剪力墻結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用.doc

剪力墻結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用 摘要：隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，我國的經(jīng)濟水平也在飛速前進，人們對物質(zhì)生活水平的要求越來越高，建筑行業(yè)隨之崛起并得以快速發(fā)展。為了增強建筑物的抗側(cè)剛度和抗震性，目前很多建筑企業(yè)都采用剪力墻結(jié)構(gòu)，為人們的生命財產(chǎn)安全和國家經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展提供了基本的保障。本文詳細分析了剪力墻結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用。 關鍵詞：剪力墻；結(jié)構(gòu)設計；抗震性；彎矩圖 隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，對居住環(huán)境及工作環(huán)境提出了更高的要求，這樣，建筑企業(yè)能否保證建筑物的安全性和可靠性就成為競爭的重點所在。在建筑結(jié)構(gòu)設計中，剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性，而且抗側(cè)剛度很大，因此剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛的應用在建筑結(jié)構(gòu)的設計環(huán)節(jié)，特別是在一些高層建筑物中，剪力墻結(jié)構(gòu)應用的更為廣泛。 一、剪力墻結(jié)構(gòu)設計所遵循的基本原則 （1）調(diào)整連梁超限相關原則。在剪力墻結(jié)構(gòu)設計中，一般來說，連梁的跨高比應該高于或等于2.5，而采用跨高比低于2.5的連梁，在設計過程中就容易造成剪力墻的彎矩現(xiàn)象，嚴重超出限值。在高規(guī)中對剪力墻的跨高比就有明確規(guī)定，對于跨高比高于或等于5的連梁，在結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)，要以框架梁為依據(jù)，不能隨意折減其連梁的剛度。當跨高比處于56之間時，必須對連梁剛度進行折減，從而避免出現(xiàn)剪力超出限制或者連梁出現(xiàn)彎矩等現(xiàn)象。因此，在實際的建筑結(jié)構(gòu)設計中，建筑企業(yè)必須合理利用該明文規(guī)定，不僅能夠有效增強建筑物的安全性和可靠性，還能節(jié)約建筑成本，為建筑企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益和社會效益。 （2）剪力墻結(jié)構(gòu)有一個突出的特點就是其平面內(nèi)剛度和承載力比較大，而平面外剛度和承載力相對較小。這樣，如果剪力墻和平面外的梁相互連接，墻肢平面外就容易出現(xiàn)彎矩現(xiàn)象，而且，在平常的設計中，并不會對平面外承載力和剛度進行驗算，因此，為了避免彎矩現(xiàn)象的發(fā)生，在結(jié)構(gòu)設計時要盡量避免剪力墻與平面外的梁進行搭接，在無法避免的情況下也要嚴格按照相關規(guī)定采取相應的防范措施，保證剪力墻與平面外能夠搭接安全。 （3）在對剪力墻進行結(jié)構(gòu)設計時，要以主軸方向作為中心，雙向甚至多向的向四周延伸，盡可能的將各個方向的剪力墻相互連接在一起，在連接過程中還要避免這些剪力墻出現(xiàn)拉通對直現(xiàn)象；在對剪力墻的抗震性進行結(jié)構(gòu)設計時，應該使兩個方向的側(cè)向剛度盡可能接近，而對墻肢進行結(jié)構(gòu)設計時，在符合規(guī)定的基礎上，操作要盡可能簡單易行。對于高層建筑來說，在進行剪力墻的結(jié)構(gòu)設計時，要以主軸方向作為中心，雙向甚至多向的向四周延伸，尤其是在對墻肢的抗震性進行設計時，要盡量避免設計單方向有墻的模式，從而保證設計出的剪力墻能夠具有安全、可靠的工作性能。當然，剪力墻的分布不是隨意的，應保證數(shù)量相當、均勻。如果配置的剪力墻過多，會導致墻體得不到充分合理的利用，增大其抗側(cè)力剛度，進而增大震力及自身的重力，影響剪力墻的正常工作；如果配置的剪力墻過少，由于數(shù)量不足會導致墻體的抗側(cè)力剛度過小，同樣會增加剪力墻的正常性能。 二、剪力墻結(jié)構(gòu)的種類及分類依據(jù) 目前，剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛應用于建筑結(jié)構(gòu)的設計中，種類主要有四類： （1）有壁式框架的剪力墻。