淺析剪力墻結構設計在結構設計中的應用

1、<p>　　淺析剪力墻結構設計在結構設計中的應用</p><p>　　摘要：當前社會發(fā)展中，越來越多的剪力墻施工結構被應用在建筑工程施工中，成為建筑施工結構的重要組成形式。 </p><p>　　關鍵詞：剪力墻；結構設計；結構理念 </p><p>　　中圖分類號：TU398+.2文獻標識碼：A文章編號： </p><p><

2、b>　　前言 </b></p><p>　　剪力墻在建筑中具有結構剛度大、整體好、抗震性強等特點而被廣泛應用到建筑結構設計中。剪力墻在應用中具有很多優(yōu)點，得到了開發(fā)商和業(yè)主的普遍歡迎。在應用中，要認真分析剪力墻，以提高剪力墻結構的綜合利用率，更好的促進建筑事業(yè)的發(fā)展。 </p><p>　　1.剪力墻結構設計中的基本概念及其分類 </p><p>

3、　　1.1剪力墻高和寬尺寸都比較大，但是其厚度卻非常小，這就決定了剪力墻的幾何特征和受力形態(tài)。其幾何特征類似于板，但是受力形態(tài)卻和柱子驚人的相似，但是在比值上與柱子有著一定的區(qū)別。在剪力墻的結構中，墻是一個平面結構，它承受著豎向壓力和其平面作用下的水平剪力的雙重力量。地震作用和風載下剪力墻僅僅滿足剛度強度是遠遠不夠的，其還必須滿足非彈性變形反復循環(huán)下的延性和能量消耗和控制結構斷裂卻不倒的要求。所以，在剪力墻的設計中要求將其設計成延性彎曲

4、型； </p><p>　　1.2剪力墻結構的分類 </p><p>　　剪力墻結構主要可以分為四類，而分類的依據(jù)則是剪力墻是否開洞及其開洞的大小。 </p><p>　　1.2.1實體墻或者截面剪力墻不開洞或者開洞的面積小于15%，這種剪力墻的變形主要為曲型，其就像一個整體的懸壁墻，在整個墻肢的高度上，彎矩圖既沒有彎點，也不會發(fā)生突變； </p>&

5、lt;p>　　1.2.2整體小開口剪力墻。雖然這種剪力墻的開口比較小，但是其開洞面積已經(jīng)大于15%。整個剪力墻的變形主要為彎曲型，但是整個墻肢的高度基本上沒有存在反彎點，彎矩圖的主要位置發(fā)生了突變； </p><p>　　1.2.3雙肢或多肢剪力墻。這種剪力墻一般開口較大，或者其洞口成列分布。雖然在開口上與整體小開口剪力墻不同，但是它們的受力特點卻十分類似； </p><p>　　1

6、.2.4壁式框架。這種剪力墻洞口尺寸很大，連梁線剛度和墻肢線的剛度比較接近，其整個受力墻的變形則為剪切型，受力特點與框架結構相似。其在大多數(shù)高層建筑的樓層中會出現(xiàn)反彎點，彎矩圖在樓層的地方也會產生突變。 </p><p>　　2.建筑結構設計中的結構理念 </p><p>　　在建筑結構的設計中，建筑質量的好壞主要由設計質量和施工質量兩個方面來衡量。相對而言，建筑設計是一項繁重而又責任重大

7、的工作，直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟和合理性。剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護墻，因此墻體的布置必須同時滿足建筑平面布置和結構布置的要求。如果在設計的過程中，我們對其建筑的結構設計不采用剪力墻，就需要考慮以下方面來進行設計： </p><p>　　2.1柱、梁截面應合理：由位移、軸壓比、配筋率等控制，梁大跨取大截面，小跨取小截面，連續(xù)跨梁截面寬度宜相同。柱截面應每隔3層左右收小一次，以節(jié)約投資，每次收小時應每側

8、不小于50mm，以方便支模，也不宜大于200mm，以免剛度突變，最上段（頂上幾層）可用300mm×300mm（應滿足計算要求）。收小柱截面，也可相應增加使用面積。混凝土強度等級：宜≥C25（留有余地），柱梁宜同，變柱截面處不變混凝土強度等級，以免剛度突變。 </p><p>　　2.2柱設計。縱筋配筋率不宜大于5?，縱筋配筋率大于3?時對箍筋直徑、間距、彎鉤有要求，也可焊成封閉環(huán)式，抗震設計時不應大于5

9、?，縱筋凈間距應≥50mm，抗震設計時，截面尺寸大于400mm的柱，縱筋間距不宜大于200mm. 一個截面宜一種直徑，宜對稱配筋，方便施工，自己設計也簡單；鋼筋直徑不宜上大下小。強柱弱梁，縱筋不要太小，除一、二層框架可用φ16、φ18外，最好用φ20以上。在建筑結構設計中要充分來考慮具體情況，方便施工。 </p><p>　　3.剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用 </p><p>　　

