王曉羽
摘 要:在我國現(xiàn)有建筑中,剪力墻結(jié)構(gòu)是一種被普遍采用的結(jié)構(gòu)形式。剪力墻具有良好的整體性、抗震性和耐久性,且具有良好的耗能能力和延性。本文重點(diǎn)針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)展開了分析和研究,提出了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作要點(diǎn),以期不斷提高剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);建筑結(jié)構(gòu)
文章編號(hào):2095-4085(2020)05-0039-02
在建筑設(shè)計(jì)的方案階段,結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師應(yīng)提前參與,根據(jù)建筑物的功能特點(diǎn),初步確定剪力墻的布置位置。后續(xù)設(shè)計(jì)中,通過進(jìn)一步計(jì)算,合理調(diào)整剪力墻的布置,使結(jié)構(gòu)平面剛度均勻分布,豎向剛度均勻變化,既能提高結(jié)構(gòu)的整體抗震性能,又能充分實(shí)現(xiàn)建筑使用功能最大化。同時(shí),由于剪力墻自身具有剛性防水的特點(diǎn),有利于建筑物的防水抗?jié)B性能的提高;此外,鋼筋混凝土剪力墻具有優(yōu)異的耐久性能,可有效延長建筑物的使用壽命。因此,合理設(shè)置剪力墻,對(duì)結(jié)構(gòu)的建筑功能和抗震性能都有著至關(guān)重要的影響。
1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
剪力墻結(jié)構(gòu)以鋼筋混凝土墻作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件,具有良好的整體性和抗震性,同時(shí)具有較好的延性。現(xiàn)階段,我國很多高層建筑采用剪力墻結(jié)構(gòu),有效提高了建筑物的整體安全性和抗震性,同時(shí)也為高層建筑提供出了良好的支撐效果,保證建筑物的結(jié)構(gòu)安全。通過剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),還可以省去建筑部分橫梁結(jié)構(gòu),提高了建筑體整體使用工作效果,有效降低了樓層的高度[1]。
1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)存在弊端
剪力墻結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)勢,但是也存在一定的問題?,F(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》對(duì)剪力墻的布置間距有明確的規(guī)定,因此建筑剪力墻結(jié)構(gòu)不適合在一些需要較大使用空間的建筑中應(yīng)用,并且剪力墻的設(shè)計(jì)靈活性相對(duì)較低。除此之外,剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻是主要承重構(gòu)件,不允許進(jìn)行后期的改動(dòng)或者是拆除,這樣會(huì)造成無法滿足居民的一些空間個(gè)性化要求。再者,剪力墻結(jié)構(gòu)中使用大量的鋼筋混凝土,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自重較大,不利于結(jié)構(gòu)的整體抗震。
1.3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
剪力墻布置應(yīng)符合下列規(guī)定。
1)平面布置宜簡單、規(guī)則,宜沿兩個(gè)主軸方向或其他方向雙向布置,兩個(gè)方向的側(cè)向剛度不宜相差過大??拐鹪O(shè)計(jì)時(shí),不應(yīng)采用僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置。
2)宜自下到上連續(xù)布置,避免剛度突變。
3)門窗洞口宜上下對(duì)齊、成列布置,形成明確的墻肢和連梁;宜避免造成墻肢寬度相差懸殊的洞口設(shè)置;抗震設(shè)計(jì)時(shí),一、二、三級(jí)剪力墻的底部加強(qiáng)部位不宜采用上下洞口不對(duì)齊的錯(cuò)洞墻,全高均不宜采用洞口局部重疊的疊合錯(cuò)洞墻。同時(shí),剪力墻不宜過長,較長剪力墻宜設(shè)置跨高比較大的連梁將其分成長度較均勻的若干墻段,各墻段的高度與墻段長度之比不宜小于3,墻段長度不宜大于8m。
除此之外,在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作中,需要充分做好相應(yīng)的防護(hù)措施,有效保證剪力墻的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。要有效把握好建筑層與層間之間的彎曲程度,這樣才可以有效提高建筑體的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[2]。
2 剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的具體應(yīng)用
2.1 合理確定剪力墻的布置位置
剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑結(jié)構(gòu)中普遍應(yīng)用的結(jié)構(gòu)形式。由于剪力墻結(jié)構(gòu)自身存在的一些弊端,致使剪力墻結(jié)構(gòu)具有一定的局限性。因此合理布置剪力墻至關(guān)重要。
相關(guān)設(shè)計(jì)人員在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案階段,就必須要對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的統(tǒng)籌規(guī)劃,并且要考慮到自然環(huán)境對(duì)建筑的影響,比如風(fēng)荷載,地震作用,溫度應(yīng)力等。根據(jù)建筑物所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度和基本風(fēng)壓,合理控制剪力墻的間距、結(jié)構(gòu)的自振周期和變形。既要做到安全,又要充分滿足建筑物的空間使用要求。同時(shí),對(duì)于超出規(guī)范規(guī)定溫度區(qū)段長度的結(jié)構(gòu),尚應(yīng)采取減小溫度應(yīng)力影響的施工措施,比如,設(shè)置后澆帶,分段施工并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),或者增配抗裂溫度鋼筋等。
在建筑剪力墻的設(shè)計(jì)工作中還需要充分控制工程的成本,及時(shí)獲取建筑設(shè)計(jì)相關(guān)信息,從中選擇出性價(jià)比更高的材料來加以使用。同時(shí)還需要考慮到建筑體結(jié)構(gòu)的整體平衡狀況,保證建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的高度和寬度符合建筑工程的穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn),盡可能實(shí)現(xiàn)建筑對(duì)稱性結(jié)構(gòu),保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,也提高了建筑的外觀美觀性[3]。
2.2 科學(xué)處理剪力墻長墻肢問題
剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)具有延性,細(xì)高的剪力墻(高寬比大于3)容易設(shè)計(jì)成具有延性的彎曲破壞剪力墻。長的剪力墻具有較好的抗側(cè)剛度,但當(dāng)墻的長度(即墻段截面高度)很長時(shí),受彎后產(chǎn)生的裂縫寬度會(huì)較大,墻體的配筋容易被拉斷,因此墻段的長度不宜過大,一般不宜大于8m。
對(duì)于超過8m的長墻,可通過開設(shè)洞口將長墻分成長度較小的墻段,使每個(gè)墻段成為高寬比大于3的獨(dú)立墻肢或聯(lián)肢墻,分段宜較均勻。用以分割墻段的洞口上可設(shè)置跨高比不小于6的弱連梁。
2.3 墻體配筋方式
剪力墻作為主要抗側(cè)力構(gòu)件,其配筋首先要滿足現(xiàn)行國家規(guī)范的最低要求。同時(shí),通過調(diào)整墻體的布局,減少結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中,避免應(yīng)結(jié)構(gòu)的不合理布置引起局部墻肢配筋很大,造成浪費(fèi)。同時(shí),應(yīng)采用高強(qiáng)鋼筋,對(duì)于滿足規(guī)范要求的墻身水平鋼筋,可作為剪力墻邊緣構(gòu)件的箍筋使用。
總之,通過合理的布置和精心設(shè)計(jì),有效提高墻體結(jié)構(gòu)的安全性和整體性,保證剪力墻結(jié)構(gòu)不會(huì)在外力的作用下產(chǎn)生過大變形或損壞,同時(shí)還可以有效提高剪力墻結(jié)構(gòu)的整體抗震效果,對(duì)提高建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性有著重要的作用。除此之外,剪力墻結(jié)構(gòu)的配筋率也直接影響到了整個(gè)工程的施工成本,對(duì)工程施工項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生了一定的影響[4]。
3 結(jié) 語
綜上所述,剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中非常重要的環(huán)節(jié),相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)要點(diǎn)加以充分的關(guān)注,并且依照工程的實(shí)際設(shè)計(jì)情況對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的調(diào)整,對(duì)特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)提出相應(yīng)的施工要求和防護(hù)措施,有效發(fā)揮出建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的性能。
參考文獻(xiàn):
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[4]潘楊.剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].門窗,2019,(21):158.