基于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的思考與研究

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1、基于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的思考與研究剪力墻結(jié)構(gòu)上部荷載大，基礎(chǔ)埋置深度也較深，設(shè)計(jì)合理與否直接影響建筑物的正常使用與造價(jià)。本文主要概述了在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所遇到的剪力墻結(jié)構(gòu)超長問題、剪力墻轉(zhuǎn)角部位開設(shè)轉(zhuǎn)角窗的問題以及剪力墻連梁設(shè)計(jì)問題等,并對這些問題進(jìn)行了分析研究。關(guān)鍵詞：剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪力墻結(jié)構(gòu)由于其抗側(cè)剛度大,能有效地減少側(cè)移,且具有較好的抗震性能,因而被廣泛應(yīng)用于多層和高層鋼筋混凝土建筑中；同時(shí)采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu),可以將承重墻與分隔墻合二為一,相對來說比較經(jīng)濟(jì)；另外,室內(nèi)較框架結(jié)構(gòu)簡潔,沒有露梁、露柱現(xiàn)象,外形美觀,便于室內(nèi)布置,使用

2、功能更好,且增大了使用面積,因此受到歡迎。剪力墻由墻肢和連梁兩種構(gòu)件組成,其結(jié)構(gòu)承載力及剛度都很大,側(cè)移變形小,抵抗水平側(cè)移能力強(qiáng),經(jīng)過合理設(shè)計(jì)可做成抗震性能很好的廷性剪力墻。缺點(diǎn)是由于剪力墻最大間距的限制,使建筑平面和使用空間受到一定的局限。結(jié)構(gòu)的延性一般不如框架結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系,結(jié)構(gòu)自重較大,總高度不大時(shí),結(jié)構(gòu)材料耗費(fèi)可能較多。因此,在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中充分掌握其優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),達(dá)到既能保證建構(gòu)筑物的質(zhì)量又能節(jié)省資金、材料是每個(gè)設(shè)計(jì)人員所需掌握的。剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻是一平面構(gòu)件，它除了承受水平作用力和彎矩外，還承擔(dān)豎向壓力

3、；在軸力，彎矩，剪力的復(fù)合狀態(tài)下工作，其受水平力作用下是一底部嵌固于基礎(chǔ)上的懸臂深梁。在地震作用或風(fēng)載下，剪力墻除需滿足剛度強(qiáng)度要求外，還必須滿足非彈性變形反復(fù)循環(huán)下的延性、能量耗散和控制結(jié)構(gòu)裂而不倒的要求:墻肢必須能防止墻體發(fā)生脆性剪切破壞，因此注意盡量將剪力墻設(shè)計(jì)成延性彎曲型。　　一、剪力墻結(jié)構(gòu)的超長問題分析　　一是剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，受溫差影響大，混凝土的收縮產(chǎn)生的變形大，墻體對樓面、屋面產(chǎn)生的約束也大；當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮變形時(shí)比其他結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)裂縫。一些未超長的剪力墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生墻體或樓面裂縫，其主要原因就在此。二是剪力墻結(jié)構(gòu)多用于商品住房和公寓

4、，使用狀況復(fù)雜，一旦私人購買的房子出現(xiàn)裂縫，雖然沒有安全問題，但處理起來問題多、難度大、社會(huì)影響大。三是混凝土結(jié)構(gòu)受溫度或收縮形變的影響與眾多因素有關(guān)；而體型龐大的剪力墻房屋往往形狀復(fù)雜，混凝土收縮大，約束應(yīng)力積聚也大，施工工藝及管理也難控制，環(huán)境影響使用變化難于判斷，因此更難于解決混凝土收縮變形時(shí)，在受約束條件下引起拉應(yīng)力而保證不出現(xiàn)裂縫。四是目前混凝土中水泥用量普遍增大，加上由于混凝土強(qiáng)度的提高，使彈性模量增加將引起更大的約束拉應(yīng)力產(chǎn)生，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的因素增多。五是普遍使用商品混凝土泵送施工，為了泵送，增大水泥用量，減少了中粗骨料含量和

5、骨料粒徑，加上泵送混凝土配合比和施工送料時(shí)的不良因素影響等都加大了結(jié)構(gòu)收縮量，增加產(chǎn)生裂縫的因素。綜上所述，在處理超長結(jié)構(gòu)時(shí)，特別是處理超長的剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)更要特別慎重:當(dāng)發(fā)生實(shí)在由于建筑使用功能要求不允許超長建筑設(shè)永久縫時(shí)，建議采用對結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力的方法并結(jié)合采用設(shè)計(jì)構(gòu)造措施、施工措施共同給予處理?！　《?、高層剪力墻轉(zhuǎn)角部位開設(shè)轉(zhuǎn)角窗的問題分析　　隨著建筑平立面體型的多樣化，在不少的居住建筑外墻轉(zhuǎn)角客戶要求設(shè)置轉(zhuǎn)角窗，高層剪力墻結(jié)構(gòu)的角部是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，在角部剪力墻上開設(shè)轉(zhuǎn)角窗，這不僅消弱了結(jié)構(gòu)的整體抗扭剛度和抗側(cè)力剛度，而且使臨近洞口的墻

6、肢、連梁內(nèi)力增大，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯，對結(jié)構(gòu)抗震不利。一是B級高度及9級設(shè)防A級高度的高層建筑不應(yīng)在角部剪力墻上開設(shè)角窗或挑陽臺。二是8度及8度以下級設(shè)防A級高度的高層建筑在角部剪力墻上開設(shè)角窗或挑陽臺時(shí)，應(yīng)采取以下措施:①洞口應(yīng)上下對齊，洞口寬度不宣過大，連梁高度不宜過小，并加強(qiáng)其配筋及構(gòu)造；②洞口兩側(cè)應(yīng)避免采用短肢剪力墻和單片剪力墻，宜采用“T”、“L”、“［”型等截面的墻體，墻體厚度在底部加強(qiáng)部位不小于層高的1/12，其他部位不小于1/15，且不小于180mm，墻端暗柱縱向配筋適當(dāng)加強(qiáng)；③宜提高洞口兩側(cè)墻肢的抗震等級，并按提高后的抗震等級滿足

7、軸壓比限值的要求；④轉(zhuǎn)角處樓板應(yīng)加厚，配筋宜適當(dāng)加大，并配置雙層雙向配筋；也可于轉(zhuǎn)角處板內(nèi)設(shè)置連接洞口兩側(cè)墻體的暗梁；⑤結(jié)構(gòu)電算時(shí)，轉(zhuǎn)角梁的負(fù)彎矩調(diào)整系數(shù)、扭轉(zhuǎn)折減系數(shù)均取1.0，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)的影響。　　三、剪力墻連梁設(shè)計(jì)的問題分析　　剪力墻連梁的含義:剪力墻連梁即兩端都與剪力墻相連且與剪力墻的夾角不大于25度，跨高比小于5，剛度可以折減的梁。在墻肢和連梁的協(xié)同工作中，剪力墻應(yīng)該具有足夠的剛度和強(qiáng)度。剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)該保證不發(fā)生剪切破壞，也就是要求墻肢和連梁的設(shè)計(jì)符合強(qiáng)剪弱彎的原則，同時(shí)要求連梁的屈服要早于墻肢的屈服，而且要求墻肢

8、和連梁具有良好的延性。連梁一般具有跨度小，截面大，與連梁相連的墻體剛度又很大等特點(diǎn)。因此在實(shí)際工程中要使連梁的設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)剪弱彎的要求，就必須考慮以下幾個(gè)方面:一是關(guān)