淺談剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題

1、<p>　　淺談剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題</p><p>　　摘要：剪力墻主要是用來(lái)承受風(fēng)荷載或地震作用產(chǎn)生水平剪力的墻體，預(yù)防結(jié)構(gòu)剪切遭到破壞。常用于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及懸吊結(jié)構(gòu)中，由電梯間、樓梯間、設(shè)備和輔助用房的間隔墻圍成，利用建筑外墻和內(nèi)墻隔墻位置布置的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)墻，屬于下端固定在基礎(chǔ)頂面上的豎向懸臂板。剪力墻的高度一般與整個(gè)房屋高度相同，自基礎(chǔ)至屋頂。本文闡述了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題。

2、 </p><p>　　關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 剪力墻 邊緣結(jié)構(gòu) </p><p>　　現(xiàn)代建筑的發(fā)展趨勢(shì)是高層建筑，剪力墻結(jié)構(gòu)具有整體性好，側(cè)向剛度大，抗側(cè)力性能好的特點(diǎn)，而且沒(méi)有梁，柱等外露與凸出，便于房間內(nèi)部布置，使其被廣泛應(yīng)用于高層鋼筋混凝土房屋中。剪力墻房屋通常適用于臨街的住宅、辦公樓等建筑，它既可承重，又可耐寒，使用空間較大，房屋布置靈活，其造價(jià)比多層框架房屋經(jīng)濟(jì)，被廣泛采用。設(shè)計(jì)師

3、絕不能照抄照搬，更不要盲從于電算程序結(jié)果，做到實(shí)事求是，設(shè)計(jì)出更經(jīng)濟(jì)、合理、適用的建筑結(jié)構(gòu)。 </p><p><b>　　1、剪力墻的特點(diǎn) </b></p><p>　　剪力墻也稱(chēng)抗風(fēng)墻或抗震墻。是房屋構(gòu)筑物中承受風(fēng)荷載或者地震作用水平荷載的承重墻體，能夠防止結(jié)構(gòu)剪切的破壞。在立面上剪力墻常常因開(kāi)門(mén)開(kāi)窗，穿行管道而需要開(kāi)設(shè)洞口，這時(shí)應(yīng)盡量使洞口上下對(duì)齊，布置規(guī)則，使

4、洞口至墻邊及相鄰洞口之間形成墻肢，上下洞口之間形成梁。規(guī)則成列開(kāi)洞的剪力墻傳力簡(jiǎn)捷，受力明確，受力鋼筋容易布置且作用明確，因而經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。剪力墻截面特點(diǎn)是墻肢長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于厚度，自身平面內(nèi)具有很大的剛度和承載力，平面外剛度和承載力都相對(duì)較小，墻肢屬于偏心受壓或偏心受拉構(gòu)件。剪力墻一般高和寬尺寸相對(duì)較大，厚度相對(duì)較小，受力形態(tài)接近于柱，和柱的區(qū)別是其長(zhǎng)度與厚度的比值，當(dāng)比值小于或等于4時(shí)可按柱來(lái)設(shè)計(jì)，當(dāng)墻肢長(zhǎng)和肢寬之比略大于4或者略小于4時(shí)

5、，就可以視為為異形柱，按雙向受壓構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不大于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。剪力墻的優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向剛度較大，在水平荷載作用下側(cè)移小，樓蓋采用平板結(jié)構(gòu)，不設(shè)梁，所以較好地利用了空間，能夠節(jié)約層高。缺點(diǎn)是剪力墻的間距受到一定限制，建筑平面布置缺少靈活，結(jié)構(gòu)自重較大。特別適用于高層住宅、公寓和旅館建筑。 </p><p><b>　　2、剪力墻的種類(lèi) </

6、b></p><p>　　2.1整體墻剪力墻 </p><p>　　剪力墻不設(shè)門(mén)窗洞口或只有少量很小的洞口，忽略洞口的存在，門(mén)窗洞口面積之和不超過(guò)剪力墻側(cè)面積的17%，并且洞口間凈距及孔洞到墻邊的凈距大于洞口長(zhǎng)邊的尺寸。設(shè)計(jì)時(shí)盡量將豎向鋼筋分布在墻肢兩端，墻肢法向應(yīng)力呈線(xiàn)性分布，破壞形態(tài)似偏心受壓柱。 </p><p>　　2.2小開(kāi)口整體剪力墻 </p

7、><p>　　受洞口的影響，墻肢間應(yīng)力分布不是直線(xiàn)，墻肢中已出現(xiàn)局部彎矩，但偏離不大?？梢栽谡w墻計(jì)算方法的基礎(chǔ)上加以修正。 </p><p><b>　　2.3連肢墻 </b></p><p>　　剪力墻上開(kāi)有一列或多列洞口，由一系列連梁約束的墻肢組成，且洞口尺寸相對(duì)較大，洞口面積超過(guò)墻體總面積的16%，各墻體由連梁連接，墻肢單獨(dú)作用明顯，連梁中

