摘要：伴隨著高層住宅的大量出現(xiàn)，高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越受到包括開(kāi)發(fā)商和業(yè)主在內(nèi)的各有關(guān)方面的重視。在保證結(jié)構(gòu)安全以及使用功能完備的前提下，在不降低結(jié)構(gòu)安全贅余度的情況下，對(duì)高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)合理布置，實(shí)現(xiàn)材料資源的優(yōu)化配置。

　　關(guān)鍵詞：高層;剪力墻;結(jié)構(gòu)布置

　　中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　Abstract: As the high-level residence time, a lot of high-rise residential shear wall structure designs can more and more be including developers and owners, the attention of all concerned parties. In to guarantee the safety of the structure and use function complete, under the premise of not decrease in the safety of the structure more than at c, to high-level residence shear wall structure reasonable decorate, realizing the material resources disposition.

　　Key Words: Top-rise; Shear wall; Structure layout

　　國(guó)家土地政策和住宅產(chǎn)業(yè)政策不斷調(diào)整，加之城市居民對(duì)商品房的需求越來(lái)越大，使得各地房地產(chǎn)市場(chǎng)均向高空化方向發(fā)展，剪力墻結(jié)構(gòu)體系因其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在各類高層住宅結(jié)構(gòu)體系中最好,因而成為高層住宅中最主要的結(jié)構(gòu)形式。

　　1剪力墻概述

　　1.1剪力墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　剪力墻又稱為抗震墻，是一種有效的抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)單元，可以組成完全由剪力墻抵抗側(cè)向力的結(jié)構(gòu)，也可以和框架共同組成抵抗側(cè)向力的框—剪結(jié)構(gòu)。一般剪力墻的墻肢寬度較大，在水平荷載作用下通常抗剪剛度起控制作用，它往往應(yīng)用于層數(shù)較多(20層以上)的高層建筑中。歸納起來(lái)，剪力墻具有以下特點(diǎn)：側(cè)向剛度大,水平力作用下側(cè)移小;結(jié)構(gòu)自重大，吸收地震能量大;室內(nèi)墻面平整;但是施工較麻煩，造價(jià)較高。

　　1.2剪力墻的分類

　　剪力墻根據(jù)是否開(kāi)洞以及和開(kāi)洞大小，可以分為如下四類：

　　(1)雙肢或多肢剪力墻：開(kāi)洞比較大或洞口成列布置的墻。受力特點(diǎn)為彎矩圖在連梁處突變，在整個(gè)墻肢高度上沒(méi)有或僅僅在個(gè)別樓層才發(fā)生反彎點(diǎn)。

　　(2)整體小開(kāi)口剪力墻：開(kāi)洞面積大于15%但仍較小的墻。受力特點(diǎn)與雙肢或多肢剪力墻相似。

　　(3)壁式框架：洞口尺寸大，墻肢線剛度與連梁線剛度相近的墻。受力特點(diǎn)為彎矩圖在樓層處發(fā)生突變，而且在大多數(shù)樓層中都出現(xiàn)反彎點(diǎn)。

　　(4)實(shí)體墻：不開(kāi)洞或開(kāi)洞面積小不大于15%的墻。受力特點(diǎn)為如一個(gè)整體的懸臂墻。在整個(gè)高度上，彎矩圖既無(wú)反彎點(diǎn)，也不突變，變形以彎曲型為主。

　　2剪力墻的結(jié)構(gòu)布置

　　在高層剪力墻住宅建筑標(biāo)準(zhǔn)層單位面積含鋼量中，剪力墻墻身用量約占40%~60%，因此剪力墻布置的基本原則是：盡量減少剪力墻的數(shù)量，且各墻肢布置時(shí)應(yīng)考慮如何減少邊緣構(gòu)件，并通過(guò)布置較少的抗側(cè)力構(gòu)件獲得滿足規(guī)范需求的抗側(cè)、抗扭剛度。具體措施如下：

　　①聯(lián)結(jié)、拉通、對(duì)直

　　剪力墻沿主軸方向或其他方向應(yīng)該采用雙向或多向布置方式，控制剪力墻平面外的彎矩，同時(shí)將不同方向的剪力墻分別進(jìn)行相應(yīng)聯(lián)結(jié)。墻肢截面高寬比宜接近8，剪力墻自下到上連續(xù)布置，布置上力求對(duì)直和拉通，避免剛度突變，在保證剪力墻平面外的穩(wěn)定性的同時(shí)使其空間工作性能達(dá)到最佳。

