高层剪力墙结构设计中易出现的问题及应对措施分析

　　摘要：随着我国高层建筑物的日益增多，剪力墙结构随之也逐渐的成为了目前高层住宅所普遍采用的一种结构形式。本文就在高层剪力墙结构设计的过程当中，比较容易出现的一些问题做了初步的分析，并且对此提出了相关性的应对措施。
　　关键词：高层；剪力墙结构；设计；措施
　　自2000年颁布实施的我国结构专业的新规范,增添了许多剪力墙结构设计的新规定,在我国高层建筑的结构设计方面提出了更高的要求，同时也给设计人员带来了许多的新课题，高层剪力墙结构设计遇到了众多新的特殊问题。
　　一、墙肢长度及厚度的选取
　　1.墙肢长度的选取
　　剪力墙墙肢的长度不宜大于8m。当墙的长度较长时，为满足每个墙段的高宽之比大于2的要求，可以开设洞口以将墙分成长度较小且较均匀的联肢墙。洞口连梁宜用约束弯矩较小的弱连梁(跨高比大于6)以使其近似的认为分成了独立的墙段。
　　2.墙肢厚度的选取
　　对于住宅建筑而言，填充墙厚通常为200mm，其相应剪力墙厚也取200mm。由于住宅层高一般约2．8～3．0m，因而墙厚取200mm，除了底层加强区一字形短肢剪力墙之外，均可满足规范的要求。无地下室高层住宅，其基础埋深通常为2.5m以上，其底层墙体高度可为5．0m以上，如按层高的1／16来确定墙厚，则会超过300mm，大于了填充墙厚度。为了避免此种情况的出现，布置剪力墙时要结合建筑的平面，尽量不用一字形的剪力墙，可用L，z，T，十字形截面形式，使翼缘的长度大于其厚度的3倍，不仅墙体抗震性能会更好，而且墙厚也可取剪力墙的无支长度的1/16。住宅建筑中的剪力墙肢长通常小于3．0m，因而厚度为200mm满足构造的要求。
　　二、结构扭转影响的处理
　　《高层建筑混凝土结构技术规程》对结构周期及位移均做了相应规定。对于位移比超限可选取的方法为：对最大位移发生处附近洞口的位置及尺寸或最大位移发生处墙肢厚度进行调整，增加该处刚度而减小位移。对于周期比超限可选取的方法为：尽量加大周边剪力墙，在条件允许情况下，加大外圈梁高度来提高抗扭刚度，降低核心筒刚度，削减结构侧移刚度，以加大第一平动周期。轴线靠近或通过结构刚心的剪力墙，对结构抗扭刚度作用不大，但对侧移刚度作用较大，因而也要削弱。
　　三、角窗的处理
　　在地震中，高层建筑角部是最薄弱部位，但为了立面效果有时在高层建筑角部设角窗。对此应采取的措施为：
　　1.剪力墙底部加强部位不应小于层高的1/12，余部位不应小于层高的1/15，并且不小于180mm，适当加强墙端暗柱纵向钢筋；
　　2.若角部为挑阳台，当沿阳台外缘设幕墙，其结构不允许如角窗设梁之时，可在两端剪力墙处设不小于1m的暗梁，由于暗梁受荷面积较大，故楼板厚度需厚一些。
　　四、剪压比超限的连梁处理
　　在剪力墙中剪压比超限较为常见，特别在高烈度区，往往在计算完后多处洞口的连梁超限。应对措施为：通常先减连梁高度以此减少连梁吸收的地震力，若仍超筋，表明该连梁两侧墙肢过强或吸收的地震力过大。此时应按该连梁截面所承受的最大剪力来计算连梁抗剪箍筋，依该剪力值计算出连梁端部的弯矩(假设反弯点在中点)并作适当折扣(如一级乘以0．8)，后依该弯矩值计算连梁纵筋。当地震来临时连梁端部弯矩能很快达到极限抗弯承载力，且出现塑性铰，连梁端部弯矩不再增加。连梁剪力因弯矩和剪力的导数关系而不再增加。在设计时已保证了端部弯矩可达极限抗弯承载力，故抗剪能力有余，抗剪不会破坏。此时连梁仍可保证对竖向荷载的承载力，同时还对墙肢有一定约束力，且有变形耗能能力，破坏有一定延性，因而基本满足设计对连梁的要求。但连梁对墙肢的约束比计算的要小，因而墙肢内力要比计算值大，可对此墙肢地震力放大系数进行调整，依调整后的结果对相邻墙肢的配筋适当加强。
　　五、对约束边缘构件箍筋的设置
　　约束边缘构件分“阴影”和“非阴影”两部分，规范中对“阴影部分”竖向钢筋、箍筋或拉筋配置都有明确要求，但对“非阴影部分”仅规定箍筋配箍特征值应为“阴影部分”的一半，未对拉筋或箍筋沿竖向的间距、竖向钢筋的配置做具体规定。在箍筋交叉点处竖向钢筋可按剪力墙竖向分布筋的直径设置。为充分发挥约束边缘构件作用，在剪力墙的边缘构件范围之内，箍筋长短边之比不应大于3。
　　结语：
　　高层剪力墙结构设计应根据具体工程特点,对剪力墙受力状态进行计算分析,结合其破坏形态进行设计，才可更好的满足结构安全性，同时只有熟练掌握规范,才可设计出安全经济实用的优秀建筑作品。
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