剪力墻結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用分析

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1、剪力墻結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用分析太原市建筑設計研宄院摘要：剪力墻結(jié)構(gòu)具有抗側(cè)剛度大、抗震性能好、側(cè)移小的優(yōu)點，能夠滿足不同結(jié)構(gòu)風格建筑的要求，特別適用于高層建筑。為了確保剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑中作用的有效發(fā)揮，有必要加強對剪力墻設計的分析，以提升剪力墻結(jié)構(gòu)設計水平，防止建筑結(jié)構(gòu)遭到剪切破壞。木文首先從高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容入手，結(jié)合工程實例分析了剪力墻結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的運用。關(guān)鍵詞：剪力墻;結(jié)構(gòu)設計;高層建筑;作者簡介：趙香為（1980-）,女，工程師，本科，主要從事結(jié)構(gòu)設計工作。收稿日期：2017-9-5Received：2017-9-51引言近年來，高層住宅建筑越來

2、越多的采用剪力墻結(jié)構(gòu)，因為剪力墻不僅能提供靈活的使用空間，而且還能簡化設計和施工流程，提高效率，降低成木。但在實際的建筑結(jié)構(gòu)設計工作中，由于考慮不全面、結(jié)構(gòu)布置不合理等原因，使得剪力墻結(jié)構(gòu)的作用與特點并不能得到充分發(fā)揮，甚至還有一些結(jié)構(gòu)方案存在安全問題。對此，耍嚴格根據(jù)建筑實際情況和使用耍求，對具體問題采用適宜的設計方法，滿足規(guī)范要求，保證建筑結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量。2高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)概述剪力墻是建筑屮主要承受風荷載以及地震等原因引起的水平荷載的墻體。剪力墻的功能是防止建筑遭受水平剪力的破壞，并能較好地保障房屋和建筑的覽固性，通常使用鋼筋混凝土用來制作。剪力墻可以承受來自水平和豎直兩個方向的力

3、：(1)因為其使用鋼筋混凝土作為材料來制作；(2)在設計剪力墻結(jié)構(gòu)時，主要以滿足剪力墻可以承受水平和豎直兩個方向的力的要求進行設計，其結(jié)構(gòu)含有豎向的鋼筋混凝土墻板，水平方向則具有鋼筋混凝土的大樓板，這樣的結(jié)構(gòu)整體稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。3建筑結(jié)構(gòu)設計中的剪力墻結(jié)構(gòu)設計分析3.1剪力墻結(jié)構(gòu)的設計方法(1)基礎(chǔ)方案設計。在建筑結(jié)構(gòu)設計中，剪力墻的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設計是十分重要的，設計人員應參照整體的建筑設計方案進行循環(huán)論證，以明確出最為合適的剪力墻結(jié)構(gòu)；(2)墻體承重結(jié)構(gòu)設計。在考慮墻體承重設計時，設計人員應充分了解相關(guān)的政策、耍求以及施工數(shù)據(jù)和實際施工水平，以確保剪力墻承重構(gòu)件設計的合理性、規(guī)范性，進而

4、保證建筑結(jié)構(gòu)的整體受力能力和質(zhì)量。3.2剪力墻結(jié)構(gòu)設計原則(1)在剪力墻設計計算屮，應將水平和豎直方向結(jié)構(gòu)的受力情況考慮在再依據(jù)一些偏拉情況以及偏拉對橫截面與主界面承載力的施力情況進行分析驗算；(2)當剪力墻與平面外的梁相連接時，容易引發(fā)墻體的平面外彎矩，因而耍盡量避免這一現(xiàn)象；(3)剪力墻需要承受豎直方向的壓力，要保證墻體的結(jié)構(gòu)和剛度對于這一外力有一定的承受能力；(4)剪力墻的尺寸較大、厚度較薄，當長度和厚度比例為3~5吋，應當設計為異形柱墻體，比值〈3時，應設計為柱形。3.3剪力墻結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用3.3.1定位剪力墻若平面布置的控制工作未落實到位，會引起平面不夠均勻以

5、及對稱情況不達標的現(xiàn)象，從而造成剪力墻結(jié)構(gòu)和不同部位的承重情況差異較大，異致墻體彎曲。因此，應嚴格保證剪力墻定位的合理性，按照估算好的數(shù)據(jù)進行劃線定位，保持平面的均勻性。3.3.2結(jié)束邊緣的構(gòu)件在諸多建筑結(jié)構(gòu)屮，約束剪力墻的一個邊緣構(gòu)件可以讓剪力墻在相同的條件下有著不同的承重效果。剪力墻的約束邊緣處理主要分為約束邊緣構(gòu)件和無約束邊緣構(gòu)件兩種，整體而言，無約束邊緣的結(jié)構(gòu)在建筑承載方面有著更好的性能，而有約束邊緣構(gòu)件在抗震性和穩(wěn)定性方面具有顯著優(yōu)勢。3.3.3控制墻體配筋中的措施較為常見的墻體配筋控制方法為:在滿足自身規(guī)范配筋最小值的前提下，將水平方向的鋼筋向外側(cè)放置，豎直方向的鋼筋放置在

6、內(nèi)側(cè)，迎水面保護層使用雙向鋼筋網(wǎng)片，這樣可以很大程度的減少配筋量，從而節(jié)約鋼材。4實例分析4.1工程概況以某高層建筑住宅為例，在該住宅建筑結(jié)構(gòu)設計方案屮，剪力墻布置和結(jié)構(gòu)受力不相符，導致局部剛度較大，自重增加致使地震反應大幅增強，并提高了建筑基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)施工成本。以建筑平面布置要求為依據(jù)，在電梯間、房間和樓梯間邊角運用異形墻肢;利用SATWE對剪力墻進行模擬，在模擬過程中，板殼是一個最理想的模擬單元，該軟件正是利用這種單元對墻元實施了細分，并對墻上開洞進行了自動化處理。4.2結(jié)果分析為保證分析計算的真實性，在進行地震作用分析計算時，考慮到偶然偏心與扭轉(zhuǎn)偶聯(lián)，選取3個振型進行計算。4.

7、2.1自振周期在存在扭轉(zhuǎn)偶聯(lián)情況卜的建筑自振周期見表1?？梢?，平動和扭轉(zhuǎn)的建筑自振周期比值為0.3142，滿足規(guī)范提出＜0.9的要求。表1自振周期下載原表4.2.2結(jié)構(gòu)位移基于風荷載的建筑結(jié)構(gòu)位移見表2。表2基于風荷載的建筑結(jié)構(gòu)位移下載原表基于地震荷載的建筑結(jié)構(gòu)位移見表3。4.2.3剪重比和剛重比剪重比是衡量結(jié)構(gòu)抗震性能的重要指標。本方案X、Y向剪重比的最小值分別為0.84%、0.83%,滿足規(guī)范不超過0.8~1.0%的要求。剛重比對重力二階效