　　②少短墻，多均勻長(zhǎng)墻

　　在保證豎向及水平承重情況下，避免剪力墻脆性破壞，對(duì)結(jié)構(gòu)承受水平及豎向荷載有利的隔墻位置設(shè)置剪力墻，避免較小的間距內(nèi)布置多道剪力墻，盡量拉大剪力墻的布置間距，長(zhǎng)剪力墻宜開(kāi)設(shè)洞口，將其分成長(zhǎng)度較均勻的若干墻段，通過(guò)加長(zhǎng)剪力墻墻肢長(zhǎng)度，減小墻數(shù)量，使結(jié)構(gòu)整體抗側(cè)剛度增加，每個(gè)獨(dú)立墻段總高度與其截面高度之比不應(yīng)小于2。

　　③多連續(xù)，少半框

　　考慮剪力墻連續(xù)轉(zhuǎn)折及小墻垛布置對(duì)邊緣構(gòu)件的影響，應(yīng)將兩個(gè)方向的剪力墻通過(guò)連梁或框架梁連成整體，少?gòu)?fù)雜形式狀轉(zhuǎn)折，避免獨(dú)立墻肢或半框架墻肢出現(xiàn)，減少暗柱數(shù)量及避免設(shè)置不必要的大暗柱，形成貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)寬度或長(zhǎng)度的抗風(fēng)、抗震結(jié)構(gòu)，有利于增加結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)剛度，

　　④各墻肢軸壓比宜接近

　　各剪力墻墻肢的軸壓比應(yīng)該互相接近，盡可能的靠近相應(yīng)結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)軸壓比限值。做到，簡(jiǎn)單、規(guī)則，剪力墻的豎向剛度應(yīng)均勻，這樣可在減少剪力墻的布置量及結(jié)構(gòu)自重，讓每一道剪力墻直接發(fā)揮其豎向承載的作用，同時(shí)避免通過(guò)連梁或框架來(lái)調(diào)整各墻肢的軸向變形差，使梁配筋增大，甚至配筋困難問(wèn)題的出現(xiàn)。

　　5剪力墻洞口的布置

　　不規(guī)則開(kāi)洞對(duì)的剪力墻的受力是不利的。錯(cuò)洞墻以及疊合錯(cuò)洞墻洞口錯(cuò)開(kāi)且距離很小，有的甚至疊合在一起，在其洞口之間容易有薄弱部位生成。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的底部加強(qiáng)部位應(yīng)該避免選用錯(cuò)洞墻，洞口錯(cuò)開(kāi)的水平距離應(yīng)盡量大于等于2m，在具體計(jì)算和分析的同時(shí)應(yīng)該在洞口周邊布設(shè)有效的構(gòu)造措施。

　　3剪力墻結(jié)構(gòu)合理布置研究

　　3.1剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化原則

　　對(duì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，是以尋求最佳的剪力墻剛度為目標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)的剛度越大，抵抗地震作用力就越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。當(dāng)然對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，剛度越大震害越輕，但是建筑物的剛度也不是最大越好，不能無(wú)限制增大，如果剛度過(guò)大，不僅對(duì)結(jié)構(gòu)不利，還會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響。一方面，控制結(jié)構(gòu)的水平位移，合理控制水平位移使其滿足水平位移限值的要求，不能偏差規(guī)范限制太多;另一方面，控制地震力，在合理底部剪力的前提下，對(duì)位移、配筋及內(nèi)力情況進(jìn)行檢查，并考慮個(gè)因素相互制約的影響。基于結(jié)構(gòu)的建筑功能需求和規(guī)范要求下剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則為:

　　(l) 避免出現(xiàn)“一字型”剪力墻，避免樓面梁一側(cè)或兩側(cè)擱置在“一字型”剪力墻或其連梁上，要充分發(fā)揮剪力墻的抗側(cè)剛度抵抗水平作用與荷載的性能。

