李紅瑞 王軍星
摘 要:隨著經(jīng)濟(jì)科技的迅猛發(fā)展和人們生活水平的不斷上升,住宅建筑的設(shè)計(jì)也越來(lái)越美觀、科學(xué)化和人性化,剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)被開(kāi)發(fā)和逐漸在建筑設(shè)計(jì)中普及。鑒于此,本文將對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析,對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出相關(guān)介紹,并提出可行性建議意見(jiàn)。
關(guān)鍵詞:剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);建筑結(jié)構(gòu)
中圖分類號(hào):TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
在當(dāng)前土地資源越來(lái)越珍貴、人口總數(shù)越來(lái)越大、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的城市,高層建筑已成為城市建筑設(shè)計(jì)的首選。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同于其他建筑設(shè)計(jì),其對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的持久性、耐用性都有更高的要求,而剪力墻結(jié)構(gòu)正好滿足高層建筑的墻體結(jié)構(gòu)要求,因此剪力墻機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中被廣泛采用,這也是由剪力墻結(jié)構(gòu)的實(shí)用性和耐久性所決定的。鑒于此,,筆者將在下文中對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑優(yōu)勢(shì)做出詳細(xì)介紹。
1 剪力墻結(jié)構(gòu)概述
剪力墻結(jié)構(gòu)能夠在建筑墻體設(shè)計(jì)領(lǐng)域被廣泛采用,尤其是高層建筑中更是墻體設(shè)計(jì)的首選之一,這都是由其墻體結(jié)構(gòu)的特殊性所決定的。在進(jìn)行現(xiàn)代高層建筑的剪力墻施工時(shí),普遍是利用滑模技術(shù)以及模板技術(shù)進(jìn)行墻體結(jié)構(gòu)施工的,能夠極大的提高建筑墻體施工的效率和質(zhì)量。另外,在進(jìn)行現(xiàn)澆剪力墻的施工環(huán)節(jié)時(shí),大模板技術(shù)受到很多人的歡迎,只是因?yàn)槠浼僮骱?jiǎn)易快捷、有很好的抗震能力、設(shè)備技術(shù)水平高、施工效率高、整體性強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)于一身。這些剪力墻結(jié)構(gòu)的施工都決定了,剪力墻結(jié)構(gòu)的高效性、科學(xué)性以及安全性,其在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠極大的提高建筑的質(zhì)量和施工的效率,也正因如此,剪力墻結(jié)構(gòu)才會(huì)被眾多建筑設(shè)計(jì)所青睞。
1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)概念。剪力墻結(jié)構(gòu)的主要施工技術(shù)原理就是利用現(xiàn)代技術(shù)化的墻體模板即鋼筋混凝土板來(lái)承受建筑墻體受到的各種內(nèi)載壓力,從而更好的進(jìn)行承載壓力的分擔(dān)將墻體所受到的壓力進(jìn)行有效的控制,這比傳統(tǒng)的墻體中使用的梁柱載壓更安全、更有效。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)墻體在載壓原理上是將承載的豎向和水平方向的壓力進(jìn)行分擔(dān)、削剪,因此從此結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行分析則被稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@種剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的載壓性和較高的堅(jiān)固性,因此在建筑設(shè)計(jì)中,尤其是高層建筑的墻體設(shè)計(jì)中被廣泛采用。
1.2 特點(diǎn)。剪力墻當(dāng)然也有許多別名,不過(guò)都是從其墻體作用或者結(jié)構(gòu)原理上分析命名的,例如結(jié)構(gòu)墻、擋風(fēng)墻以及抗震墻等,從這些別名中也可以看出剪力墻結(jié)構(gòu)在整體建筑結(jié)構(gòu)中的作用,抗震、擋風(fēng)、載壓以及支撐。這種剪力墻結(jié)構(gòu)在廣泛利用到建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的同時(shí)也有其不可避免的缺陷,如因此采用模板墻和鋼筋混凝土板進(jìn)行載壓,墻體雖然整體性較強(qiáng),但是載壓的方式單一,無(wú)法被拆除和破壞,在需要進(jìn)行其他墻體方面的結(jié)構(gòu)完善時(shí),這種整體性和無(wú)法被破壞無(wú)疑是一大阻礙。而且,這種剪力墻對(duì)小型的建筑項(xiàng)目不太適用,因?yàn)樗脑靸r(jià)過(guò)高、鋼筋混凝土板的施工技術(shù)難度較高、各項(xiàng)資源消耗較大。這些缺點(diǎn)和不足也是今后剪力墻機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及建筑行業(yè)所需要共同研究和面對(duì)的課題之一。
