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)用策略分析

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)用策略分析摘要：剪力墻是建筑結(jié)構(gòu)體系中的關(guān)鍵組成部分，通過(guò)該類結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠起到保安全、提品質(zhì)的效果。為充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，需要切實(shí)做好前期的設(shè)計(jì)工作，以正確的設(shè)計(jì)理念為指導(dǎo)，精準(zhǔn)把控設(shè)計(jì)要點(diǎn)，合理選擇剪力墻的結(jié)構(gòu)形式并展開可行性論證，制訂完善可行的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，在此基礎(chǔ)上保證工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的合理性。關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用；策略建筑結(jié)構(gòu)的安全性尤為關(guān)鍵，要求建筑單位在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用安全措施，保障工程的建設(shè)質(zhì)量。剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得以廣泛應(yīng)用，該結(jié)構(gòu)形式具有顯著優(yōu)勢(shì)。以下筆者就將簡(jiǎn)要分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用，以供參考。1剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)城市化發(fā)展伴隨著越發(fā)明顯的土地緊張問(wèn)題，各種建設(shè)工程項(xiàng)目實(shí)施中，為克服土地資源限制，建筑工程呈現(xiàn)出高層化趨勢(shì)，項(xiàng)目數(shù)量有所增多、規(guī)模日漸擴(kuò)大。但因?yàn)榻ㄖ膶訑?shù)多、高度大，整個(gè)結(jié)構(gòu)受到的作用力繁多且復(fù)雜，軸線并行、側(cè)向移動(dòng)等均是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)關(guān)注的方面。由于剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，高層建筑項(xiàng)目實(shí)施中，人們?cè)絹?lái)越傾向于這一結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建，但在剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使得剪力墻具有較好的抗側(cè)剛度、較小的側(cè)移、良好的吸收性能，只有這樣，方可使得剪力墻結(jié)構(gòu)具有極好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗震性，能夠應(yīng)對(duì)來(lái)自內(nèi)外部的各種結(jié)構(gòu)沖擊。對(duì)于建筑而言，為達(dá)到總體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，剪力墻結(jié)構(gòu)的高度和厚度都相對(duì)偏大，這一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求使得該結(jié)構(gòu)體系即使處于荷載作用下，也可以發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮其抗剪切力機(jī)械強(qiáng)度能量小的特征。一旦剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用對(duì)象是超出20層的建筑，為保障截面彎矩最為極限承載力的計(jì)算科學(xué)性和準(zhǔn)確性，必須要以全截面抗彎作為計(jì)算基礎(chǔ)，根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)，在洞口越小的條件下，剪力墻結(jié)構(gòu)的性能越理想，越可以發(fā)揮其在建筑結(jié)構(gòu)中的優(yōu)勢(shì)。此外，建筑中的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通過(guò)科學(xué)的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以有效對(duì)建筑空間加以科學(xué)劃分，實(shí)現(xiàn)空間資源的合理利用，有效提升了室內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)潔性和美觀性。因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)中各個(gè)構(gòu)件都為混凝土材料制成，使得剪力墻結(jié)構(gòu)的重量大，地震災(zāi)害出現(xiàn)時(shí)該剪力墻結(jié)構(gòu)也勢(shì)必由于以自重出現(xiàn)明顯的地震反應(yīng)，再加上抗側(cè)剛度的存在使得地震時(shí)的地震反應(yīng)力加大，因此，為使得剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性得以增強(qiáng)，應(yīng)從其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。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)用策略2.1承重設(shè)計(jì)在建筑工程設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用目的在于能夠有效承載風(fēng)作用下的垂直荷載及地震影響下出現(xiàn)的水平荷載。