淺淡建筑剪力墻的設(shè)計(jì)作用
2019-09-25
在展開(kāi)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師需考慮，在建筑物內(nèi)不同區(qū)域不同作用的基礎(chǔ)上，借助規(guī)則、簡(jiǎn)單的剪力墻劃分建筑不同區(qū)域?yàn)椴煌δ軈^(qū)，確保建筑結(jié)構(gòu)的布局不僅可對(duì)現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)的多樣化需求予以滿足，同時(shí)還能夠緊密結(jié)合時(shí)代的發(fā)展，便于后期加以拓展或維護(hù)。因此在設(shè)計(jì)剪力墻期間首先應(yīng)遵守規(guī)則性。如高層建筑的剪力墻平面應(yīng)布置為順建筑兩主軸方向進(jìn)行雙向布置，且兩主輔方簡(jiǎn)上的剪力墻側(cè)向剛度彼此應(yīng)不可有過(guò)大差異，有效防止建筑發(fā)生側(cè)向位移。如在設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)建筑時(shí)，特別應(yīng)注意剪力墻設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單化、規(guī)則化，設(shè)計(jì)人員應(yīng)避免出現(xiàn)單向有墻情況，確保有地震時(shí)建筑物不會(huì)在剪力墻倒塌時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形。若建筑平面是多邊形、圓形或三角形，為防止出現(xiàn)單向有墻，應(yīng)根據(jù)環(huán)向、徑向進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的布置，當(dāng)有轉(zhuǎn)折時(shí)可按照一道剪力墻模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1.1延性
良好延性對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有重要意義，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，細(xì)高剪力墻可能會(huì)由于連梁應(yīng)力集中所致嚴(yán)重拉伸或彎曲導(dǎo)致其出現(xiàn)脆性、不可恢復(fù)的剪切破壞。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，整個(gè)墻體的長(zhǎng)度不宜大于8米，墻段高度與長(zhǎng)度之比不宜小于3；若由于建筑結(jié)構(gòu)需要用較長(zhǎng)墻肢時(shí)，需設(shè)置翼緣墻，且應(yīng)避免剪力墻為一字型，同時(shí)還應(yīng)考慮，在部分截面設(shè)置洞口，確保長(zhǎng)度較長(zhǎng)的墻體可分割成長(zhǎng)度不超過(guò)8米的均勻若干段墻，采用連梁連接的聯(lián)肢墻。需注意，當(dāng)短肢剪力墻比較多的時(shí)候可能會(huì)與高層建筑剪力墻設(shè)計(jì)的部分設(shè)計(jì)原則不符，因此需布置短肢剪力墻為一般的剪力墻，或可布置為筒體，使之成為共同抵抗水平應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。
1.2連續(xù)性
剪力墻結(jié)構(gòu)的主要作用是建筑結(jié)構(gòu)維護(hù)和分隔構(gòu)件，可發(fā)揮豎向承重、水平抗側(cè)作用，因此為防止在剛度影響下剪力墻突變而致使建筑側(cè)移，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)從上而下對(duì)剪力墻進(jìn)行布置，從而對(duì)剛度突變最大限度預(yù)防。結(jié)構(gòu)人員應(yīng)在墻體高度或部分墻肢方向上以等級(jí)更高的混凝土施工，或?qū)w厚度進(jìn)一步加大，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)承擔(dān)的抗側(cè)剛度予以分擔(dān)；對(duì)于開(kāi)間較小、房間面積小、有較多墻體、有較高的抗震性能要求的建筑結(jié)構(gòu)如賓館客房、住宅）等，若難以確保剪力墻連續(xù)性，則應(yīng)加強(qiáng)剪力墻的延伸，并確保上洞口與下洞口對(duì)齊，在洞口設(shè)置重疊墻肢、連梁，以促使其抗震性加強(qiáng)。2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析
