高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點與剪力墻設(shè)計

馮瓊芳 陳媛 余秀麗

引言

在不同的高層建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)的特點和設(shè)計時的布置是不相同的，所以，我們在進行高層建筑物的設(shè)計施工時，要進行地質(zhì)情況的實地的考察和研究，同時對高層建筑物結(jié)構(gòu)特點仔細分析，以滿足高層建筑的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

分析高層民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點需要了解高層民用建筑結(jié)構(gòu)及剪力墻的具體構(gòu)造。一般情況下，高層民用建筑對結(jié)構(gòu)設(shè)計時的垂直和水平方向上的承載力有相關(guān)要求，表現(xiàn)在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中即提高剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮墻體結(jié)構(gòu)抵抗地震等自然震動的能力，盡量避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形。由此可知，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計呈現(xiàn)出高穩(wěn)定性和高荷載力的特點，剪力墻結(jié)構(gòu)為整體承重結(jié)構(gòu)，可提高結(jié)構(gòu)整體性與美觀度。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

2.1 合理配置剪力墻暗柱鋼筋

在具體剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一級、二級、三級、四級剪力墻都需要設(shè)置暗柱和端柱。而且通過合理設(shè)計暗柱鋼筋，不僅可以有效地消耗大量的地震波能量，并能夠增強剪力墻邊緣的抗拉能力，從而全面提升建筑的穩(wěn)定性。

2.2 合理布置剪力墻結(jié)構(gòu)

在具體設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)過程中，需要通過合理利用鋼筋混凝土來增強剪力墻的承載力，特別是增強剪力墻水平方面的荷載力。因此要合理布置剪力墻結(jié)構(gòu)，確保在滿足建筑本身要求的同時，還要考慮到建筑自身的曲線問題，從而對剪力墻進行合理規(guī)則布置。

①仔細選擇短肢剪力墻。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能差，在具體應用過程中無法對建筑物穩(wěn)定性起到保障作用，因此，在選擇短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時，應綜合考慮各種因素，不僅要做到靈活布置，而且還要盡可能地減少建筑結(jié)構(gòu)的重量。②布置剪力墻結(jié)構(gòu)避免出現(xiàn)獨立的小墻肢。當剪力墻設(shè)計時存在獨立小墻肢的情況，會增加建筑施工的難度。因此，在具體的設(shè)計過程中，要合理合并開孔，避免使用單獨的墻肢，通過合理設(shè)置剪力墻有效降低施工難度。③必須確保剪力墻結(jié)構(gòu)的整體剛度。剪力墻剛度與抗震性能和施工時間有直接的關(guān)系，所以在設(shè)計時，通過合理對剪力墻結(jié)構(gòu)進行布置，以此來確保剪力墻整體剛度，不僅有效地保證了具體的施工時間，而且對增強建筑整體抗震性能也十分有利。在具體控制剪力墻剛度時，要遵循位移限制標準的要求，增強建筑墻肢與連梁超筋之間的抗剪能力，并進一步降低截面設(shè)計難度系數(shù)。

2.3 合理的控制剪力墻結(jié)構(gòu)參數(shù)

高層建筑結(jié)構(gòu)承重不同于普遍建筑，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要合理控制各項參數(shù)，以此來將高層建筑各項荷載控制在有效范圍內(nèi)。同時還要合理設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)，特別是要保證位移比例、側(cè)向剛度比例和周期比例設(shè)計的合理性，并將其數(shù)據(jù)有效的控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，以此來保證高層建筑不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)和偏心力的情況。在具體設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)過程中，還要對剪力墻自身的不規(guī)劃性進行限值，將具體的數(shù)據(jù)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

2.4 剪力墻的連梁設(shè)計

在高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)中，連梁作為高層建筑與剪力墻結(jié)構(gòu)連接的重要結(jié)構(gòu)，連梁兩側(cè)與剪力墻之間相連接。由于剪力墻結(jié)構(gòu)自身具有的強度和剛度會對連續(xù)產(chǎn)生一定的內(nèi)力，因此在具體設(shè)計過程中，需要對內(nèi)力進行計算，通常會采用剛度折減方式來進行計算，并對折減值進行有效控制。當高層建筑在風力和地震作用力下，必然會使連梁有較大的內(nèi)力產(chǎn)生，因此會對連梁結(jié)構(gòu)性能帶來較大的影響。在具體設(shè)計過程中，為了能夠有效地降低連梁內(nèi)力，通常會通過增加剪力墻洞口寬度、在連梁中部開水平縫方法來對各種應力進行削弱，減少其對連梁所帶來的破壞，確保高層結(jié)構(gòu)能夠具有較好的穩(wěn)定性。

2.5 優(yōu)化轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作

當前高層建筑項目開始向結(jié)構(gòu)功能多樣性的方向發(fā)展，而且在功能形式上高層建筑也更具復雜性和多樣性。在當前一些高層建筑設(shè)計時，通常會在不同部位設(shè)計出不同的使用功能，因此需要在具體設(shè)計時要采取具有針對性的應對措施，通過設(shè)置具體的置換構(gòu)件來實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)之間的有效銜接，即對轉(zhuǎn)換層進行優(yōu)化設(shè)計。在具體轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式設(shè)計上，需要將轉(zhuǎn)換層的質(zhì)量和剛度控制在一定范圍內(nèi)，并通過精確的計算來找出轉(zhuǎn)換層的薄弱部位，針對具體內(nèi)力分配的特征來對內(nèi)力設(shè)計進行優(yōu)化，以此來全面提升轉(zhuǎn)換層的整體性能，使其發(fā)揮出應的的作用。

2.6 對墻身設(shè)計環(huán)節(jié)的優(yōu)化

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要對墻身設(shè)計進行優(yōu)化，以此來增強建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，這是具體設(shè)計工作中非常重要的部分。在優(yōu)化墻身設(shè)計過程中，需要做好鋼筋合理布置，確保結(jié)構(gòu)中橫向鋼筋和豎向鋼筋能夠?qū)钆洌⒂行У貙⑿苯孛媾c正截面的抗剪承載力與抗彎承載力有效結(jié)合，以此來完成標準驗算工作。并在具體設(shè)計中要嚴格依照規(guī)范標準要求，實現(xiàn)剪力墻鋼筋的有效配置。合理布置暗柱和端柱，進一步完善一級、二級、三級、四級抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的全面提升。另外，在結(jié)構(gòu)墻身具體設(shè)計過程中，還要對鋼筋之間的距離進行合理布置，全面提高墻身設(shè)計的質(zhì)量。

3 結(jié)束語

為了提高高層建筑施工效果，在分析剪力墻應用時，有必要結(jié)合剪力墻結(jié)構(gòu)的特點來滿足實際施工需要。抓好各種設(shè)計細節(jié)的控制，避免各種因素對設(shè)計效果的影響，努力不斷提高項目建設(shè)的綜合效益。