淺談高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則及合理布置

張翰斌

摘 要：隨著城市化建設(shè)進程的不斷加快，當(dāng)前高層建筑成為城市發(fā)展過程中建筑的主要趨勢。在當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)體系中，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛。剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計時需要進行合理布置，對可能會對剪力墻結(jié)構(gòu)帶來影響的因素進行明確，對于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題要及時發(fā)現(xiàn)，并進一步對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，制定科學(xué)合理的連梁和上下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，確保高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)體系的完善。

關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻結(jié)構(gòu)；設(shè)計原則

前言

近年來我國高層建筑的數(shù)量不斷增加，這也使剪力墻結(jié)構(gòu)得以在高層建筑布局中進行廣泛的應(yīng)用，有效的規(guī)避了柱子外凸的問題，而且對提高建筑工程的美觀性具有極其重要的意義。但在應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)時，容易對其他公共設(shè)施帶來較大的影響，因此為了能夠有效的對剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中存在的弊端進行規(guī)避，則需要對墻體結(jié)構(gòu)進行合理布置和優(yōu)化，更好的對高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題進行解決，確保高層建筑的安全性和穩(wěn)固性。

1 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)形式具有多樣化的特點，但剪力墻結(jié)構(gòu)不僅整體性較好，而且結(jié)構(gòu)剛度較大，特別是在水平狀態(tài)作用下的荷載力不易引發(fā)剪力墻結(jié)構(gòu)變形的發(fā)生，在當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)受到普遍的青睞，應(yīng)用也越來越廣泛。剪力墻結(jié)構(gòu)作為當(dāng)前高層建筑應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)，在對其進行設(shè)計時，需要準確對其進行計算，同時還需要從整體性的角度來對剪力墻結(jié)構(gòu)的橫縱向進行分析，對多種計算方式進行合理利用和調(diào)整，同時做好建筑工程配筋的設(shè)計工作。

剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑應(yīng)用過程中，需要對其連梁跨度比進行有效控制，最適宜的數(shù)值需要保持在2.5以上，而且還要對剪力墻結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的剪力問題進行有效的避免，使其彎矩保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)。通過優(yōu)化設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)后，還需要對其使用狀況值進行確定，從而有效的保證剪力設(shè)計值和連梁彎矩保持在較好的狀態(tài)，確保剪力墻結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性的提升。另外還需要加強對剪田和墻構(gòu)建數(shù)量設(shè)計方案的優(yōu)化，有效的規(guī)避剪切變形問題的發(fā)生，確保剪力墻豎向構(gòu)建剛度能夠得到有效的控制。

在對剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，當(dāng)建筑層間位移無法滿足其設(shè)計需要時，往往會增加剪力墻側(cè)向剛度，這就會導(dǎo)致剪力墻平面外剛度處于較小的狀態(tài)。因此設(shè)計人員需要合理調(diào)整洞口兩側(cè)部分，對墻肢的壓軸比界限進行有效控制，通過對剪力墻相應(yīng)的部位進行加強，優(yōu)化處理邊緣構(gòu)造設(shè)計，確保剪力墻邊緣構(gòu)造設(shè)計水平的提升。

2 高層建筑中剪力墻的合理布置

2.1 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計

在社會快速發(fā)展過程中，人們對建筑結(jié)構(gòu)的要求不斷提高，為了能夠確保高層建筑更好的滿足人們的使用要求，則需要在對剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時需要對上下層結(jié)構(gòu)采取不同的設(shè)置方案，而且要對建筑使用功能進行不斷完善，確保設(shè)計的變化性和動態(tài)性，使其實用性得以增加。在高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，轉(zhuǎn)換塊壘結(jié)構(gòu)布置作為其中非常重要的一項內(nèi)容，需要合理設(shè)計和優(yōu)化結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高位轉(zhuǎn)換底部空間。而且在對轉(zhuǎn)換層高位轉(zhuǎn)換狀態(tài)下需要對其升高質(zhì)量和剛度進行有效的調(diào)整，確保轉(zhuǎn)換層能夠與上線的剛度保持良好的一致性。但在轉(zhuǎn)換層設(shè)計時，還需要控制好其剛度和質(zhì)量。因此需要在對層間位移角均勻性進行檢查外，還需要對轉(zhuǎn)換層的水平狀態(tài)進行檢查，精確分析和判斷轉(zhuǎn)換層內(nèi)部的空間，對轉(zhuǎn)換層的均勻狀況進行了解。對于所選擇的建筑材料，需要確保其質(zhì)量，同時還要使其保持較小的剛度，對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的薄弱部位要加強調(diào)整和優(yōu)化。對轉(zhuǎn)換層中內(nèi)力的分配特點進行仔細研究，調(diào)整和完善較為薄弱的部位，對構(gòu)件配筋的數(shù)量進行調(diào)整，對其性能進行有效的改善，確保高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計上的安全性。

