剪力墙结构设计要点分析

2015-04-16潘晓康

建材与装饰 2015年23期

关键词：墙肢剪力墙墙体

潘晓康

（广东中山建筑设计院股份有限公司）

剪力墙结构设计要点分析

潘晓康

（广东中山建筑设计院股份有限公司）

剪力墙在现今的社会中已经应用的越来越广泛，特别是在高层建筑中，剪力墙的应用更是受到了高度的重视。本文主要是对高层剪力墙结构的设计原则和设计要点进行了分析，以供同仁参考。

剪力墙结构；配筋；设计

在高层的建筑中，随着建筑层数的逐渐升高，剪力墙所承受的水平和竖向的荷载也越来越大，剪力墙自身是一个可以减少承重的结构。并且在进行高层的建筑中，也可以减少自身发生安全性的问题。随着层数的不断增高，施工的困难性也越来越大，安全问题就变得极为重要。因此，做好设计工作就至为重要。

1　高层剪力墙结构设计的基本原则

目前，剪力墙结构设计在高层建筑结构设计中的范围非常广泛，尤其是在一些规模比较大的建筑工程项目中。剪力墙结构在建筑物中主要起到承受荷载的作用，为建筑物提供相应的支撑。大多数建筑企业在建筑结构设计中应用剪力墙结构设计，主要在于剪力墙具备的抗震、抗风特征。在发生地震灾害的时候，剪力墙能够在很大程度上吸收地震灾害所产生的能力，有效预防建筑物墙体出现剪切破坏状况。剪力墙结构设计需要遵循的原则，主要体现在两方面。

1.1合理控制剪力墙的宽度与高度

一般情况下，剪力墙的厚度比较小，宽度与高度比较大。因此，剪力墙结构就具备一个明显的几何特征，造成受力形态类似于柱子结构。但是剪力墙结构与柱子结构在厚度、肢长之间存在显著差异，当比值处于比较小的状态时，通常能够根据柱体结构的要求进行设计。在剪力墙结构设计过程中，墙体结构属于平面构件，剪力墙对弯矩力、水平应力可以起到一个承担作用。同时，还承担着竖向严厉。所以剪力墙结构设计过程中，应当满足延性、非弹性以及弹性要求。

1.2充分考虑剪力墙具体情况

剪力墙的合理数量按许可位移决定，高度不大于150m的高层建筑，按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大水平位移与层高之比不宜大于1/800，在满足这个要求的前提下，增减剪力墙的数量。用结构自振周期校核剪力墙布置数量是否合理，因为从地震作用本身来分析，剪力墙数量少结构刚度小，地震作用小，但这种结构在工程上有可能不很合理，结构的自振周期有可能不在合理范围内，结构自振周期的合理范围大致在：T1=（0.09～0.12）NS，式中：NS-楼层数。在剪力墙结构设计中，计算过程应当充分考虑剪力墙处于横向延展力、重力结构下时的具体情况，以此对其进行分析计算。在计算剪力墙承载能力的时候，对于带翼墙宽度的计算，应当根据洞口与门窗之间的翼缘宽度以及剪力墙之间的最小间距来进行。

1.3满足抗震设计的要求

剪力墙结构具有较好的抗震性能，且结构布置灵活，可以很大程度减小结构构件对建筑的使用影响，所以高层住宅较多使用这种结构形式。对于抗震设计，主要是按“强剪弱弯”的要求设计剪力墙墙肢，一般的方法是将剪力墙底部加强部分的剪力设计值增大，提高抗剪承载力。《建筑抗震设计规范》6.2.8条规定了各个抗震等级剪力墙底部加强部位的剪力设计值应乘以不同的剪力增大系数，以此进行抗剪配筋设计，从而实现”强剪弱弯”的结构受力性能。

2　剪力墙结构设计要点

2.1合理定位剪力墙

在平面布置剪力墙的时候，应当遵循尽量对称、均匀原则，尽量保证墙面结构中的质量中心与刚度中心处于一个完全重合的状态，以此减少扭矩。对于内外剪力墙，应当尽可能将其对直、拉通。同时剪力墙肢截面应当规则、简单。

2.2剪力墙结构设计中大墙肢处理

剪力墙结构施工过成长，由于剪力墙结构具有延伸性要求，所以剪力墙结构设计与剪力墙结构施工过程中需要一定的延展特性，这对于剪力墙结构整体性以及工作力度非常的重要一般情况下，在设计剪力墙的时候，容易出现高状结构剪力墙，这在很大程度上增加了脆性破坏现象出现的几率。因此，在剪力墙结构设计过程中，在对墙体长度比较长的剪力墙进行设计时，应当在充分满足剪力墙承载力的情况下，对其进行分层间隔设计，这在很大程度上能够加强剪力墙结构的整体承载力。另外，在墙段长度比较小的情况下，墙体受弯所产生的裂缝宽度也比较小，能够将墙体配筋的支撑作用充分发挥出来。为了预防不良现象的发生，对于长度超过8m的墙肢，可以运用两种处理方式。

（1）开计算洞

实质上就是在对剪力墙结构进行计算的过程中，设置相应的洞，施工开始的时候仍然为混凝土墙。

（2）开施工洞

实质上就是在施工过程中，在墙体上留洞。施工完成之后，砌填填充墙，将长墙肢划分为短墙肢。这两种计算方式，能够在一定程度上增强其他小墙肢具备的配筋能力。

2.3剪力墙结构设计中的墙体配筋

合理对剪力墙配筋进行控制，能够在很大程度上提高建筑结构的稳定性、安全性以及建筑工程的经济性，主要在于剪力墙面广量大。在剪力墙墙体配筋过程中，主要是在内侧防止竖向钢筋，在外侧放置水平钢筋。同时，配筋应当满足计算与相关规定中的最小配筋率。如果剪力墙结构设计中运用了双向钢筋网片，那么迎水面保护层的厚度至少超过30mm，这有利于墙体配筋的节省。