結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討剪力墻設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

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摘要：目前，越來越多的剪力墻結(jié)構(gòu)小高層住宅樓拔地而起。如何保證建筑的安全性是首要問題，而剪力墻設(shè)計(jì)因是縱橫承受荷載而使其具有較強(qiáng)的抗震性和抗風(fēng)性，承受力也較強(qiáng)的特點(diǎn)而被多高層建筑廣泛采用。

　　關(guān)鍵詞：多高層建筑,剪力墻布置,短肢剪力墻,設(shè)計(jì)要求 　　一、對(duì)剪力墻的合理布置 　　為了增強(qiáng)建筑物的抗震性能，就應(yīng)該從剪力墻的整體設(shè)計(jì)中去把握，在修建的過程中必須嚴(yán)格的按照修建規(guī)程進(jìn)行操作。以下就剪力墻中短肢剪力墻、梁等的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。 　　1、對(duì)剪力墻進(jìn)行雙向布置。在高層建筑中，對(duì)空間結(jié)構(gòu)的處理是極其重要的，因?yàn)榉课莸膭偠群统惺芰κ窃诤侠淼目臻g結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上表現(xiàn)出來的。而剪力墻結(jié)構(gòu)是否合理，直接關(guān)乎著房屋的抗震能力。所以，在剪力墻的設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)采用雙向布置的方式，盡量避免單向布置，以此增強(qiáng)房屋在兩個(gè)方向上的抗側(cè)剛度。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理的布置空間結(jié)構(gòu)，利用剪力墻本身的承受力大和抗側(cè)剛度強(qiáng)的特性，對(duì)房屋重量進(jìn)行一定的減輕，從而提升房屋在地震時(shí)的側(cè)向剛度。 　　2、使剪力墻在豎向上達(dá)到均勻。剪力墻的布置要能體現(xiàn)房屋修建時(shí)的抗側(cè)剛度，對(duì)于房屋修建中出現(xiàn)的自上而下不連續(xù)性，往往導(dǎo)致了剛度上的突變。要解決當(dāng)中出現(xiàn)的問題，可以通過對(duì)墻體的厚度和混凝土的級(jí)別進(jìn)行提升，使剪力墻在高度上的抗側(cè)性盡量增強(qiáng)。 　　3、對(duì)墻肢的高寬比例合理化。一般情況下，優(yōu)化剪力墻的高寬比例能夠使房屋在地震中的延性得到提升。剪力墻的高寬比例最好是大于2，如果剪力墻的長度太大，影響了剪力墻在抗震中的延展性，則應(yīng)當(dāng)在合適的位置開設(shè)洞口，使長度減小。同時(shí)，要注意墻體間是否形成均勻的獨(dú)立墻段。 　　4、對(duì)剪力墻的洞口設(shè)計(jì)和布置。洞口的設(shè)計(jì)及布置，對(duì)剪力墻在房屋中所起到的力學(xué)效果是比較明顯的，這會(huì)大大影響房屋在使用中的抗震性能。所以，筆者從以下幾方面展開論述： 　　(1)、對(duì)開洞的要求，要根據(jù)力學(xué)原理進(jìn)行布置，開洞要有規(guī)則，避免到處開洞及散亂開洞。要講究布置途中的安全可靠性，盡量讓剪力墻的洞口以“列”的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，處理好墻肢與梁之間的關(guān)系，使其有牽連性。 　　(2)、不規(guī)則開洞，容易造成剪力墻的力學(xué)效應(yīng)減小，使建筑物在抗震方面的能力減弱。通常情況下，錯(cuò)誤的開洞有兩種：一是錯(cuò)洞，主要表現(xiàn)為洞口開得比較小，不規(guī)則。這樣就導(dǎo)致了應(yīng)力不均衡，在進(jìn)行常規(guī)計(jì)算的時(shí)候內(nèi)力很難實(shí)現(xiàn)，造成了建筑物潛在的薄弱環(huán)節(jié)。二是疊合錯(cuò)洞，主要表現(xiàn)為在原有開洞的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了疊加式的開洞，不規(guī)則。以上兩種錯(cuò)洞，都要盡量的避免，在無法避免的情況下，應(yīng)對(duì)開洞的周邊進(jìn)行一定處理，可以加強(qiáng)、加固或者用一些輕質(zhì)材料進(jìn)行填充，總之，目的是使錯(cuò)洞的地方最大限度的轉(zhuǎn)化成合理的洞口。 　　(3)、應(yīng)用平面有限元對(duì)洞口進(jìn)行計(jì)算，找出剪力墻存在的不合理，比如對(duì)內(nèi)力的計(jì)算和位移的計(jì)算，以此了解剪力墻的受力性能。