剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析

摘要:為了更大的發(fā)揮高層剪力墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn),并克服剪力墻的結(jié)構(gòu)缺點(diǎn),可是由于在實(shí)際中建筑物都是高度不盡相同的,所以，我們提出了改進(jìn)現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)的形式。并結(jié)合現(xiàn)有的工程經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)規(guī)范,來(lái)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)形式的有效性和可行性進(jìn)行說(shuō)明。

關(guān)鍵詞:剪力墻結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);探析；布置

Abstract: in order to bigger play high-rise shear wall structure advantages, and overcome the shortcomings of the shear wall structure, but because in practice buildings is highly different, so, we put forward the improvement cast-in-situ shear wall structure of form. And according to the engineering experience and design standard, to form the shear wall structure the feasibility and effectiveness of the specification.

Keywords: the shear wall structure; Design; Analysis; layout

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一、剪力墻的布置原則：

剪力墻一般多布置為：墻肢截面高厚比不小于八米；雙向布置時(shí)兩方向剛度宜接近為好，具體的控制可以看計(jì)算結(jié)果中兩個(gè)方向的位移和剛重比等指標(biāo)；要盡可能的布置在建筑物的外圍；墻布置必須要考慮剛度的傳遞，不能把剪力墻分散布置;在出現(xiàn)墻肢和平面外樓面梁進(jìn)行連接時(shí)，必須要設(shè)暗柱，暗柱寬度要是梁寬加兩倍的墻厚；墻形狀多布置成“L”形、“T”形，這更有利于剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。盡可能不布置成“—”字形，如若出現(xiàn)“—”形的短肢墻時(shí)，必須要嚴(yán)格控制軸壓比。

二、高層建筑剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高層建筑結(jié)構(gòu)剪力墻不要都采用短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)。可是在采用的短肢剪力墻比較多時(shí)，剪力墻應(yīng)為一般的剪力墻，讓一般剪力墻和短肢剪力墻來(lái)共同抵抗水平力的結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻比一般剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能稍差，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也相對(duì)不好。在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定：在抗震設(shè)計(jì)時(shí)抗震等級(jí)比一般剪力墻要提高一級(jí)，對(duì)于無(wú)翼緣和端柱一字形短肢剪力墻，其軸壓比限值相應(yīng)減少零點(diǎn)一；短肢剪力墻截面都縱向鋼筋配筋率，底部加強(qiáng)區(qū)部位不可小于百分之一點(diǎn)兒，剩余的部位不能小于百分之一，除底部加強(qiáng)部位以外，其余各層的短肢剪力墻設(shè)計(jì)值；http:///
一、二級(jí)抗震級(jí)數(shù)分別乘增大系數(shù)和1。2或者1。4。上面的這些要求大大的提高了剪力墻截面厚度和配筋率，因此，在實(shí)際中特別是地震易發(fā)生區(qū)要盡可能的避免采用這種布置方式。設(shè)計(jì)應(yīng)使其結(jié)構(gòu)水平和豎向都有合理的剛度和承載力的分布，必須要將剪力墻墻肢截面高度做的比八倍墻厚稍大，剪力墻沒有必要按開間布置，兩間合并布置成大開間的剪力墻，還要同時(shí)滿足豎向荷載傳遞要求。

三、合理剪力墻結(jié)構(gòu)方案

（一）、在框支剪力墻的結(jié)構(gòu)中,其上部的剪力墻結(jié)構(gòu)一般采用短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)體系。

其底部的大空間剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指框架支承的剪力墻和全落地剪力墻共同工作的體系,這樣的結(jié)構(gòu)體系一般在底層為店鋪，而上層卻是住宅或者是旅館的建筑中常常采用。但是這種體系也有很大的缺點(diǎn)，即抗震性能不夠好,這主要是由于上層的剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度比較大,下層框架的剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度比較小,結(jié)構(gòu)剛度在豎向方向變化懸殊,甚至可達(dá)五到六倍左右,這使其結(jié)構(gòu)在受水平力作用時(shí)，極易發(fā)生變形集中和應(yīng)力集中,而在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定,下層框架的剛度要大于上層框架剛度的百分之七十。在一般的實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí),為了達(dá)到相關(guān)要求,通常采用加大下層剪力墻厚度 ,提高框支層的剛度,降低上下層之間的剛度比,這樣也就增加了相應(yīng)的工程費(fèi)用。

（二）、在大于二十層的高層建筑上,最好是采用傳統(tǒng)全現(xiàn)澆剪力墻體系。在層數(shù)很多高層建筑中,假如運(yùn)用短肢剪力墻體系,這也就使其結(jié)構(gòu)相對(duì)較柔,結(jié)構(gòu)層間位移和頂點(diǎn)位移不一定真好滿足標(biāo)準(zhǔn),假如底部剪力系數(shù)偏低,那么剪力墻的結(jié)構(gòu)也就趨于不安全�？墒�,在一些情況下采用傳統(tǒng)全現(xiàn)澆剪力墻體系,其剪力墻的結(jié)構(gòu)剛度計(jì)算值還有點(diǎn)偏大時(shí),可以在較長(zhǎng)的剪力墻墻肢開設(shè)結(jié)構(gòu)洞口,或者是把窗臺(tái)改成磚加以微調(diào)。