2.1剪力墻數(shù)量要適當(dāng)
剪力墻的正常使用狀態(tài)主要是承受豎向荷載或者風(fēng)荷載。從豎向荷載方面入手，剪力墻的數(shù)量主要參考軸壓比，與墻所負(fù)荷的層數(shù)、開(kāi)間大小和房間面積有關(guān)。然后是地震力計(jì)算，根據(jù)側(cè)向位移、底部剪力及合理的平面布置剛度分配，還有豎向剛度的連續(xù)性。
2.2平面布置時(shí)的注意事項(xiàng)
在設(shè)計(jì)中要注意剪力墻平面布置情況，因?yàn)榧袅C(jī)構(gòu)主要對(duì)于豎向荷載的承受力較強(qiáng)，而在橫向荷載承受方面只依靠大樓板來(lái)傳遞，導(dǎo)致墻體平面外的承受能力較弱。在具體的墻體布置工作中，要確保墻體的質(zhì)量中心和剛度中心盡量重疊，在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，要盡量確保剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置的對(duì)稱(chēng)性，從而有效減少結(jié)構(gòu)扭矩。同時(shí)，不應(yīng)采用僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置，宜沿兩個(gè)主軸方向或其他方向雙向布置，兩個(gè)方向的側(cè)向剛度不宜相差過(guò)大。
2.3墻面合理規(guī)劃
建筑墻體除了需要保持均勻與對(duì)稱(chēng)，結(jié)構(gòu)重量與剛強(qiáng)度重合，墻體直通外，還需要注意墻體的主軸路線，應(yīng)當(dāng)考慮到主軸雙向與多向性。從抗震功能的角度思考時(shí)，如果剪力墻抗震動(dòng)力度大時(shí)，就墻體的剛韌性有所降低，兩者應(yīng)當(dāng)控制在合理的數(shù)值范圍，避免相互制約的現(xiàn)象。在施工過(guò)程中，還需要考慮到的就是剪力墻的施工工期、材料耗費(fèi)等投入的成本問(wèn)題以及施工過(guò)程中存在的安全隱患問(wèn)題等，規(guī)劃好各個(gè)方面，從而對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)構(gòu)建。
2.4控制墻體配筋中的應(yīng)用
剪力墻結(jié)構(gòu)有耗鋼量大的特性，而且在我國(guó)，這種建筑結(jié)構(gòu)在工程建設(shè)中應(yīng)用較廣，合理控制配筋量可以在資源和經(jīng)濟(jì)上都有很好的節(jié)約作用。在具體控制方法上，比較常見(jiàn)的是滿足規(guī)范配筋最小值的前提下，將水平鋼筋外側(cè)、豎向鋼筋內(nèi)側(cè)布置。迎水面保護(hù)層在采用雙向鋼筋網(wǎng)片時(shí)，可以很大程度上減少配筋量，其厚度可降為30mm。
2.5短肢剪力墻的應(yīng)用
短肢剪力墻在《高規(guī)》中有明確規(guī)定：指截面厚度不大于300mm，各肢橫截面的高度與厚度之比應(yīng)在4~8之間的剪力墻。短肢剪力墻的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，與長(zhǎng)肢剪力墻相比，它的肢厚比更小，這種改進(jìn)對(duì)于住宅建筑來(lái)說(shuō)，更有利于空間的排布，室內(nèi)的布局及二次設(shè)計(jì)中受到的結(jié)構(gòu)限制也大大減小。雖然短肢剪力墻在靈活性和自由度上較長(zhǎng)肢剪力墻更具優(yōu)越性，但是與長(zhǎng)肢剪力墻相比，短肢剪力墻仍存在許多待解決和待提高的問(wèn)題，比如它會(huì)使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的受力能力和承載力降低。雖然有過(guò)關(guān)于短肢剪力墻對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能影響大小的測(cè)試，其結(jié)果表明短肢剪力墻對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響性較小，但在高層建筑的結(jié)構(gòu)中仍不應(yīng)選用全部為短肢剪力墻的布置形式。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)布置中，短肢剪力墻的數(shù)量較多時(shí)，應(yīng)布置成筒體或者是一般剪力墻，通過(guò)這種方法使短肢剪力墻與筒體或一般剪力墻形成整體，共同抵抗水平力作用的剪力墻結(jié)構(gòu)。
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