淺析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點與剪力墻設(shè)計

趙振鑫

摘要：隨著時代的發(fā)展和人類生活水平的逐步提高，人們對衣食住行這些基本生條件有了更高的要求。其中，住房作為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋仨毱?，無疑成為了人們所關(guān)注的焦點問題。現(xiàn)階段，我國呈現(xiàn)人口基數(shù)大、城市化發(fā)展迅猛的時代特征，這就使得高層建筑在城市建設(shè)中有著頗為廣泛的應(yīng)用，這是因為它在節(jié)約用地資本的同時也滿足了人們的生活需要?；诟邔咏ㄖ膹V泛應(yīng)用，本文將對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點與剪力墻設(shè)計等方面作出初步解析。

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

引言

我國人口基數(shù)大、人均土地面積十分匱乏，與此同時，伴隨著城市化進程的加快推進，城市人均土地占有面積更是稀缺資源，而高層建筑無疑是解決此種境況的最優(yōu)解。以下將會對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點和剪力墻設(shè)計作出研究與分析。

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

1.1水平荷載的重要性

對于普通建筑而言，豎向荷載才是設(shè)計者們關(guān)注的重點問題，然而對于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計來講，水平荷載卻有著至關(guān)重要的關(guān)鍵性作用。由于高層建筑樓層數(shù)目多、建筑自身重量大的特點，所以決定了高層建筑的水平荷載在建筑結(jié)構(gòu)的安全性上所發(fā)揮的重要作用。因此，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，水平荷載是重中之重。水平荷載會使高層建筑的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傾翻力矩，它會在樓層的豎向構(gòu)建中形成軸力的同時和建筑高度的平方呈現(xiàn)正比例的關(guān)系。此外，從特定的高層建筑來說，很明顯，豎向荷載是一個固定值，而地質(zhì)作用力的大小與風(fēng)荷載會因為高層建筑結(jié)構(gòu)的不同從而呈現(xiàn)較大的差異。

1.2結(jié)構(gòu)性成為一種重要指標

不同于低層建筑的硬性結(jié)構(gòu)，高層建筑的結(jié)構(gòu)要柔軟一些，這是為了減震以確保其具有變形能力以應(yīng)對減輕災(zāi)害造成的損失。因此，高層薦書結(jié)構(gòu)設(shè)計更注重建筑的結(jié)構(gòu)l陛，這樣既是為了確保高層建筑的安全性，也是為了避免高層建筑在實際使用中出現(xiàn)坍塌的危險情況。

1.3減輕自重的尤為重要

由于高層建筑自身的結(jié)構(gòu)特性，如何減輕自重以確保高層建筑的平穩(wěn)及安全性也就顯得十分重要。在同等條件下，高層建筑自重的減輕不僅僅會有效減少建筑成本也可以進一步穩(wěn)固高層建筑的安全性。比如，高層建筑在地震效應(yīng)中所受到的損害與其自重有著重要的關(guān)系，自重越輕，其抗震性能就越強。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計上，減輕自重就顯得尤為重要。

2高層建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻設(shè)計

2.1剪力墻的作用

剪力墻是指在高層建筑構(gòu)建中用來承受建筑結(jié)構(gòu)剪應(yīng)力作用的墻體，它可以分為簡體剪力墻與平面剪力墻，二者都能夠?qū)Ω邔咏ㄖ慕Y(jié)構(gòu)起到有效的保護功能。其中，筒體剪力墻通常在高層建筑以及懸吊的結(jié)構(gòu)中有著較為常見的應(yīng)用。

2.2剪力墻的厚度

剪力墻主要用于支撐樓體，在減震抗災(zāi)中發(fā)揮著積極的作用，而剪力墻的厚度，與剪力墻對高層建筑的安全輔助效能息息相關(guān)。剪力墻具有剛度強、承重力大的明顯特點，因此如何設(shè)計剪力墻，以確保其安全穩(wěn)定性，也就顯得尤為重要。

2.3剪力墻結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化

高層建筑在進行剪力墻的設(shè)計時，首先要考慮的就是剪力墻的結(jié)構(gòu)布局。比如，結(jié)構(gòu)試驗證明，矩形截面的剪力墻較槽形截面和工字型截面的剪力墻延展性能更弱。因此，在進行剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，就需要對設(shè)計方案進行不斷的優(yōu)化。例如：剪力墻原結(jié)構(gòu)布局如圖2所示，經(jīng)過計算和分析我們知道，此種結(jié)構(gòu)的剪力墻防風(fēng)減震效能較低，因此，我們就需要對剪力墻的結(jié)構(gòu)進行重行設(shè)計，重新設(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)如圖3所示。通過對比我們可以很清楚地發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的剪力墻在防風(fēng)減震上無疑有著更好的效果。

3結(jié)語

隨著高層建筑在城市化過程中的興起，人們對高層建筑的穩(wěn)定性和安全性也就提出了更高的要求。因此，了解高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點，知道剪力墻設(shè)計過程中所需要關(guān)注的重點問題，無疑能幫助我們對高層建筑的特性有著更進一步的理解。本文通過高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點和剪力墻設(shè)計的研究，初步分析了如何對剪力墻的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，知道了結(jié)構(gòu)性是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標，認識了剪力墻對高層建筑的積極作用，對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點有了更深刻的理解。