高層建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

薛朋甲

摘要：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)且復(fù)雜的工作。隨著當(dāng)前高層建筑項目的不斷增多，對剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行細(xì)致研究，探究其優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵要點，發(fā)揮出剪力墻結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)勢，對于保障高層建筑項目功能結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定具有重要意義。作為建筑行業(yè)的設(shè)計人員，要對剪力墻結(jié)構(gòu)這種常見的結(jié)構(gòu)類型有深入全面的認(rèn)識，采取有效的措施手段對各項環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提升建筑項目的設(shè)計水平。相信隨著相關(guān)研究及實踐工作的不斷深入，高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展將會邁向一個新高度。

關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.剪力墻的分類及受力特點

不同的剪力墻，其分類標(biāo)準(zhǔn)也是不相同的，剪力墻可以根據(jù)開口的大小以及數(shù)量等多方面的因素進(jìn)行劃分，例如壁式的剪力墻框架、整截面墻以及獨立懸臂墻等，共有五種主要的分類。剪力墻的整體系數(shù)與梁、肢等具有密切的聯(lián)系，其數(shù)值越小，后者越弱，所以在進(jìn)行設(shè)計的過程中，需要對剪力墻的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計。通常情況下，剪力墻的整體性能食欲梁、肢相關(guān)的，需要保證連梁與墻肢之間具有較大的彎矩，針對這一情況，在對剪力墻進(jìn)行分類的過程中，應(yīng)該從截面的慣性矩等情況人手，保證剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果整體系數(shù)高于10，那么就是壁式框架，如果小于10，那么就是聯(lián)肢墻。不同類型的剪力墻在受力特點方面具有一定的差異性。一般情況下，如果整體開口墻與整體截面墻具有較為理想的性能，那么在受力性方面就會具有相似之處，觀察變形曲線可以看出它們都是彎曲型，雖然具有一定的相似之處，但是也是存在一定差別的，差別的主要表現(xiàn)在整截面墻上面沒有開洞，也沒有反彎點，所以彎矩并不會出現(xiàn)突變的情況，墻肢的約束力與整體開口墻與整截面墻具有十分密切的聯(lián)系，如果二者之間具有較強(qiáng)的約束力，那么就說明是脂墻梁較強(qiáng)的情況，下面筆者舉個例子為了更方便理解。

2.高層建筑項目結(jié)構(gòu)受力分析

2.1水平荷載

對于高層建筑項目而言，它的豎向荷載幾乎不會有太大的變動，而對于受地震影響的水平荷載，其數(shù)值由于受到建筑結(jié)構(gòu)的動力特性影響，會存在很大程度的波動變化。

2.2軸向變形

高層建筑在豎向荷載方面，其數(shù)值相對較大，這就極容易在柱中導(dǎo)致軸向變形的問題。所以在實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員需對軸向變形計算值進(jìn)行細(xì)致分析，以此來合理確定下料長度。

2.3側(cè)移控制

對于高層建筑項目而言，由于建筑高度的提升，會使水平荷載下的結(jié)構(gòu)側(cè)移變形問題加劇。這也是高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須引起重視的問題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須要把這一問題控制在允許的范圍內(nèi)。

2.4結(jié)構(gòu)延性

相比于一般建筑的結(jié)構(gòu)，高層建筑結(jié)構(gòu)更為柔和，因此它受劇烈震動影響而產(chǎn)生的變形問題也更為嚴(yán)重。想要使它在塑性變形階段有良好的強(qiáng)變形水平，就需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中通過有效手段，確保其結(jié)構(gòu)廷性。

3.剪力墻結(jié)構(gòu)的要點

3.1合理配置剪力墻暗柱鋼筋

針對于相關(guān)的規(guī)定，在進(jìn)行一級、二級及三級剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要進(jìn)行暗柱和端柱的設(shè)置，通過設(shè)計暗柱和端柱，這樣能夠在一定程度上消耗大量的地震波能量，同時還能夠增強(qiáng)剪力墻邊緣抗拉能力，這對提高建筑的穩(wěn)定性具有非常重要的意義。

3.2合理布置剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，充分的利用鋼筋混凝土使剪力墻能夠承擔(dān)來自于各個方向，特點是水平方面的荷載力。因此在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要對其進(jìn)行合理布置，確保在滿足建筑本身要求的同時還要找到建筑自身的曲線，然后再對其進(jìn)行規(guī)則布置。首先，在選擇短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時需要保持慎重的態(tài)度，這主要是由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)不僅抗震性能較差，而且無法有效的保障建筑的穩(wěn)定性，因此在選擇時要對多方面因素進(jìn)行綜合考慮，在保證對建筑靈活布置的同時，還要有效的減少建筑結(jié)構(gòu)的重量。其次，在剪力墻結(jié)構(gòu)布置時不能出現(xiàn)獨立的小墻肢，因為一旦在建筑設(shè)計中出現(xiàn)了獨立的小墻肢，則會導(dǎo)致建筑施工難度系數(shù)增加。最后，由于剪力墻剛度直接關(guān)系到抗震性能及施工的時間，因此在合理布置剪力墻結(jié)構(gòu)時需要保障整體剛度，這樣在保證施工時間的同時，還能夠增強(qiáng)其抗震性能，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

3.3合理的控制剪力墻結(jié)構(gòu)參數(shù)

由于高層建筑結(jié)構(gòu)的承重比較特殊，所以在對剪力墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要充分考慮到各項參數(shù)的有效控制，以確保能夠?qū)⒏邔咏ㄖ母黜椇奢d控制在有效范圍內(nèi)。在結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計時，要對位移比例、側(cè)向剛度比例以及周期比例等進(jìn)行恰當(dāng)而合理的設(shè)計，將其數(shù)值控制在合理的范圍內(nèi)，從而確保高層建筑不會因為剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計不規(guī)范而發(fā)生扭轉(zhuǎn)及偏心力的現(xiàn)象。在結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計過程中，還要對剪力墻自身的不規(guī)則性進(jìn)行限值設(shè)計，一定要控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。因此在實際高層建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要對剪力墻結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行合理控制。

4.結(jié)語

隨著生活水平的不斷提高，人們對居住建筑的需求提出了更高的要求，大量高層建筑開始出現(xiàn)，這不僅實現(xiàn)了土地使用面積的節(jié)約，而且建筑用途更具多樣性。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，通過應(yīng)用剪力墻，在滿足建筑最基本的使用功能的同時，還能夠更好的滿足人們對建筑的個性化、經(jīng)濟(jì)性及耐久性等要求，在當(dāng)前的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，主要存在的問題是對于相關(guān)的配置過少，這樣就不能對結(jié)構(gòu)安全以及技術(shù)起到保護(hù)性的作用，因此對于施工是極為不利的，針對這一情況的出現(xiàn)，就需要不斷的加以完善相關(guān)的設(shè)計，以此來實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)水平的進(jìn)一步提升。