋加固能力也有所提高。施工孔是在施工過程中在墻體上留下一個(gè)洞，在施工完成后用磚石填筑法填充墻體，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)將長墻肢分割成短墻肢的目標(biāo)。剪力墻的肢截面不應(yīng)該太復(fù)雜，應(yīng)該簡單而有規(guī)律。剪力墻的抗側(cè)力剛度不應(yīng)過大或過小，如果有合適的剪力墻側(cè)向剛度，剪力墻的承載力和抗側(cè)力剛度將得到充分發(fā)揮，進(jìn)一步擴(kuò)大剪力墻的可用空間。

3.4　將剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理定位

避免剪力墻墻體有過大的外挑和內(nèi)收的現(xiàn)象，應(yīng)該保持強(qiáng)勁面筋在垂直剪力墻，統(tǒng)一規(guī)則，進(jìn)一步防止剪力墻結(jié)構(gòu)承載力和側(cè)向剛度突變的可能性，也可以通過增加截面剪力墻和柱的橫截面、洞體等截面尺寸，進(jìn)一步保障底部的大空間剪力墻結(jié)構(gòu)不落地，從而避免剛度突變，并適當(dāng)提高樓層混凝土的等級。

3.5　建筑構(gòu)件與連接點(diǎn)部位的處理

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，如果連接點(diǎn)的設(shè)置存在不合理的現(xiàn)象，極有可能導(dǎo)致施工裂紋的產(chǎn)生，進(jìn)而降低剪力墻的承重與抗剪性能，最終導(dǎo)致建筑物的整體質(zhì)量遭受嚴(yán)重的影響，大大降低建筑物的使用壽命或是耐久性，這就必須增強(qiáng)剪力墻設(shè)計(jì)中建筑構(gòu)件與連接點(diǎn)的設(shè)計(jì)。此外，材料本身的問題也會給剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來新的問題。因此，必須特別重視實(shí)踐設(shè)計(jì)。近年來，人們對建筑穩(wěn)定性的要求越來越高。為了滿足人們不斷變化的要求，剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)和高要求。在超限高層建筑剪力墻和內(nèi)墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮主體結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性，從而提高超限高層建筑性能的穩(wěn)定性。

3.6　連續(xù)梁的處理

在水平負(fù)荷載的作用下，連梁會因?yàn)榧袅Φ膲χ冃?，而產(chǎn)生一定的內(nèi)力，并受到內(nèi)力和強(qiáng)制變形的約束，進(jìn)一步使得剪力墻的墻肢受力情況得到改善，所以連梁在具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對于剪力墻結(jié)構(gòu)有著非常重要的作用。因?yàn)檫B梁超筋不能滿足自身的剪力，減壓比例要求。所以一般容易發(fā)生連梁超筋的地方都在連梁的中部，在具體的剪力墻連梁施工中，發(fā)生連梁超筋部位，一般為高度1/3的樓層處。在采用連梁時(shí)是可以采用以下措施：進(jìn)一步調(diào)整連梁的塑性，從而實(shí)現(xiàn)彎矩剪力的調(diào)整，從而進(jìn)一步減少連梁的截面高度。因豎向荷載作用不明顯，所以可以不選擇連梁。

3.7　抗震設(shè)計(jì)

根據(jù)工程實(shí)踐和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部分主要包括建筑的外緣平面、墻肢角、小墻肢、甚至梁，其在發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，建筑的平面邊緣和墻角的墻體都會被破壞；在地震作用下，高層剪力墻結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)較大的整體彎曲變形，周圍的小墻肢因其底部的截面較小，豎向荷載越來越嚴(yán)重，破壞較為嚴(yán)重。而在剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻體的剛度弱化，這將增加連接梁的剪切破壞可能性。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的薄弱部分。例如，結(jié)構(gòu)布局應(yīng)盡量使剛性中心和質(zhì)心的位置接近，以減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；對截面的軸壓比進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證墻體的承載能力和延性；提高剪力墻的抗震水平；各剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。還要保證墻體截面的縱向配筋率。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意對梁“強(qiáng)剪弱彎”的檢查，確保連梁的彎曲屈先于剪切破壞，進(jìn)而發(fā)揮連梁的作用。

4　結(jié)束語

如今的社會發(fā)展迅速，建筑行業(yè)的發(fā)展日新月異，這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須努力進(jìn)行創(chuàng)新，加強(qiáng)設(shè)計(jì)，努力引進(jìn)外來先進(jìn)技術(shù)，注重細(xì)節(jié)，更好地保證施工的進(jìn)行。剪力墻承受著建筑物的整個(gè)軸承負(fù)荷，對維持安全與穩(wěn)定建筑工程的整體質(zhì)量起著重要的作用，因此，在建筑工程的設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)加強(qiáng)主體建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效地提高建筑物的抗震性能和整體質(zhì)量，從而做出安全，經(jīng)濟(jì)和合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)我國建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。