1.3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。剪力墻在建筑行業(yè)中被廣泛利用更多的是因其良好的抗風(fēng)、抗震性能,剪力墻結(jié)構(gòu)能夠很好的將地震帶來(lái)的能量進(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)移,有效的避免了整體墻體結(jié)構(gòu)的破壞。在這一重要結(jié)構(gòu)原理利用上,剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要遵循以下幾項(xiàng)設(shè)計(jì)原則:(1)剪力墻結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土板和模板往往高度和寬度較大,而整體厚度較小,極易形成柱子機(jī)構(gòu)的幾何受力特征,因此,必須精準(zhǔn)控制剪力墻的寬度和高度比例。剪力墻機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮墻體結(jié)構(gòu)的合理性和科學(xué)性,條件合理時(shí)可以參照柱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。另外,剪力墻要在充分考慮1墻體整體性和剛度以及墻體載壓性、抗震性的基礎(chǔ)上考慮和提升墻體的彈性、延伸性要求。(2)我們?cè)谠O(shè)計(jì)墻的時(shí)候,計(jì)算時(shí)要考慮到墻在重力和橫向延展力的結(jié)構(gòu)下來(lái)進(jìn)行分析計(jì)算的。 我們?cè)卺槍?duì)剪力墻承載能力的計(jì)算中,計(jì)算帶翼墻的寬度按照門窗與洞口之間的翼緣寬度以及剪力墻之間的距離的最小值來(lái)取值,通常都是墻肢總高度的十分之一。
2 剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣勢(shì)
在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中,剪力墻因其整體性強(qiáng)、堅(jiān)固性好以及節(jié)省鋼筋資源等優(yōu)勢(shì)被廣泛肯定和采用,然而這些優(yōu)勢(shì)卻并非不可替代,隨著建筑物室內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的越發(fā)創(chuàng)新性以及室內(nèi)分隔墻的增多,在不利用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的情況下將載壓墻體和分隔墻以現(xiàn)混凝土澆筑方式進(jìn)行進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),也能夠起到剪力墻結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性特點(diǎn),而且還能將室內(nèi)結(jié)構(gòu)有效而美觀的進(jìn)行劃分。另外,剪力墻機(jī)構(gòu)雖然對(duì)鋼筋資源能夠有效節(jié)約,但是卻大量消耗混凝土資源,在資源消耗的同時(shí)大大增加了墻體本身的自重,難以破壞和變形,在地震等災(zāi)害發(fā)生時(shí),極易發(fā)生墻體整體坍塌或脫落的現(xiàn)象,存在一定的安全隱患。
3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
3.1 剪力墻合理定位。剪力墻的平面布置應(yīng)本著盡可能均勻、對(duì)稱的原則,盡量使墻面結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心完全重合,從而減少扭矩。 而內(nèi)外剪力墻應(yīng)盡量拉通、對(duì)直。 剪力墻肢截面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則。
3.2 剪力墻中大墻肢處理。通常情況下剪力墻在設(shè)計(jì)中極容易形成高狀結(jié)構(gòu)的剪力墻,且極容易呈現(xiàn)出彎曲破壞形式和剪力墻結(jié)構(gòu)體系模式,這樣一來(lái),極容易出現(xiàn)脆性破壞現(xiàn)象。因此,在設(shè)計(jì)工作中,對(duì)于墻體長(zhǎng)度較長(zhǎng)的剪力墻設(shè)計(jì)在滿足其承載力要求的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行分層間隔設(shè)計(jì),將其分割成為小而均勻的獨(dú)立情斷,這對(duì)于提高墻體結(jié)構(gòu)的承載力十分有效。 除此以外,在墻段長(zhǎng)度較小時(shí)其受彎產(chǎn)生的裂縫寬度較小,可以充分發(fā)揮墻體配筋的支撐作用。
3.3 剪力墻結(jié)構(gòu)的墻體配筋??刂萍袅ε浣钣欣诮Y(jié)構(gòu)安全及工程的經(jīng)濟(jì)性,因?yàn)閷?duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)而言,剪力墻面廣量大。 剪力墻墻體配筋通常是把豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè),而把水平鋼筋放在外側(cè),配筋必須滿足計(jì)算及規(guī)范提議的最小配筋率。 若采用了雙向鋼筋網(wǎng)片,迎水面保護(hù)層厚度至少可取值為30mm,大大節(jié)省了墻體配筋。
結(jié)語(yǔ)
在經(jīng)濟(jì)、科技不斷發(fā)展、人們對(duì)建筑要求越來(lái)越高的大背景下,建筑行業(yè)在發(fā)展上更需要考慮創(chuàng)新和新技術(shù)的應(yīng)用來(lái)適應(yīng)這個(gè)大背景。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用時(shí),可以引用外國(guó)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和人才以及先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備,在保證建筑物質(zhì)量和安全性的基礎(chǔ)上對(duì)新技術(shù)進(jìn)行利用和試驗(yàn),并不斷的總結(jié)和研究,只有這樣才能保證建筑行業(yè)在未來(lái)的發(fā)展中能夠有更大的發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn)
[1]王春偉.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題分析[J].黑龍江科技信息 ,2011 (23).