試析高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

摘 要：高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)關(guān)注設(shè)計優(yōu)化。本文從剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計出發(fā)，分析設(shè)計中需注意的幾個問題，最終提出高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計

中圖分類號：TU973.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）12-0175-01

1 剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

剪力墻結(jié)構(gòu)是一種比較堅固的結(jié)構(gòu)，可以承受較大的水平、垂直壓力，適合在高層建筑中應(yīng)用，可以承受高層建筑中的各種壓力。設(shè)計剪力墻的時候，一定要根據(jù)實際情況，認真研究，對剪力墻結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，保證墻體的的堅固。

1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)布置

剪力墻結(jié)構(gòu)布置的時候，首先要考慮到的是如何滿足要求，這種要求包括抗側(cè)、抗扭剛度。因此，在結(jié)構(gòu)中要保證剪力墻的布置量，這是保證剪力墻剛度的必要條件。

1.2 剪力墻洞口設(shè)置

剪力墻的洞口設(shè)置必須考慮到墻體的抗震設(shè)計，由于洞口的存在，往往致使墻體不是直線分布，會造成一定的偏離，但這種偏離是微小的也是必然存在的。因此，洞口設(shè)置的時候，一定要考慮周全，不能影響墻體的抗震設(shè)計。

1.3 剪力墻的構(gòu)造措施

剪力墻的結(jié)構(gòu)比較特殊，“外柔內(nèi)剛”，即平面外堅固度和承載能力，相對于平面內(nèi)的堅固度和承載能力較小，所以應(yīng)該控制剪力墻平面外的彎矩。抗震墻結(jié)構(gòu)應(yīng)該根據(jù)這種狀況進行調(diào)試，按照規(guī)定設(shè)置墻體構(gòu)造，通常情況下，剪力墻平面內(nèi)側(cè)放置豎向鋼筋，外側(cè)放置水平鋼筋。這樣一來，就符合了剪力墻自身“外柔內(nèi)剛”的特點。

1.4 剪力墻結(jié)構(gòu)方案的選擇

在剪力墻的優(yōu)化設(shè)計中，方案的選擇和優(yōu)化起著非常重要的作用，能夠占到大約七成，因此一定要對方案的優(yōu)化給予重視，不能有絲毫疏忽。在方案的選擇階段首先要考慮合理性，建筑的結(jié)構(gòu)布置和建筑的功能要相契合，一定的結(jié)構(gòu)要為一定的功能服務(wù)，要有針對性，不要南轅北轍。其次要考慮建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性，控制總體成本，結(jié)合建筑層數(shù)制定合理的方案，低層的采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，沒有超過二十層的高層可以采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，超過二十層的高層宜采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)。對于不同的層數(shù)的建筑采用各自合適的剪力墻結(jié)構(gòu)，提供合理的預(yù)算，這樣才能夠控制成本，保證資金使用最優(yōu)化，保證建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性。剪力墻結(jié)構(gòu)方案的選擇能夠保證合理性和經(jīng)濟性，這個方案就是比較適宜的方案，下面就可以根據(jù)方案進行下一步的施工了。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的原則

剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好，水平荷載作用下側(cè)向變形也小，剪力墻的設(shè)計計算是考慮水平和豎向作用下進行結(jié)構(gòu)整體分析，梁進行框架剪力墻調(diào)整與不調(diào)整兩次計算，有選擇的進行配筋設(shè)計。剪力墻連梁的跨高比不應(yīng)小于 2.5，否則很容易出現(xiàn)剪力和彎矩超過規(guī)范限值，調(diào)整后的連梁彎矩、剪力設(shè)計值不應(yīng)低于使用狀況值，也不應(yīng)低于比設(shè)防烈度低一度的地震組合所得的彎矩設(shè)計值，否則會造成危險；剪切變形的控制以豎向構(gòu)件的多少來決定，高層建筑應(yīng)盡量減少扭轉(zhuǎn)變形，但也不能只根據(jù)這些層間位移而不加分析地盲目增加豎向構(gòu)件的剛度，在工程實際設(shè)計中，可能有些設(shè)計人員一看到某一方向?qū)娱g位移的規(guī)范要求不能滿足，就會不斷地增加該項的側(cè)向剛度；樓板在自身平面內(nèi)的剛度可視為無限大，而在平面外的剛度很小，可以忽略；根據(jù)結(jié)構(gòu)類型與受力情況，對剪力墻兩端及洞口兩側(cè)的加強邊緣，按墻肢在重力荷載代表值作用下墻肢軸壓比的界線及加強部位要求可分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造進行設(shè)計。

