高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計分析探討

陳琢嘯

[摘要]在高層建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)對于高層建筑性能提升有著很大的促進作用，然而這一結(jié)構(gòu)還有一些問題存在，所以設(shè)計人員在設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)時，需要將優(yōu)化設(shè)計做好，從而促使設(shè)計方案越來越完善，這樣其指導(dǎo)施工的作用才能得到最大程度的發(fā)揮。文章在分析剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，探討了剪力墻結(jié)構(gòu)的設(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

文章編號：2095-4085（2017）01-0049-02

在建筑墻體的諸多結(jié)構(gòu)設(shè)計方式中，剪力墻是較為常見的。其針對建筑底層的設(shè)計，主要是借助混凝土和鋼筋，因為二者具有很好的牢固性和凝固性，同時針對建筑上層還能實現(xiàn)一個多層砌體的結(jié)構(gòu)。墻結(jié)構(gòu)的建立，是上層施工時期的關(guān)鍵設(shè)計，即針對多層砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計，是重要的施工環(huán)節(jié)，亦是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵之處。

1.剪力墻結(jié)構(gòu)的概述

在建筑中應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)的時候，不僅要協(xié)調(diào)好與建筑物整體布局之間的關(guān)系，另外，對建筑物的平面結(jié)構(gòu)也需要加以關(guān)注。在整體建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)作為重要的構(gòu)件，不僅具有抗震性，還能抗風(fēng)，并且對荷載力進行傳導(dǎo)。對于建筑物而言，剪力墻結(jié)構(gòu)還能作為隔離墻，所以其還成為了整個建筑的主要承載。剪力墻結(jié)構(gòu)的一大特點是空間小，因此，剪力墻結(jié)構(gòu)使用時，樓層的蓋板一般用的都是混凝土結(jié)構(gòu)，如此不但樓高得到了節(jié)約，同時空間利用率也大大提高。剪力墻結(jié)構(gòu)得到普遍使用的另一個關(guān)鍵因素便是剪力墻結(jié)構(gòu)的性能好，指的是抗側(cè)力和承載性方面，這在空間和整體結(jié)構(gòu)上都有體現(xiàn)。剪力墻結(jié)構(gòu)也存在缺陷，例如，建筑物的設(shè)計靈敏性不足，存在明顯的空間間距局限，并不適合大型建筑。

高層剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟分析：（1）剪力墻結(jié)構(gòu)具有很好的剛度和整體性，而且能節(jié)約用鋼量。就高層住宅而言，開間都很小，有著很多的分隔墻，現(xiàn)澆剪力墻的運用能減少承重墻，更為經(jīng)濟適用。此外，剪力墻的外觀較為齊整，避免了露梁、露柱的情況，這就為室內(nèi)設(shè)計布置提供了方便，所以現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用到在高層住宅中。（2）剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要關(guān)注一些存在的問題。該結(jié)構(gòu)的坑側(cè)剛度較大，結(jié)構(gòu)的周期不長，具有較大的地震響應(yīng)；該結(jié)構(gòu)的墻體多一分，建筑物的重量就會更重一分，相應(yīng)的也會有很大的地震反應(yīng)，進而導(dǎo)致浪費的情況；該結(jié)構(gòu)的墻體以構(gòu)造配筋為主，若是配筋過低，那么結(jié)構(gòu)的延性就會不好。所以，剪力墻結(jié)構(gòu)要遵循相應(yīng)的規(guī)范要求，為了達到安全經(jīng)濟適用的效果，就一定要做好實際判斷，合理控制結(jié)構(gòu)水平位移與地震力，并且對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、配筋進行考量。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

2.1墻體配筋的優(yōu)化設(shè)計

在剪力墻結(jié)構(gòu)中，針對墻體配筋進行優(yōu)化設(shè)計，首先就要做好材料的選擇工作，最重要的就是選取鋼筋材料，對鋼筋的諸多不同類別的合格證明進行檢查，鋼筋進場之前最先要完成的便是這一工作，鋼筋只有達到標(biāo)準(zhǔn)后才能入場。剪力墻結(jié)構(gòu)墻體的配筋基本上都是要在內(nèi)部安設(shè)垂直鋼筋，在外則要安設(shè)水平鋼筋，這主要是由于和其它部分相比，地底下的墻體配筋更多一些，另外地下水土?xí)?dǎo)致很強的壓力。就配筋而言，一般情況下只要與建議標(biāo)準(zhǔn)相符即可，或是符合工程測算的最小配筋率。根據(jù)實際條件來進行剪力墻的優(yōu)化設(shè)計可以有助于降低投資成本。特別需要重視選擇剪力墻的厚度，無需一定要定最小厚度200mm，只要結(jié)構(gòu)計算要求達到了，180mm或160mm的剪力墻都是可以的。

2.2連梁的優(yōu)化設(shè)計

在一些剪力墻結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)中，對連梁的設(shè)計要求提出了明確規(guī)定，若連梁的跨高比大于5，就要以框架梁的要求為準(zhǔn)則來進行設(shè)計，也就是說，這類連梁不能降低剛度。但是連梁跨高比在5～6時，就需要減少剛度，不然就會導(dǎo)致剪力過大，從而提高建設(shè)工程成本。解決辦法在于讓跨高比大于6，如此，鋼筋混凝土的使用量就能明顯減少，投資成本也能得到有效的降低。

2.3

層間位移比和最大位移的優(yōu)化設(shè)計

按照規(guī)定要求，對經(jīng)常受到地震作用標(biāo)準(zhǔn)值導(dǎo)致的樓層彈性層間位移的最大值進行計算時，要忽略高層變形建筑物，很多不將整個彎矩變形也歸入到扭轉(zhuǎn)變形。因此，拿高層建筑來說，對樓層間和剪切變形進行制止是第一要務(wù)。以垂直構(gòu)件的限制數(shù)量為依據(jù)能夠?qū)羟凶冃渭右灾萍s，若是不能科學(xué)的布置單數(shù)構(gòu)件，同樣也會有扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生。因此，就高層建筑而言，要使扭轉(zhuǎn)變形盡量減少，不能對構(gòu)件的剛度隨便增加。

2.4加強剪力墻結(jié)構(gòu)均衡設(shè)計

針對高層剪力墻結(jié)構(gòu)，要求工作者采取合理措施來進行均衡設(shè)計，以便剪力墻結(jié)構(gòu)能夠更加的平均受力，這不但有助于促進工程安全性能的提高，還能促使結(jié)構(gòu)更加合理，另外，對于高層建筑節(jié)約造價成本也很有幫助。要想合理設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)，就要以建筑物的平面布局為依據(jù)，對各種情況進行綜合分析，制定最佳優(yōu)化設(shè)計方案，這就需要以施工場地的實際情況為依據(jù)，從而將最佳的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計出來。此外，施工人員的施工要嚴(yán)格以設(shè)計方案和施工圖紙為依據(jù)，如此，施工的質(zhì)量才能得到保障，尤其是剪力墻結(jié)構(gòu)的質(zhì)量才能得到保障。

3.結(jié)語

通過上面的論述我們知道，為了在將來的行業(yè)競爭中占有絕對的主動權(quán)，建筑企業(yè)就一定要更加重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，特別是要對高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計予以關(guān)注和重視。只有這樣，才有可能確保整個項目的施工質(zhì)量，因為這部分發(fā)揮的是關(guān)鍵性作用，所以務(wù)必重視起研究設(shè)計技術(shù)的相關(guān)工作。