2.2 不斷優(yōu)化連梁設(shè)計

高層建筑連梁設(shè)計主要以抗震性設(shè)計和非抗震性設(shè)計兩種為主，當(dāng)連梁設(shè)計方案類型不同時，其所承受的受剪力也會有所區(qū)別，而且對截面配筋數(shù)量的要求也會不同，因此在具體設(shè)計時，需要嚴格按照剪力墻設(shè)計的相關(guān)規(guī)范進行，進一步優(yōu)化連梁設(shè)計方案。

首先，在對剪力墻內(nèi)力進行計算時，需要提前做好連梁自身剛度的拆減處理工作。

其次，當(dāng)完成內(nèi)力計算后，則需要對連梁中的剪力數(shù)值進行計算，確保計算結(jié)果的準確性。對于計算方法，可以根據(jù)實際需求選擇適宜的方法，從而計算剪力和彎矩設(shè)計值，確保計算數(shù)據(jù)要小于調(diào)整后的數(shù)據(jù)，努力提高計算的準確性。

最后，在設(shè)計彎矩過程中需要對彎矩的預(yù)防烈度進行明確，確保所設(shè)計的彎矩小于一度預(yù)防烈度的組合值，這樣不僅可以有效的確保彎矩的正常使用，而且在一些小型地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)也不易發(fā)生損害，有利于高層建筑結(jié)構(gòu)安全性的提高。

2.3 優(yōu)化上下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計

在對高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，如果要準確傳遞兩種不同結(jié)構(gòu)形式的力，就需要充分考慮到剛度突變這一因素，通過優(yōu)化上下部結(jié)構(gòu)的方式解決剛度突變的問題。第一，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少結(jié)構(gòu)上部剛度，在設(shè)計時盡量減少剪力墻結(jié)構(gòu)的數(shù)量，在上部結(jié)構(gòu)符合壓軸比之后還應(yīng)當(dāng)將墻肢縮短；第二，下部的剛度結(jié)構(gòu)要適當(dāng)加大，設(shè)置合理的落地剪力墻，并使這種剪力墻結(jié)構(gòu)均勻地布置在較大的空間層之內(nèi)，而不宜采用集中布置的方法；第三，應(yīng)當(dāng)合理選擇上下部剛度。因為如果剛度過大，就容易使剪力墻受到地震的影響。因此，要不斷增強豎向剛度要求，但是這種方法會耗費大量的建筑材料，也就增加了建設(shè)成本；第三，在上下部結(jié)構(gòu)設(shè)計時容易出現(xiàn)沉降問題，這也是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難點問題，原因在于轉(zhuǎn)換層中的剛度過小。對于這一問題，應(yīng)當(dāng)從截面尺寸選擇方面來加以控制，更加合理地設(shè)計截面尺寸，并要嚴格按照設(shè)計要求來控制剛度。

2.4 合理控制設(shè)計成本

在設(shè)計高程建筑剪力墻結(jié)構(gòu)時，應(yīng)當(dāng)仔細、認真地對每一個環(huán)節(jié)進行檢查和審核，并要將剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作做細，優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，避免出現(xiàn)建筑質(zhì)量問題，確保建筑工程的安全性。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)嚴格按照規(guī)范檢查各部件的長度與規(guī)格，使各種部件都能夠符合建筑設(shè)計規(guī)范，盡量消除設(shè)計中存在的誤差。同時還需要對抗震墻的延伸能力耗能能力進行合理配置，確保高層建筑抗震能力的提升。

在剪力墻設(shè)計時，還需要對其邊緣設(shè)計進行重視，對每一個環(huán)節(jié)的消耗都要重點控制，在確保其質(zhì)量的基礎(chǔ)上有效的實現(xiàn)成本的最小化。對于結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用的鋼筋數(shù)量需要準確進行計算，同時還要確保選擇鋼筋具有較高的強度，這樣可以實現(xiàn)對鋼筋使用量的有效控制，有利于成本的降低。

3 結(jié)束語

剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中進行應(yīng)用，可以有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的美觀性和簡潔性，而且對于剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度的提升也具有極其重要的意義，有利于建設(shè)成本的有效控制，提高工程建設(shè)的經(jīng)濟性。而且在當(dāng)前高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中對于節(jié)能環(huán)保也較為重視，不僅有效的降低了施工過程中對資源的消耗，而且還盡可能的降低了高層建筑對周圍環(huán)境的影響，這對于當(dāng)前我國可持續(xù)發(fā)展起到了積極的推動作用。

參考文獻

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