3設(shè)計中需注意的幾個問題

（1）在運用軟件進行計算機輔助設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)整軟件的各項參數(shù)及簡化模型，使其最大限度地反映實際工程的情況，盡可能地使其計算結(jié)果與實際模型相一致。了解各參數(shù)的實際意義，合理設(shè)置各參數(shù)。對于整體性系數(shù)較大的短肢墻，應(yīng)盡可能使其肢強系數(shù)小，這樣的結(jié)構(gòu)在水平反復(fù)荷載作用下耗能能力強；（2）工程設(shè)計不能盲目依賴計算機的計算結(jié)果，更不能因某一部分的計算結(jié)果有誤差就全盤否定計算軟件，只有在實踐中逐步了解軟件并在工作中避免其產(chǎn)生誤差，這樣才能使我們的設(shè)計更安全，更合理；（3）要充分利用梁、墻等構(gòu)件可任意偏心布置的特點，盡可能避免近距離的軸線和節(jié)點，提高計算精度。如節(jié)點距離過近，可能會引起后面計算出錯，同時應(yīng)注意構(gòu)件偏心布置時偏心不能太大，尤其不能跨節(jié)點或軸線；（4）SAT-WE 程序中，在各種抗震等級下，墻的內(nèi)力放大系數(shù)均是隱含值，但作為設(shè)計者，應(yīng)清楚這些系數(shù)的取值；（5）合理確定連梁和墻肢的強度，要確保連梁的屈服先于墻肢的屈服。和框架結(jié)構(gòu)一樣，短肢剪力墻的設(shè)計也要遵循強肢弱梁、強剪繼彎的原則；（6）對由軟件計算的結(jié)構(gòu)進行合理分析與判斷；（7）在進行短肢剪墻結(jié)構(gòu)整體設(shè)計時，必須要重視概念設(shè)計，使房屋各項指標(biāo)都滿足“抗震規(guī)范”及“高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程”的要求。

4 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化其它措施

4.1 施工過程應(yīng)注意的問題

在施工過程中要注意的問題有很多，每一項都應(yīng)該做到細致入微，不能有絲毫馬虎，每一個細小的疏忽都會造成整個建筑的質(zhì)量問題，將來有可能影響到多人的生命安全?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中各種部件的長度必須符合要求，不允許有誤差；要保證抗震墻的延伸和耗能能力，配置合理；施工過程邊緣構(gòu)件的設(shè)置要合理。

4.2 控制建筑結(jié)構(gòu)成本的措施

由于一棟建筑的建造過程每一項都會耗費成本，匯總下來會有不少的花費，因此每一項都要注意節(jié)約，這樣可以節(jié)省下來不少成本。為降低建筑結(jié)構(gòu)的成本可以采取一定的措施。原料采購時，要采用高強度鋼筋，這樣就可以減少鋼筋的使用量，空出一筆資金；計算時，一定要保證數(shù)據(jù)精確，這樣免去失誤導(dǎo)致的數(shù)量增加。

5 結(jié)語

綜上所述，關(guān)注高層剪力墻的設(shè)計優(yōu)化是必要的。本文通過分析高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的原則，提出了設(shè)計中需注意的幾個問題，最后總結(jié)了高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化其它措施。希望這些建議能對未來百姓的住房安全提供一些幫助。

參考文獻

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