　　(2)結(jié)構(gòu)布置和截面設(shè)計(jì)要合理，能在滿足規(guī)范要求的前提下，充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能，使剪力墻的結(jié)構(gòu)性能達(dá)到最優(yōu)，工程造價(jià)更趨于經(jīng)濟(jì)。

　　(3)通過(guò)改變剪力墻的數(shù)量及其合理布置使得剪力墻結(jié)構(gòu)的樓層剛度、層間位移角和周期等更加合理。

　　3.2合理布置研究

　　3.2.1剪力墻配筋

　　墻配筋。對(duì)小開(kāi)口整體墻在配筋時(shí)，洞口兩側(cè)僅配構(gòu)造邊緣構(gòu)件，因開(kāi)洞形成的一字墻可不作為單片墻或短肢剪力墻;對(duì)L形、T形墻和十字形墻，只要有一個(gè)方向不是短肢剪力墻不應(yīng)定義為短肢剪力墻;當(dāng)剪力墻較長(zhǎng)時(shí)或頂層外墻等溫度應(yīng)力影響較大時(shí)，為了減少混凝土因溫度應(yīng)力收縮引起的裂縫，應(yīng)加大水平分布鋼筋的配置量。

　　梁配筋。高層剪力墻結(jié)構(gòu)樓層連梁及框架梁內(nèi)力及配筋隨高度的變化較大，選擇歸并樓層數(shù)，這樣可以節(jié)約用鋼量;當(dāng)梁計(jì)算中位剛接墻體厚度足以錨固梁支座鋼筋時(shí)，考慮到地震作用所產(chǎn)生的支座彎矩占總彎矩30%以上時(shí)，剪力墻位置應(yīng)根據(jù)梁端彎矩計(jì)算配置暗柱縱筋。

　　3.2.2剪力墻連梁設(shè)計(jì)

　　剪力墻中的連梁截面高度大跨度小,在計(jì)算中對(duì)其剛度進(jìn)行折減后地震作用下彎矩、剪力仍很大。如果加大連梁高度,配筋值有時(shí)反而更大，連梁高度指從洞頂算到樓面或從洞頂算到上一層洞底標(biāo)高，對(duì)于窗洞樓面至窗臺(tái)部分可用輕質(zhì)材料砌筑，連梁配筋應(yīng)對(duì)稱配置,腰筋同墻體水平筋。

　　3.2.3邊緣構(gòu)件的設(shè)置

　　通過(guò)大量實(shí)踐證明，鋼筋混凝土設(shè)置邊緣構(gòu)件后增加了墻體的穩(wěn)定性,極限承載力提高約40%,但是耗能能力增大20%。因此剪力墻底部加強(qiáng)部位及其上一層的墻肢端部應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。對(duì)剪力墻的配筋應(yīng)首先區(qū)分剪力墻的受力特性及類別, 三層及三層以上為構(gòu)造邊緣構(gòu)件,構(gòu)造邊緣構(gòu)件縱筋配筋率普遍在0.6% ~0.7%。

　　3.2.4嵌固面及屋頂板布置

　　地下室頂板上下墻體抗側(cè)剛度應(yīng)有突變,頂板才能起到嵌固作用。因?yàn)榧袅�墻結(jié)構(gòu)墻體自上而下直通基礎(chǔ)底板,地下室頂板上下墻體抗側(cè)剛度變化不大, 一般不能作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固面，宜取地下室底板作為嵌固面,地下室頂板可適當(dāng)加厚160～180mm。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)合理布置的目的不是不分輕重的都按規(guī)范或計(jì)算的底限進(jìn)行設(shè)計(jì)，要在滿足功能需求、安全可靠和經(jīng)濟(jì)適用的前提下充分發(fā)揮材料性能，實(shí)現(xiàn)“物盡其用”，科學(xué)布置剪力墻，調(diào)整建筑方案中不合理的提醒或布置，避免不規(guī)則或嚴(yán)重不規(guī)則的平立面布置，進(jìn)而滿足業(yè)主限額設(shè)計(jì)的要求。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2010)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.

　　[2]鐘國(guó)華.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及某工程結(jié)構(gòu)選型探討[D].重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.

　　[3]馮遠(yuǎn),夏循,王立維,等.常州體育會(huì)展中心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].建筑結(jié)構(gòu),2010,40(9):35-40.