基于建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題研究

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1、基于建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題研究　　摘要：我國(guó)城市化建設(shè)不斷擴(kuò)大，住房需求急驟增大，高層建筑便有很大的發(fā)展空間，高層剪力墻結(jié)構(gòu)既可以保證結(jié)構(gòu)安全可靠性，又可以使室內(nèi)空間合理、墻面平整，所以高層建筑結(jié)構(gòu)中越來越多地采用剪力墻結(jié)構(gòu)，本文首先就剪力墻的相關(guān)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析，然后提出了關(guān)于剪力墻設(shè)計(jì)的一些個(gè)人建議。望能為同行提供一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：剪力墻；高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：前言6隨著我國(guó)住房需求的不斷增大，單位建設(shè)用地日益緊張，土地是不可再生資源，高層建筑

2、便有很大的發(fā)展空間，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步深入探討和研究，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。剪力墻結(jié)構(gòu)既可以保證結(jié)構(gòu)安全可靠性，又可以使室內(nèi)空間合理、墻面平整，所以高層建筑結(jié)構(gòu)中越來越多地采用剪力墻結(jié)構(gòu)。由于其具有優(yōu)越的抗震性能和良好的承載能力，而得到了人們的廣泛關(guān)注，這種結(jié)構(gòu)尤其適用于高層建筑。根據(jù)剪力墻的一般設(shè)計(jì)規(guī)則，為了滿足多功能高層建筑體系的需要，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還需要遵守一些其他相應(yīng)的原則。本文對(duì)剪力墻的設(shè)計(jì)提出了些許建議，以期被廣大建筑行業(yè)人士采用。一、高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及它的分類分析與研究剪

3、力墻結(jié)構(gòu)是一種用鋼筋混凝土的墻板代替?zhèn)鹘y(tǒng)框架結(jié)構(gòu)之中的梁柱，以承受水平力和豎向力的結(jié)構(gòu)。剪力墻的特點(diǎn)是其墻肢的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于墻肢厚度，其在水平面以內(nèi)具有極大的承載力和剛度，在水平面以外，承載力和剛度相對(duì)較小。剪力墻的墻肢屬于偏心受拉或受壓構(gòu)件。除此之外，剪力墻還可承受除彎矩和水平剪力以外的豎向力。在剪力、軸力和彎矩共同作用下，剪力墻的水平力就像一個(gè)懸臂深梁，其底部牢牢地固定于基礎(chǔ)之上。剪力墻的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)：1）剪力墻承載能力優(yōu)越，抗側(cè)力能力強(qiáng)，通常用于高層建筑；2）剪力墻充分利用空間，可以節(jié)約層高；3

4、）剪力墻結(jié)構(gòu)的室內(nèi)空間相比梁柱結(jié)構(gòu)來說要寬敞簡(jiǎn)潔，但也有其缺點(diǎn)，那就是其建筑平面的設(shè)置不是很靈活，住戶不能對(duì)室內(nèi)的布局進(jìn)行改造；4）施工比較麻煩，造價(jià)也比較高；5）其結(jié)構(gòu)的自身重力大，可以吸收的地震能量大。剪力墻由于其自身空洞的數(shù)量和大小有所不同，這些不同會(huì)導(dǎo)致剪力墻的內(nèi)力分布、變形狀態(tài)和受力特點(diǎn)產(chǎn)生不同。據(jù)此，通?？梢詫⒓袅Ψ諊?lián)肢墻、整體小開洞墻和整截面墻三大類。其中每一類都各具特點(diǎn)：1）聯(lián)肢墻：是指當(dāng)剪力墻洞口呈現(xiàn)豎向成列的布置時(shí)，其洞口的面積會(huì)超過剪力墻總面積的16%，各個(gè)墻體之間由一些連梁進(jìn)行

5、連接。2）6整體小開洞墻：是指當(dāng)剪力墻的洞口稍大，成列布置，上下對(duì)齊，形成了明顯的連梁和墻肢，其剛度分布均勻。3）整截面墻：是指剪力墻的洞口面積小于其墻體總面積的16%，或者不開洞口。如果開洞口，洞口的長(zhǎng)邊尺寸都小于洞口的凈距和洞口到剪力墻墻邊的凈距。此時(shí)剪力墻的受力情況就像一個(gè)整體懸臂構(gòu)件。二、高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則分析與研究6高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證期安全性和高質(zhì)量，通常有一些設(shè)計(jì)原則。在剪力墻的結(jié)構(gòu)中，剪力墻最好沿主軸的方向，或者其他的方向進(jìn)行雙向布置。在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剪力墻中，要

6、避免僅僅在單向布置墻體的形式，這樣可以保證剪力墻結(jié)構(gòu)有比較好的空間性能。同時(shí)最好使兩個(gè)受力的方向，在抗側(cè)剛度方面要接近。另外，剪力墻結(jié)構(gòu)的數(shù)量應(yīng)適當(dāng)，其布置要均勻。如果剪力墻布置地過少，那么其結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度就會(huì)有欠缺；當(dāng)剪力墻布置地過多時(shí)，其墻體又會(huì)得不到充分地利用，這樣就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度太大，進(jìn)而導(dǎo)致地震力偏大，其結(jié)構(gòu)的重量也會(huì)增加，這就會(huì)存在諸多的不利性。對(duì)于剪力墻的墻肢截面來說，最好按照規(guī)則、簡(jiǎn)單的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。其門窗的洞口最好是成列布置并且上下對(duì)齊的，以形成非常明顯的連梁和墻肢。在剪力墻的抗震

7、設(shè)計(jì)方面，對(duì)于小于三級(jí)抗震能力的剪力墻來說，其底部的加強(qiáng)部位最好不要采用錯(cuò)洞墻的設(shè)計(jì)。除此之外還用保證剪力墻的布置是自下而上的連續(xù)性布置，以避免其剛度的突變，從而影響其安全性能。剪力墻在設(shè)計(jì)時(shí)，除了要要滿足其位移的限值要求之外，還需保證框剪結(jié)構(gòu)里，各抗側(cè)力元件的作用要滿足經(jīng)濟(jì)、安全、合理等要求。剪力墻的合理數(shù)量在設(shè)計(jì)時(shí)也是有原則的，即在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下，要盡量減少剪力墻的數(shù)量。此外，設(shè)計(jì)規(guī)范中還規(guī)定，剪力墻的框架部分，其承擔(dān)的剪力必須大于等于剪力墻底部總作用力的20%，或者不小于各層框架所承受地震總剪

8、力之中最大數(shù)值的1.5倍。對(duì)于剪力墻邊緣構(gòu)造和配筋結(jié)構(gòu)、厚度等來說，還有其特殊的設(shè)計(jì)原則。1）剪力墻邊緣構(gòu)造。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的研究表明，矩形截面的剪力墻結(jié)構(gòu)，其延性要比槽形或工字形截面的剪力墻結(jié)構(gòu)差。計(jì)算分析的研究也表明，當(dāng)增加剪力墻的墻肢截面翼緣時(shí)，也可以顯著提高剪力墻的延性。因此在矩形墻的兩端可以設(shè)置約束性的邊緣構(gòu)件，這樣既可以顯著提高整個(gè)墻體的延性，同時(shí)還可以避免剪力墻在水平方向發(fā)生剪切滑動(dòng)，從而提高其抗剪切的能力。在2002