（三）、對(duì)于層數(shù)相對(duì)較少的高層建筑，像二十層以下的建筑,一般都可用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系。小于二十層的建筑采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu),各墻肢軸壓比計(jì)算值往往較小,墻體配筋為構(gòu)造配筋,墻體承載能力沒有充分發(fā)揮,工程費(fèi)用偏高。這時(shí),可采用一種改進(jìn)的短肢剪力墻結(jié)構(gòu),其具體做法是:利用位于建筑平面中部抗側(cè)剛度很大的樓梯間或電梯間做為一個(gè)抵抗水平力的抗剪核心筒,這個(gè)核心筒由多片剪力墻組成,用以抵抗大部分由風(fēng)荷載和地震作用引起的水平力。一般情況下,這些的剪力墻都不做成短肢剪力墻,只有當(dāng)某片剪力墻長(zhǎng)度大于八米時(shí),在這中間開一個(gè)結(jié)構(gòu)洞,讓其成雙肢剪力墻。除了核心區(qū)外其它各片的剪力墻,根據(jù)所其所處的位置不同,把它們分割為多個(gè)“T”型或“一”字型的短肢剪力墻。但是要盡可能地避免出現(xiàn)小墻肢,如果出現(xiàn)小出現(xiàn)墻肢時(shí),必須要加強(qiáng)小墻肢配筋。建筑平面上的這部分短肢剪力墻主要是承擔(dān)結(jié)構(gòu)豎向荷載的,各個(gè)墻肢由連梁來(lái)進(jìn)行連接,并協(xié)同工作,讓其整個(gè)結(jié)構(gòu)成為一個(gè)良好抗震體系。

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四、在全剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁超筋問(wèn)題

在實(shí)際中，一般剪力墻數(shù)量相對(duì)較多，且相對(duì)分散，各個(gè)剪力墻之間抗側(cè)剛度相差甚小，通常在水平力的作用下，每片剪力墻的受力是比較均勻，所以，構(gòu)成剪力墻結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件的連梁超筋現(xiàn)象就相對(duì)比較少。假如出現(xiàn)連梁超筋現(xiàn)象時(shí)，可能是由下面原因引起的：

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一、連梁跨高比相對(duì)較小引起的。

第二、和連梁連接剪力墻的墻肢相對(duì)較長(zhǎng)引起的。第三、上下洞口沒有準(zhǔn)確對(duì)齊。

解決連梁跨高比相對(duì)較小問(wèn)題可以采用把窗臺(tái)改成磚砌的方法，在連梁中間設(shè)一道貫穿縫或者是加大洞口高度和寬度的。解決連梁連接剪力墻的墻肢相對(duì)較長(zhǎng)問(wèn)題的方法是，在長(zhǎng)墻肢中間開一個(gè)洞，讓其成為連肢墻。解決上下洞口沒有準(zhǔn)確對(duì)齊問(wèn)題方法是，讓洞口對(duì)齊或者是計(jì)算時(shí)先簡(jiǎn)化對(duì)齊，隨之，再在設(shè)計(jì)過(guò)程中間加強(qiáng)洞口的相應(yīng)抗震構(gòu)造措施。框架剪力墻的結(jié)構(gòu)中，剪力墻的數(shù)量相對(duì)較少，可是大部分的水平力都是由剪力墻所承受的，連梁就極易造成超筋現(xiàn)象的出現(xiàn)。所以，在方案的初步設(shè)計(jì)階段就必須要考慮將剪力墻分散，讓其布置均勻，還要把剪力墻布置的較多且墻肢比較短。如果用上面的措施，連梁超筋問(wèn)題仍不能得到有效的解決，還可采取下面的兩種補(bǔ)救措施：

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一、假如某層連梁彎矩超過(guò)了自身的最大受彎承載力，這時(shí)可以減小該層連梁彎矩受力設(shè)計(jì)值，把相鄰上層和下層連梁彎矩設(shè)計(jì)值做適當(dāng)?shù)奶岣�，以此�?lái)補(bǔ)償減少的彎矩，并滿足平衡條件�？墒翘岣吆徒档头�度，都不可超過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)彎矩設(shè)計(jì)值的百分之二十，必要的時(shí)候也可提高相鄰墻肢的配筋，來(lái)滿足極限的平衡條件。

第二、把連梁的剛度折減，剛度的折減系數(shù)必須要大于零點(diǎn)五五，也就是在水平力的作用下，準(zhǔn)許連梁首先開裂，進(jìn)入彈塑性的狀態(tài)。

不論是采取上面的哪個(gè)措施，都要使調(diào)整后的結(jié)構(gòu)在水平力的作用下，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定的結(jié)構(gòu)位移限值，還要把底部剪力系數(shù)控制在合理范圍以內(nèi)，來(lái)保障結(jié)構(gòu)的安全。

五、結(jié)語(yǔ)：

本文主要通過(guò)探討高層框架建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要控制點(diǎn)，并做了相應(yīng)的結(jié)果分析。進(jìn)一步認(rèn)識(shí)高層建筑框架的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)相關(guān)的控制點(diǎn)�？偠�言之，對(duì)剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，要先對(duì)其功能有確切的了解，然后選取符合實(shí)際應(yīng)用的結(jié)構(gòu)，平面和立面的布置要盡可能規(guī)則，還有要有較好的抗風(fēng)、抗震性能好的結(jié)構(gòu)體系。使高層建筑的結(jié)構(gòu)合理、安全、可靠；同時(shí)要降低造價(jià)，這也是今后設(shè)計(jì)發(fā)展的方向，還要根據(jù)具體實(shí)際狀況和規(guī)范做相應(yīng)加強(qiáng)措施。

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