高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題探討

1、<p>　　高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題探討</p><p>　　摘要：現(xiàn)在城市在快速發(fā)展，高層建筑已是城市建設(shè)和生活的主流。剪力墻結(jié)構(gòu)是不可缺少的構(gòu)件。剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)中承擔(dān)著豎向和水平荷載，具有良好的抗震和抗風(fēng)性，其很適合高層建筑的使用。本文就剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行分析，供大家參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高層建筑，剪力墻，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><

2、p><b>　　1前言 </b></p><p>　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，安全、經(jīng)濟(jì)、適用是人們對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)提出的三大要求，即高層建筑在保證安全的前提下，應(yīng)盡可能滿足建筑的經(jīng)濟(jì)性、適用性，不影響市場(chǎng)銷售情況和未來(lái)使用者的居住質(zhì)量。因此，其在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也越來(lái)越多。而如何做好高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需不斷探討的難題。本文就結(jié)合筆者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)高

3、層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題作一分析。 </p><p><b>　　2 剪力墻的分類 </b></p><p>　　剪力墻因?yàn)榭锥吹拇笮〔煌芰顩r和特點(diǎn)都會(huì)不同，其變形狀態(tài)和內(nèi)力分布都會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)其開(kāi)洞的情況可以分為實(shí)體墻、整體小開(kāi)口剪力墻、雙肢或多肢剪力墻、壁式框架等。 </p><p>　　1）實(shí)體墻。實(shí)體墻就不開(kāi)洞或者開(kāi)洞不

4、超過(guò)墻的15%。其受力特點(diǎn)和整體懸臂梁比較類似，墻肢法向應(yīng)力呈線性分布，破壞形態(tài)和偏心受壓柱相似。整體高度上變形主要是彎曲型，無(wú)反彎點(diǎn)和突變。 </p><p>　　2）整體小開(kāi)口剪力墻。整體小開(kāi)口剪力墻是開(kāi)洞仍然比較小但是洞口面積大于15%。其受力性能可以按整體懸臂梁考慮，并且還要考慮墻肢的局部彎矩。其彎矩圖在整個(gè)墻肢高度上沒(méi)有反彎點(diǎn)，而在連梁處發(fā)生突變。 </p><p>　　3）雙肢

5、或多肢剪力墻。雙肢或多肢剪力墻是墻體開(kāi)洞很大或者洞口成列布置。其受力特點(diǎn)和整體小開(kāi)口剪力墻比較類似。受力特點(diǎn)與整體小開(kāi)口墻相似。 </p><p>　　4）壁式框架。壁式框架是洞口尺寸很大，墻體肢線和連梁線這兩的剛度差不多的墻。其受力特點(diǎn)的彎矩圖的突變發(fā)生在樓層處，并且基本上所有的樓層都會(huì)有反彎點(diǎn)。 </p><p>　　3 高層建筑剪力墻布置 </p><p>　

6、　3.1 高層建筑剪力墻布置原則 </p><p>　　高層建筑剪力墻的布置是沿著主軸方向或者其他某一方向進(jìn)行雙向布置，在同一平面內(nèi)剪力墻的布置要保持均衡。高層建筑剪力墻的高與寬通常尺寸都比較大，厚度又較薄，在墻體受力方面受到水平剪力、彎矩、豎向壓力。高層建筑的剪力墻需要具有抗震、抗風(fēng)載的能力，所以其結(jié)構(gòu)需要滿足非彈性變形和避免脆性剪力斷裂，剪力墻的設(shè)計(jì)類型可以盡量采用延性彎曲型。 </p><

7、;p>　　3.2 剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn) </p><p>　　剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)分別是： </p><p>　　1）剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：剪力墻的承載能力較強(qiáng)，側(cè)向的剛度大、變形小，剪力墻墻面平整適用于單層高度較小的建筑，例如：住宅、賓館等。 </p><p>　　2）剪力墻結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：剪力墻結(jié)構(gòu)自身重量較大，高層建筑平面布置的局限性有限，難以獲得更大的建筑空間。 &

8、lt;/p><p>　　剪力墻可以分為框支剪力墻結(jié)構(gòu)與框架剪力墻結(jié)構(gòu)，框支剪力墻結(jié)構(gòu)是將剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑底層做成框架結(jié)構(gòu)，適用于做成轉(zhuǎn)換層高層建筑?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)可以將框架與剪力墻一同作為承載體，可接收來(lái)自豎向與水平方向的荷載，其中框架主要用來(lái)承擔(dān)來(lái)自豎向的荷載，剪力墻主要用來(lái)承載來(lái)自橫向的剪切力。 </p><p>　　3.3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 . </p><p>

9、;　　剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算是對(duì)剪力墻的正截面承載力和剪力墻斜截面受剪力進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算時(shí)需要對(duì)剪力墻的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，根據(jù)剪力墻水平受力與豎向受力求得剪力墻的內(nèi)力。剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算的原則是： </p><p>　　1）要與施工圖一致；2）剪力墻荷載取值準(zhǔn)確；3）地下室作為指定層數(shù)；4）整體計(jì)算參數(shù)與內(nèi)力配筋調(diào)整參數(shù)應(yīng)與整體分析程序相對(duì)應(yīng)；5）地下室人防、樓梯、地下室側(cè)壁、頂板、水池壁板、擋土墻、車道板、雨篷等抗扭構(gòu)件