8、部出現(xiàn)反彎點(diǎn)，可以采用連續(xù)化方法近似計(jì)算。 </p><p><b>　　2.4框支剪力墻 </b></p><p>　　當(dāng)?shù)讓蛹袅π枰罂臻g時(shí)，可以采用框架結(jié)構(gòu)支撐上部墻體。地震區(qū)，不能夠采用純粹的框支剪力墻結(jié)構(gòu)，考慮水平和豎向作用下進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析進(jìn)行墻的設(shè)計(jì)計(jì)算，算得內(nèi)力后按偏壓或偏拉進(jìn)行正截面承載力和斜截面受剪承載力進(jìn)行驗(yàn)算，采用有限元法借助于計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算

9、。 </p><p>　　3、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) </p><p>　　剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)各型墻體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力特征的不同，墻體內(nèi)力分布狀態(tài)以及其破壞形態(tài)，科學(xué)地設(shè)計(jì)配筋和構(gòu)造措施。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻結(jié)構(gòu)具有延性，細(xì)高的剪力墻容易設(shè)計(jì)成彎曲破壞的延性剪力墻，避免脆性的剪切破壞。當(dāng)墻的長(zhǎng)度很長(zhǎng)時(shí)，為了滿(mǎn)足每個(gè)墻段高寬比大于2的要求，可通過(guò)開(kāi)設(shè)洞口將長(zhǎng)墻分成長(zhǎng)度較小、較均勻的聯(lián)肢墻，使

10、其可近似認(rèn)為分成了獨(dú)立墻段。在高層剪力墻承載力計(jì)算時(shí)，對(duì)帶翼墻的計(jì)算寬度按以下情況取最小值。即：墻體的間距和門(mén)窗洞口間的翼緣寬度，剪力墻墻肢總高度的1/10，剪力墻厚度加兩側(cè)翼墻厚度各6倍的長(zhǎng)度。根據(jù)墻體特點(diǎn)和受力特征、剪力墻內(nèi)力分布狀態(tài)、破壞形態(tài)，設(shè)計(jì)配筋和構(gòu)造措施。 </p><p>　　3.1優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低工程造價(jià) </p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的局部構(gòu)件設(shè)計(jì)原則要符合整體設(shè)計(jì)原

11、則，局部構(gòu)件可以根據(jù)結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行加強(qiáng)處理，不能低于整體設(shè)計(jì)的最低要求。優(yōu)化設(shè)計(jì)是在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，通過(guò)設(shè)計(jì)人員自身的概念、經(jīng)驗(yàn)、悟性、判斷力和創(chuàng)造力對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行優(yōu)化，以控制工程造價(jià)，滿(mǎn)足投資方的經(jīng)濟(jì)要求，或在造價(jià)基本不變的情況下，增加建筑物的使用面積、改善建筑物結(jié)構(gòu)的使用功能。在剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻是一個(gè)平面構(gòu)件，除了承受沿其平面作用的水平剪力和彎矩外，還承擔(dān)著墻的豎向壓力。 </p><p>　　3.2剪力

12、墻結(jié)構(gòu)的厚度和配筋 </p><p>　　剪力墻布置必須均勻合理，使整個(gè)建筑物的質(zhì)心和剛心趨于重合，且x，y兩向的剛重比接近，避免“一”字形剪力墻設(shè)計(jì)。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)較高較長(zhǎng)時(shí)配筋宜要適當(dāng)增加，在連梁部位或溫度、剛度變化等極其敏感部位適當(dāng)增加配筋。墻體豎向鋼筋起抗彎作用，豎向最小配筋率包括邊緣構(gòu)件中的鋼筋，鋼筋間距≤300nm，謹(jǐn)防豎筋過(guò)多使墻體的抗彎強(qiáng)度大于抗剪強(qiáng)度，不利于抗震。短肢墻在抗震設(shè)防烈度為八度區(qū)不宜使用

13、。 </p><p>　　3.3剪力墻結(jié)構(gòu)的超長(zhǎng) </p><p>　　較長(zhǎng)的墻體留設(shè)結(jié)構(gòu)洞，洞用輕質(zhì)墻體填充，可有效地減小剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度。 </p><p>　　3.3.1如果剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，混凝土結(jié)構(gòu)受溫度或收縮徐變的影響等諸多因素有關(guān)，混凝土收縮、徐變產(chǎn)生變形較大，剪力墻墻體對(duì)樓面產(chǎn)生的約束就大：當(dāng)墻體結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮變形時(shí)，易出現(xiàn)裂縫。所以難于解決混凝土收縮

14、變形時(shí)，保證不出現(xiàn)裂縫。 </p><p>　　3.3.2混凝土收縮種類(lèi)很多，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮?；炷烈蚴湛s所引起的裂縫是最常見(jiàn)的。 </p><p>　　3.3.3使用普通商品混凝土泵送施工，為了利用泵送，增大水泥含量，人為地減少中粗骨料含量和骨料粒徑，加之泵送混凝土配合比和施工送料時(shí)的不良因素影響，加大了混凝土結(jié)構(gòu)收縮

15、量，增加產(chǎn)生裂縫的機(jī)會(huì)。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫。 </p><p>　　3.4剪力墻的邊緣構(gòu)造 </p><p>　　在矩形剪力墻兩端設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，能夠顯著地提高墻體的延性，也能夠防止剪力墻發(fā)生水平剪切、滑動(dòng)，有效地提高了抗剪能力，增加墻肢截面兩端的翼緣能顯著提高墻的延性。根據(jù)剪力墻的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和受力狀況，對(duì)墻兩端和洞口兩側(cè)加強(qiáng)邊緣，按墻肢