10、3.1剪力墻截面厚度 </p><p>　　在建筑結構設計中之所以會規(guī)定剪力墻的最小厚度，是為了保障剪力墻平面之外的剛度以及穩(wěn)定性能。當墻肢平面外出現(xiàn)與之相交的剪力墻的時候，可以將其視為剪力墻的支承，這樣一來就有利于保證剪力墻平面外的剛度和穩(wěn)定了。因此在確定墻肢的最小厚度的時候，應該按層高以及無支長度兩者的較小值來計算。有關規(guī)范規(guī)定：在非抗震設計時，剪力墻的最小厚度不應該小于層高或者無支長度的1/25，并且還要大

11、于160mm。而在抗震設計時，底部加強區(qū)在一、二級抗震等級時不宜小于1/20，并且大于等于160mm；三、四級抗震等級時不小于1/20，且大于等于160mm。其他各層在一、二級抗震等級時，不能小于層高或者無支長度的1/20，且大于等于160mm；在三、四級抗震等級時不小于1/25，且大于等于160mm。分隔電梯井或管道井的墻應大于等于160mm。 </p><p>　　3.2剪力墻結構設計中混凝土的強度等級 &l

12、t;/p><p>　　剪力墻結構混凝土強度等級不宜低于C20；而帶有短肢剪力墻和筒體的剪力墻結構的混凝土強度等級不宜低于C25。 </p><p>　　3.3設置構造邊緣構件和約束邊緣構件 </p><p>　　剪力墻一般在一、二級抗震的一般部位以及三、四級抗震設計和非抗震設計的時候，剪力墻的墻肢端部應該設置構造邊緣構件；在一、二級抗震的底部加強部位以及其上一層的墻肢端

13、部應該設置約束邊緣構件。 </p><p>　　3.4只有確定了豎向分布鋼筋的最小配筋率，才能防止混凝土墻體在受彎裂縫出現(xiàn)后立即達到極限抗彎承載力。另外，如果想進一步防止斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪拉破壞，那么就必須規(guī)定水平分布筋的最小配筋率。一般剪力墻的豎向和水平分布筋的配筋率為：一、二、三級抗震等級時不宜小于0.25%，四級抗震等級及非抗震等級時為0.2%，間距不應大于300mm，直徑不應小于8mm，也不宜大于墻肢

14、厚度的1/10。 </p><p>　　3.5剪力墻連梁超筋的處理 </p><p>　　連梁超筋在剪力墻結構設計中是一種常見現(xiàn)象，常言道：防范于未然，所以連梁配筋時就務必應該滿足以下要求： </p><p>　　3.5.1連梁上下縱向受力鋼筋伸入墻內的錨固長度抗震設計時不應小于aEl，非抗震設計時不應小于al，且不應小于600mm。 </p><

15、;p>　　3.5.2在抗震設計的剪力墻中，沿連梁全長箍筋的構造要求應采用框架梁端加密區(qū)箍筋構造要求；在非抗震設計時，沿連梁全長的箍筋直徑應不小于6mm，間距不大于150mm。 </p><p>　　3.5.3在頂層連梁錨入墻體的鋼筋長度范圍內，應該配置間距不大于150mm的箍筋，構造箍筋的直徑與該連梁的箍筋直徑要相同。 </p><p>　　3.5.4截面高度大于700mm的連梁，在

16、梁的兩側面應該設置縱向構造鋼筋（腰筋），沿高度間距不大于200mm，直徑不應小于10mm。另外還應該將墻面的水平分布鋼筋拉通。 </p><p>　　3.5.5在跨高比不大于2.5的連梁中，梁兩側的縱向分布筋（腰筋）的面積配筋率不應低于0.3%，且應將墻肢中的水平鋼筋拉通連續(xù)配置，以加強剪力墻的整體性。 </p><p>　　3.5.6一、二級剪力墻底部加強部位跨高比不大于2，墻厚大于等于

17、250mm的連梁，可采用斜向交叉配筋，以改善連梁的延性。 </p><p>　　如果出現(xiàn)剪力墻連梁超筋的現(xiàn)象，一般有以下三個處理方法：一是想法設法地減小連梁的截面高度；二是在抗震設計的剪力墻中連梁彎矩及剪力可以進行塑性調幅；三是當連梁破壞對承受豎向荷載無明顯影響的時候，方可考慮在大震作用下該連梁不參與工作，再按獨立墻肢進行第二次多遇地震作用下進行結構內力分析，最后墻肢應該按照兩次計算所得的較大內力進行配筋計算。

18、</p><p><b>　　4.結語 </b></p><p>　　在對剪力墻結構設計進行有效分析的過程中，我們應重視其基本概念的設計，認真把握設計中遵循的各項原則，合理選用有效的長度和寬度，使設計達到最佳的效果。只有這樣才能保證建筑結構經(jīng)濟安全，有效降低工程成本，促進整個工程建設的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。 </p><p><b>　　參考