這種剪力墻的特點是洞口的尺寸比較大，墻肢線剛度與連梁線剛度非常接近，受力墻在受力后呈現(xiàn)剪切型，這種受力特點和框架結(jié)構(gòu)非常相似。在高層建筑中采用這種剪力墻容易出現(xiàn)反彎點，在樓層處反彎圖也有可能發(fā)生突變。 （2）截面剪力墻或者實體墻。這里所說的截面剪力墻是指墻體不開洞或者所開洞的面積不超過15%。這種類型的剪力墻在受力后變形主要呈現(xiàn)為曲型，整體上看這種剪力墻像是一個懸壁墻，彎矩圖上不存在彎點，在樓層處的反彎圖中也不可能發(fā)生突變。 （3）雙肢或者多肢剪力墻。這一類型的剪力墻的特點是開口比較大，而且洞口一般成列分布。 （4）整體小開口剪力墻。這一類型的剪力墻開口普遍較小，但是開洞的面積比較大，一般不低于15%。整個剪力墻在受力后主要的變形方式是彎曲型，在整個墻肢上幾乎沒有反彎點，但在彎矩圖的中心位置容易發(fā)生突變。 三、剪力墻結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的具體應用 1、對大墻肢的處理 在建筑結(jié)構(gòu)設計中，剪力墻的結(jié)構(gòu)首先要具有延展性，一些寬高比小于2的剪力墻在設計過程中就會變成具有延性、易于彎曲破壞的剪力墻，從而避免剪力墻受到脆性剪切毀壞。當剪力墻的長度較長時，為了保證每個墻段的寬高比都能不小于2，可以對長墻進行開洞分割，使長墻被均勻的分為符合條件的獨立墻段，這樣形成的墻段比較小，受彎所能產(chǎn)生的裂縫的寬度也會比較小，這樣就能保證墻體配筋發(fā)揮其良好的支撐作用。在剪力墻結(jié)構(gòu)設計中，當出現(xiàn)一些長度超過8米的大墻肢時，在計算整個樓層的剪力時一般都是由這些大墻肢來承載這些力量，這樣當發(fā)生強烈震動例如地震時，這些大墻肢最先受到破壞，那些較小的墻肢由于沒有充足的配筋來支撐墻面，從而導致墻面受到全面的破壞。針對這種問題，在對剪力墻進行結(jié)構(gòu)設計時，對哪些長度大于8米的墻肢，根據(jù)實際情況開施工洞（即在具體的施工過程中，在剪力墻上留下洞，當施工結(jié)束后再將這些洞填充好，這樣就能將大墻肢分成比較小的墻肢）和開計算洞（即在對剪力墻進行結(jié)構(gòu)計算時設置計算洞，施工時仍然設置為混凝土墻，這樣就能強化那些較小墻肢的配筋性能）。 2、合理的平面布置 在對剪力墻進行結(jié)構(gòu)設計時，應盡量使沿著主軸方向或者其他方向展開雙向或多向布置；在對剪力墻的平面進行布置時，應該嚴格按照均勻、對稱的原則，盡可能的將墻面結(jié)構(gòu)中的剛度中心和質(zhì)量中心重合在一起，不管是內(nèi)剪力墻還是外剪力墻都應該盡量的對直拉通，從而有效減少剪力墻的扭矩現(xiàn)象；在設計過程中抗側(cè)力剛度不應該設計的太大。在對剪力墻進行結(jié)構(gòu)設計時，為了使剪力墻的抗側(cè)力剛度和承載能力得到充分發(fā)揮，增強剪力墻的空間利用率，剪力墻之間的距離不應太密，要保證設計結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度合適，在設計時可以以經(jīng)驗公式（T=（0.05-0.06）n）來進行計算。 結(jié)語 綜上所述，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，對建筑行業(yè)的建筑安全性和可靠性提出了更高的要求，剪力墻結(jié)構(gòu)因其自身的優(yōu)越性被廣泛的應用于建筑的結(jié)構(gòu)設計中。但在實際的應用過程中，由于缺少相應的明文規(guī)定，對剪力墻的應用還不是很規(guī)范，為了更好的在建筑結(jié)構(gòu)中發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的工作性能，在應用過程中，必須掌握剪力墻結(jié)構(gòu)在設計中所要遵循的原則，并在實際的設計過程中，合理的布置剪力墻的平面，堅持均勻、對稱的原則，對內(nèi)外剪力墻之間不同的抗震性和抗側(cè)力剛度考慮全面，同時，還要正確處理大墻肢，盡量增強較小墻肢的配筋，使剪力墻的受力均勻，減小大墻肢的承載壓力，全面提高剪力墻的承載能力和抗震性能，通過采取這些合理的措施，有效的將剪力墻合理的應用于建筑結(jié)構(gòu)的設計環(huán)節(jié)中，增強建筑物的安全性和可靠性，不僅能夠為人民的生命財產(chǎn)安全提供基本保障，還能為建筑企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益和社會效益，促進我國經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展。 參考文獻： 1 鐘玉云.建筑結(jié)構(gòu)設計中概念設計的應用探討