對(duì)不規(guī)則開洞，在計(jì)算時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的分析和判斷，找出其中的原因，并有針對(duì)的加以解決。 　　5、對(duì)剪力墻加強(qiáng)部位的分析 　　(1)、為了使房屋抗震性得到提升，應(yīng)該對(duì)塑性鉸的部位進(jìn)行加強(qiáng)處理。而且在加強(qiáng)時(shí)應(yīng)當(dāng)有明確的措施，避免對(duì)剪力墻頂層及樓道的重點(diǎn)處理，卻忽視了對(duì)塑性鉸部分的加強(qiáng)，從而導(dǎo)致抗震結(jié)構(gòu)的不合理。 　　(2)、剪力墻底部往往會(huì)出現(xiàn)塑性鉸，所以在出現(xiàn)時(shí)要采取辦法對(duì)周邊范圍進(jìn)行加強(qiáng)，使剪力墻的延性變得更強(qiáng)，提高在地震中的抗破壞能力。 　　(3)、在抗震能力提高的過程中，要注意把剪力墻所涉及的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行加強(qiáng)，尤其是對(duì)剪力墻底部的處理至關(guān)重要。所謂“根基不牢豈能重高樓”就是這個(gè)意思。但剪力墻底部的加強(qiáng)高度應(yīng)該根據(jù)剪力墻自身總體高度來加以處理，一般情況下應(yīng)該選取剪力墻的墻肢高度的八分之一和底部?jī)蓪拥妮^大值進(jìn)行加強(qiáng)。 　　二、對(duì)短肢剪力墻在設(shè)計(jì)中的要求 　　在高層建筑的修建中，剪力墻的合理布置對(duì)抗震性能的提高是顯而易見的，而短肢剪力墻的應(yīng)用有其必要性，同時(shí)在應(yīng)用短肢剪力墻的時(shí)候也要相應(yīng)的注意一些問題。 　　1、短肢剪力墻的應(yīng)用范圍 　　在進(jìn)行高層建筑修建時(shí)，統(tǒng)統(tǒng)采用短肢剪力墻的設(shè)計(jì)是不符合實(shí)際需要的，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致房屋抗震能力的降低。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)把一般剪力墻和短肢剪力墻進(jìn)行結(jié)合，形成兩者各顯其能的抵抗力水平。即使都采用短肢剪力墻進(jìn)行修建的情況下，也要對(duì)短肢剪力墻的高度進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕档?。?duì)于不同抗震級(jí)別的高層建筑，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其地震級(jí)別進(jìn)行選擇，但短肢剪力墻的應(yīng)用主要還是配合在一般剪力墻的左右，不應(yīng)該使用的太多。究其原因，短肢剪力墻的抗震效果太差，對(duì)高層建筑的安全性無法保障。 　　2、加強(qiáng)短肢剪力墻設(shè)計(jì)的相關(guān)措施 　　(1)短肢剪力墻的優(yōu)點(diǎn)在于有一定的延性，在抗震中起著很大的作用，但其承受力沒有一般剪力墻和筒體強(qiáng)。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到它的不足，從而在設(shè)計(jì)當(dāng)中提高其抗震等級(jí)(比一般剪力墻或筒體高出一個(gè)等級(jí))。 　　(2)考慮到短肢剪力墻的延性問題，所以應(yīng)當(dāng)最大限度的進(jìn)行提升和完善。當(dāng)短肢剪力墻在受到重力荷載的作用下，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的軸壓比，當(dāng)針對(duì)一、二、三級(jí)抗震能力設(shè)計(jì)時(shí)，其軸壓比不能大于0.5至0.7。因此，對(duì)于短肢剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)比一般剪力墻的軸壓值至少降低0.1。 　　(3)、對(duì)短肢剪力墻在布置鋼筋問題上，應(yīng)該在縱向上對(duì)鋼筋的分量進(jìn)行提高，尤其在底部的鋼筋數(shù)量不能低于1.2%，而在底部之外的部分則不低于1%。 　　(4)、在剪力值的要求中，出于對(duì)短肢剪力墻性能的考慮，應(yīng)當(dāng)在其底部進(jìn)行一定的加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)底部以外的部分進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，并增大抗震的系數(shù)。其目的在于增強(qiáng)短肢剪力墻的抗損壞性。 　　(5)、在短肢剪力墻的厚度方面，一般情況下要求其厚度不能低于200毫米。在非抗震性房屋建造時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)房屋的高度進(jìn)行控制，并且加大墻肢的厚度