剪力墻結構設計探析

摘要:為了更大的發(fā)揮高層剪力墻的結構優(yōu)點,并克服剪力墻的結構缺點,可是由于在實際中建筑物都是高度不盡相同的,所以，我們提出了改進現(xiàn)澆剪力墻結構的形式。并結合現(xiàn)有的工程經(jīng)驗和設計規(guī)范,來對剪力墻結構形式的有效性和可行性進行說明。

關鍵詞:剪力墻結構;設計;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；雙向布置時兩方向剛度宜接近為好，具體的控制可以看計算結果中兩個方向的位移和剛重比等指標；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行連接時，必須要設暗柱，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構穩(wěn)定性。盡可能不布置成“—”字形，如若出現(xiàn)“—”形的短肢墻時，必須要嚴格控制軸壓比。

二、高層建筑剪力墻的結構設計

高層建筑結構剪力墻不要都采用短肢剪力墻的結構。可是在采用的短肢剪力墻比較多時，剪力墻應為一般的剪力墻，讓一般剪力墻和短肢剪力墻來共同抵抗水平力的結構。短肢剪力墻比一般剪力墻結構抗震性能稍差，經(jīng)濟指標也相對不好。在《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》中規(guī)定：在抗震設計時抗震等級比一般剪力墻要提高一級，對于無翼緣和端柱一字形短肢剪力墻，其軸壓比限值相應減少零點一；短肢剪力墻截面都縱向鋼筋配筋率，底部加強區(qū)部位不可小于百分之一點兒，剩余的部位不能小于百分之一，除底部加強部位以外，其余各層的短肢剪力墻設計值；http:///
一、二級抗震級數(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。設計應使其結構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，還要同時滿足豎向荷載傳遞要求。

三、合理剪力墻結構方案

（一）、在框支剪力墻的結構中,其上部的剪力墻結構一般采用短肢剪力墻的結構體系。

其底部的大空間剪力墻結構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,這樣的結構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，即抗震性能不夠好,這主要是由于上層的剪力墻結構抗側(cè)剛度比較大,下層框架的剪力墻結構抗側(cè)剛度比較小,結構剛度在豎向方向變化懸殊,甚至可達五到六倍左右,這使其結構在受水平力作用時，極易發(fā)生變形集中和應力集中,而在《高層建筑混凝土結構技術規(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。在一般的實際工程設計時,為了達到相關要求,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的工程費用。

（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,假如運用短肢剪力墻體系,這也就使其結構相對較柔,結構層間位移和頂點位移不一定真好滿足標準,假如底部剪力系數(shù)偏低,那么剪力墻的結構也就趨于不安全。可是,在一些情況下采用傳統(tǒng)全現(xiàn)澆剪力墻體系,其剪力墻的結構剛度計算值還有點偏大時,可以在較長的剪力墻墻肢開設結構洞口,或者是把窗臺改成磚加以微調(diào)。

（三）、對于層數(shù)相對較少的高層建筑，像二十層以下的建筑,一般都可用短肢剪力墻結構設計體系。小于二十層的建筑采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆剪力墻結構,各墻肢軸壓比計算值往往較小,墻體配筋為構造配筋,墻體承載能力沒有充分發(fā)揮,工程費用偏高。這時,可采用一種改進的短肢剪力墻結構,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抵抗水平力的抗剪核心筒,這個核心筒由多片剪力墻組成,用以抵抗大部分由風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,只有當某片剪力墻長度大于八米時,在這中間開一個結構洞,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“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,必須要加強小墻肢配筋。建筑平面上的這部分短肢剪力墻主要是承擔結構豎向荷載的,各個墻肢由連梁來進行連接,并協(xié)同工作,讓其整個結構成為一個良好抗震體系。

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四、在全剪力墻結構中的連梁超筋問題

在實際中，一般剪力墻數(shù)量相對較多，且相對分散，各個剪力墻之間抗側(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，構成剪力墻結構的主要構件的連梁超筋現(xiàn)象就相對比較少。假如出現(xiàn)連梁超筋現(xiàn)象時，可能是由下面原因引起的：

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一、連梁跨高比相對較小引起的。

第二、和連梁連接剪力墻的墻肢相對較長引起的。第三、上下洞口沒有準確對齊。

解決連梁跨高比相對較小問題可以采用把窗臺改成磚砌的方法，在連梁中間設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較長問題的方法是，在長墻肢中間開一個洞，讓其成為連肢墻。解決上下洞口沒有準確對齊問題方法是，讓洞口對齊或者是計算時先簡化對齊，隨之，再在設計過程中間加強洞口的相應抗震構造措施�？蚣芗袅�墻的結構中，剪力墻的數(shù)量相對較少，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，在方案的初步設計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，連梁超筋問題仍不能得到有效的解決，還可采取下面的兩種補救措施：

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一、假如某層連梁彎矩超過了自身的最大受彎承載力，這時可以減小該層連梁彎矩受力設計值，把相鄰上層和下層連梁彎矩設計值做適當?shù)奶岣�，以此來補償減少的彎矩，并滿足平衡條件�？墒翘岣吆徒档头�度，都不可超過設計時彎矩設計值的百分之二十，必要的時候也可提高相鄰墻肢的配筋，來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)必須要大于零點五五，也就是在水平力的作用下，準許連梁首先開裂，進入彈塑性的狀態(tài)。

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

五、結語：

本文主要通過探討高層框架建筑的剪力墻結構設計主要控制點，并做了相應的結果分析。進一步認識高層建筑框架的剪力墻結構設計時相關的控制點�？偠�言之，對剪力墻的結構設計人員來說，要先對其功能有確切的了解，然后選取符合實際應用的結構，平面和立面的布置要盡可能規(guī)則，還有要有較好的抗風、抗震性能好的結構體系。使高層建筑的結構合理、安全、可靠；同時要降低造價，這也是今后設計發(fā)展的方向，還要根據(jù)具體實際狀況和規(guī)范做相應加強措施。

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