不過(guò)并非建設(shè)越多的剪力墻就越好，在具體設(shè)計(jì)時(shí)為減小整體建筑結(jié)構(gòu)重量，實(shí)現(xiàn)其抗風(fēng)性能與抗震能力的提高，所以需要結(jié)合建筑承重要求來(lái)確定實(shí)際所需設(shè)計(jì)剪力墻的大小與數(shù)量。例如，要求能夠結(jié)合實(shí)際建筑寬度與高度來(lái)確定具體剪力墻的數(shù)量。在超高層建筑中務(wù)必要嚴(yán)格把控剪力墻的數(shù)量，避免由于剪力墻過(guò)多而降低整體建筑的垂直荷載能力。一般情況下都是根據(jù)適當(dāng)與勻稱的原則來(lái)設(shè)置剪力墻，在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，所有水平及豎向荷載力均由鋼筋混凝土墻承受，因此要求設(shè)計(jì)人員能夠順著平面主要軸線方向來(lái)設(shè)置剪力墻。2.2剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)需要采用雙向設(shè)計(jì)，使墻體內(nèi)部形成空間結(jié)構(gòu)，尤其是抗震防御區(qū)，在進(jìn)行雙向設(shè)計(jì)的過(guò)程中盡量將來(lái)自兩個(gè)方向的剛度保持一致。剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中盡量保持其平面均勻分布，剛度中心接近建筑結(jié)構(gòu)整體的中心，最大化減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，若剛度中心與建筑中心的偏離程度較高，可在條件允許的情況下通過(guò)調(diào)整墻肢長(zhǎng)度和連梁的高度對(duì)剛度中心位置進(jìn)行調(diào)整。由于剪力墻具有較強(qiáng)的抗側(cè)剛性，結(jié)構(gòu)自振周期較短，承受的水平地震作用較大，可能影響結(jié)構(gòu)的整體性能。為減少水平地震剪力對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響，可通過(guò)減少墻體厚度，在主次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增大墻體間距，減少墻體總數(shù)等方式降低結(jié)構(gòu)整體自重，增加結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度。剪力墻結(jié)構(gòu)最顯著的優(yōu)勢(shì)就是具較好的承載能力和平面剛度，但平面外承載力和剛度卻相對(duì)較弱，若在設(shè)計(jì)中直接將平面外方向梁與剪力墻相連，可能會(huì)使墻肢平面外彎矩增大，為改善此種情況，在樓面截面不大的條件下，可采用半剛接的設(shè)計(jì)方案調(diào)整墻肢平面外彎矩。2.3墻肢設(shè)置墻肢的主要作用是分散剪力墻的壓力，使建筑物的抗震能力得到顯著提高。在設(shè)置墻肢的過(guò)程中，需要深入研究建筑的構(gòu)造，對(duì)建筑進(jìn)行系統(tǒng)的受力分析。剪力墻本身具有一定的延伸性，因此在選擇剪力墻整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮其延伸性的直接影響，而剪力墻整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的一點(diǎn)就是要考慮剪力墻的脆性和延伸性，這就需要根據(jù)整個(gè)剪力墻的具體延伸長(zhǎng)度進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于前置條件長(zhǎng)度相對(duì)較長(zhǎng)的大型剪力墻，應(yīng)采用墻分層或多間距的方法實(shí)施。剪力墻表面應(yīng)進(jìn)行多截面無(wú)縫切割處理，有效避免對(duì)剪力墻延性的破壞。對(duì)于相對(duì)較短的大型剪力墻，應(yīng)采用這種加固方法進(jìn)行配合，充分發(fā)揮其作為支撐柱的作用。當(dāng)剪力墻的前置條件長(zhǎng)度大于8m時(shí)，可以考慮配筋來(lái)設(shè)置墻體施工的漏洞。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室搭建模型，并根據(jù)模型底部必要的傳感器，傳感器主要采集剪力墻各部分的承壓值。最后，通過(guò)比較不同墻體肢數(shù)下剪力墻承載力的變化，確定墻體肢數(shù)。確定墻體肢數(shù)后，應(yīng)根據(jù)建筑物的實(shí)際抗震需求確定墻體肢的截面積，使剪力墻在地震來(lái)臨時(shí)能起到很好的減震作用。2.4剪力墻墻體配筋的合理設(shè)置在剪力墻結(jié)構(gòu)中鋼筋使用量較大，因此合理配置剪力墻鋼筋是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮的重要問(wèn)題之一，通常情況下，墻體配筋是根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算得來(lái)的，但部分墻配筋是按照規(guī)范規(guī)定確定的，在剪力墻墻身配筋過(guò)程中建議在滿足結(jié)構(gòu)計(jì)算的前提下，將墻體的水平、豎向分布鋼筋分別按墻體的外側(cè)、內(nèi)側(cè)進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，這樣既滿足墻體承載力的要求，又能降低鋼材的用量，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約鋼筋材料的目的。3結(jié)語(yǔ)在城市人口不斷增加的情況下，城市中的建筑高度會(huì)呈現(xiàn)逐漸提高的發(fā)展趨勢(shì)，剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍也會(huì)不斷提升，為進(jìn)一步提升剪力墻結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不斷進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化，通過(guò)應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)，促進(jìn)我國(guó)高層建筑