10、，異型板、立面小構(gòu)件等的補(bǔ)充計(jì)算，盡可能采用其他結(jié)構(gòu)軟件的計(jì)算工具計(jì)算，無(wú)相關(guān)工具的采用手算。 </p><p>　　3.4 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 </p><p>　　高層建筑剪力墻的墻體厚度規(guī)定大于160 mm，底部加強(qiáng)厚度大于200 mm。采用豎向鋼筋進(jìn)行墻體邊緣配筋，確定剪力墻的穩(wěn)定性，橫向配筋提高剪力墻的抗震能力。 </p><p><b>　　4

11、 結(jié)構(gòu)分析 </b></p><p><b>　?。?）計(jì)算調(diào)整 </b></p><p>　　若層間位移角不滿足規(guī)范要求，可采取以下措施：查看位移文件以確定哪些樓層位移角超限，一般情況是結(jié)構(gòu)中上部樓層，若超限不多，可通過(guò)提高剪力墻變厚度位置加以解決，否則需增加剪力墻的布置量或關(guān)鍵連粱的高度。若周期比、位移比不滿足規(guī)范要求，可采取以下措施：1）將結(jié)構(gòu)周邊程

12、序定義為連梁的梁改為框架梁或增加連梁高度；以增加結(jié)構(gòu)外圍剛度；2）減少結(jié)構(gòu)中部剪力墻布置量及降低連梁高度以增大結(jié)構(gòu)的平動(dòng)周期而間接改善周期比、位移比；3）查看結(jié)構(gòu)空間振型曲線，找出位移最大點(diǎn)，在該位置處適當(dāng)增加剪力墻布置量，再計(jì)算以使周期比、位移比、層間位移角滿足規(guī)范要求。若層間位移角較規(guī)范限值富余較多，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整梁布置及減小梁截面，將部分連接復(fù)雜的梁改為鉸接梁，以降低梁剛度，從而減小地震作用，降低成本。 </p><

13、;p>　?。?）連梁超筋：計(jì)算分析中，個(gè)別連梁超筋經(jīng)常出現(xiàn)。對(duì)超筋連梁，加高連梁的方式一般來(lái)說(shuō)收效不大，應(yīng)擴(kuò)大洞口寬度或減小梁截面，增大連梁的跨高比，減小該片聯(lián)肢墻剛度，轉(zhuǎn)移其承擔(dān)的部分地震力，從而降低連粱內(nèi)力達(dá)到不超筋的目的；對(duì)調(diào)整確有難的梁，若有其他可靠水平力傳遞路徑也可以通過(guò)降低梁的彎剪剛度而不減小梁截面的方法進(jìn)行調(diào)整。 </p><p>　?。?）剪力墻端拐角處的小墻垛，若非特別要求，計(jì)算分析中可不

14、建立此類構(gòu)件的模型，因計(jì)算結(jié)果表明小墻垛超筋或配筋較大的現(xiàn)象普遍存在（若因連接較大跨度梁造成計(jì)算配筋較大應(yīng)按實(shí)際配筋），給截面配筋設(shè)計(jì)帶來(lái)較大困難。 </p><p>　?。?）框一剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行剪力調(diào)整的目的，是讓作為第二道防線的框架有足夠的安全儲(chǔ)備，對(duì)僅有少量柱的剪力墻結(jié)構(gòu)，柱起不到第二道防線的作用，可以不做剪力調(diào)整，筆者認(rèn)為框架柱承擔(dān)傾覆力矩比不到lO%的可不進(jìn)行調(diào)整。 </p><p>

15、;<b>　　5 構(gòu)造措施 </b></p><p>　?。?）對(duì)帶翼緣的邊緣構(gòu)件為計(jì)算配筋且配筋量較大時(shí)，建議用 “剪力墻組合配筋”重新計(jì)算該邊緣構(gòu)件，該邊緣構(gòu)件總體配筋會(huì)減少15%～40%，計(jì)算初值選默認(rèn)的構(gòu)造配筋值。 </p><p>　?。?）當(dāng)剪力墻洞口面積與墻面積之比不大于0.16且洞口凈距及洞口至墻邊距離大于洞口長(zhǎng)邊尺寸時(shí)，因開(kāi)洞形成的一字形墻可不作為單

16、片墻宜接整個(gè)墻段計(jì)算，內(nèi)部洞口兩側(cè)可僅配構(gòu)造邊緣構(gòu)件。 </p><p>　?。?）當(dāng)剪力墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50-C60且墻較長(zhǎng)時(shí)或頂層外墻等溫度應(yīng)力影響較大的區(qū)域，為減少混凝土收縮及溫度應(yīng)力引起的裂縫，應(yīng)加大水平分布鋼筋的配置量。 </p><p>　?。?）剪力墻頂部應(yīng)設(shè)置暗梁，以便連梁、框架，梁縱筋及剪力墻豎向鋼筋錨固，暗梁高度400-500mm，按構(gòu)造要求配置縱筋和箍筋。 <

17、;/p><p>　?。?）無(wú)上部剪力墻相連的地下室墻，均無(wú)需設(shè)置邊緣構(gòu)件，洞口按構(gòu)造配筋。因?yàn)闊o(wú)上部剪力墻相連的地下室，一般均屬矮墻，以承受豎向軸力和剪力（外墻尚有平面外荷載），墻肢平面內(nèi)為非偏心受壓構(gòu)件。 </p><p><b>　　6 結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，城市的高樓化趨勢(shì)不可動(dòng)搖，高層建筑將