剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若干問(wèn)題探析

1、<p>　　剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若干問(wèn)題探析</p><p>　　摘 要：伴隨著高層建筑的迅猛增加，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的合理設(shè)置及優(yōu)化布置，使其發(fā)揮高層剪力墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，克服剪力墻的結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)，節(jié)約建設(shè)成本具有重要意義，但由于在實(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)行研究及探討。 </p><p&g

2、t;　　關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；探析；優(yōu)化布置 </p><p>　　一、剪力墻的布置原則： </p><p>　　高層建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻有風(fēng)和地震引起的水平荷載，結(jié)構(gòu)自重和各樓層活荷載等豎向荷載，其主要功能還是抵抗結(jié)構(gòu)的水平側(cè)力，利用其強(qiáng)大的抗側(cè)移剛度，減小結(jié)構(gòu)的側(cè)移，因此剪力墻一般多布置為： </p><p>　　1 平面布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則，宜沿兩個(gè)主軸方向或其他

3、方向雙向布置，兩個(gè)方向的側(cè)向剛度不宜相差過(guò)大。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)； </p><p>　　2剪力墻不宜過(guò)長(zhǎng)，較長(zhǎng)剪力墻宜設(shè)置跨高比較大的連梁將其分成長(zhǎng)度較均勻的若干墻段，各墻段的高度與墻段長(zhǎng)度之比不宜小于3，墻段長(zhǎng)度不宜大于8米； </p><p>　　3剪力墻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

4、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； </p><p>　　4剪力墻形狀多布置成“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。 </p><p>　　5 門窗洞口宜上下對(duì)齊、成列布置，形成明確的墻肢和連梁；避免造成墻肢寬度相差懸殊的洞口設(shè)置。 <

5、/p><p>　　二、高層建筑剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　抗震設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)剪力墻不應(yīng)采用全部短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)（短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm，各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻）。B級(jí)高度高層建筑以及抗震設(shè)防烈度為9度的A級(jí)高度高層建筑，不宜布置短肢剪力墻，不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)讓一般剪

6、力墻和短肢剪力墻來(lái)共同抵抗水平力的結(jié)構(gòu)，且在規(guī)定的水平地震作用下，短肢剪力墻承擔(dān)的底部?jī)A覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的50%。同時(shí)，房屋適用高度應(yīng)比《高規(guī)》表3.3.1-1規(guī)定的剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度適當(dāng)降低，7度、8度（0.2g）和8度（0.3g）時(shí)分別不應(yīng)大于100m、80m和60m。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

7、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0.1；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1.2%，剩余的部位不能小于1.0%，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；一、二級(jí)抗震級(jí)數(shù)分別乘增大系</p><p>　　三、合理剪力墻結(jié)構(gòu)方案 </p><p>　?。ㄒ唬?、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。 </

8、p><p>　　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

9、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70%。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。 </p><p>　?。ǘ⒃诖笥诙畬拥母邔咏ㄖ?，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

10、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(kāi)設(shè)結(jié)構(gòu)洞口，或者是把窗臺(tái)改成磚加以微調(diào)。 </p><p>　?。ㄈ?、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(méi)有充分

11、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(kāi)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

12、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。 </p><p>　　四、剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁超筋問(wèn)題 </p><p>　　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

13、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： </p><p>　　第一、連梁跨高比相對(duì)較小引起的。 </p><p>　　第二、和連梁連接剪力墻的墻肢相對(duì)較長(zhǎng)引起的。 </p><p>　　第三、上下洞口沒(méi)有準(zhǔn)確對(duì)齊。 </p><p>　　解決連梁跨高比相對(duì)

14、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(kāi)一個(gè)洞，讓其成為連肢墻。解決上下洞口沒(méi)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?？蚣芗袅Φ慕Y(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

15、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： </p><p>　　第一、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。可是提高和降低幅度，都不可超過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)彎矩設(shè)計(jì)值的20%，必要的時(shí)候也可提高相鄰

16、墻肢的配筋，來(lái)滿足極限的平衡條件。 </p><p>　　第二、把連梁的剛度折減，剛度的折減系數(shù)必須要大于0.5，也就是在水平力的作用下，準(zhǔn)許連梁首先開(kāi)裂，進(jìn)入彈塑性的狀態(tài)。 </p><p>　　總之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 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><