高層民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計特點(diǎn)及其優(yōu)化策略分析

郗 雯

（國策眾合（北京）建筑工程設(shè)計有限公司，山西 太原 030000）

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對生活水平有了越來越高的追求，對建筑物質(zhì)量的要求也較過去有了較大幅度的提升。剪力墻的結(jié)構(gòu)對高層民用建筑的修筑有著十分重要的影響，文章就剪力墻的結(jié)構(gòu)展開論述，以當(dāng)前的建筑形勢為前提，提出了以下觀點(diǎn)。1 剪力墻設(shè)計原則

1.1 連續(xù)性

針對建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，存在多種結(jié)構(gòu)形式，在設(shè)計工作之前需要結(jié)合工程的使用要求與具體施工現(xiàn)場的環(huán)境選擇合適的結(jié)構(gòu)。而剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑工程中屬于常見的一種形式，其主要的作用就是通過建筑的構(gòu)件實現(xiàn)維護(hù)與結(jié)構(gòu)的分離效果，起到主要的承載力與阻力。所以，在對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候需要堅持連續(xù)性的原則，防止其剛度的變化導(dǎo)致建筑出現(xiàn)位移的情況。

1.2 對墻體進(jìn)行受力分析

作為建筑的平面結(jié)構(gòu)，墻體上的壓力中還會涉及到水平的彎矩與剪力，另外還包含了豎向壓力。所以，在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作過程中需要對受力的情況進(jìn)行分析，需要重點(diǎn)對剪力墻的自身應(yīng)力做出研究，從而確保其使用效果與安全質(zhì)量。

1.3 墻體延性

墻體延性墻體的延展性能對建筑物的修筑有十分重要的影響，剪力墻結(jié)構(gòu)的厚薄情況、高低情況對建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計都有著影響，要根據(jù)墻體的性能對剪力墻進(jìn)行設(shè)計，充分發(fā)揮其作用。

2 高層民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點(diǎn)

2.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點(diǎn)

為了保證高層民用建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻的設(shè)計水平與穩(wěn)定性，需要設(shè)計人員對民用建筑工程的結(jié)構(gòu)熟練地掌握。尤其是剪力墻的混凝土結(jié)構(gòu)。一般情況下，高層建筑工程的縱向與橫向承載力都會對結(jié)構(gòu)的設(shè)計產(chǎn)生很大的影響，剪力墻結(jié)構(gòu)的使用會提高整體結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候還要注重墻體的抗震性能與擺動性能，防止出現(xiàn)變形的問題導(dǎo)致剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)的分類和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

結(jié)合剪力墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需要對墻肢開設(shè)洞口的問題進(jìn)行分析，剪力墻主要分為：第一，整截面剪力墻。這種結(jié)構(gòu)開洞比較小或者沒有開洞，整個剪力墻都是豎向的懸臂桿。第二，壁式框架剪力墻。如果剪力墻的開洞比較大，就會導(dǎo)致連系梁與墻肢的剛度大大降低。第三，雙肢、多肢剪力墻結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)具有打孔區(qū)的墻體，這一墻體的力學(xué)特點(diǎn)就是帶有小開口的整體剪力墻，做好連肢墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。

3 高層民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計及優(yōu)化

3.1 對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的選擇

針對建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計工作中產(chǎn)生的相關(guān)問題，作為建筑施工企業(yè)與建設(shè)單位需要提高對安全意識的重視程度，通過合理的優(yōu)化方法與措施改善當(dāng)前的設(shè)計問題。不管是哪種剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方案都需要建筑施工企業(yè)將安全放在第一位，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，確保整體工程造價的合理。通過對施工現(xiàn)場的勘察與建筑的使用性能，選擇最佳的設(shè)計方案。

3.2 墻體平面形狀優(yōu)化

針對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中的形狀方面的主要問題，作為設(shè)計人員需要提高對概念的設(shè)計應(yīng)用，保證應(yīng)用的設(shè)計理念與建筑方案之間的一致性。在對建筑結(jié)構(gòu)的平面與豎向進(jìn)行布置的過程中，需要結(jié)合建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在滿足美觀與實用的基礎(chǔ)上，設(shè)計出墻體的平面形狀，針對于其中的薄弱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的分析，提高平面的規(guī)則化與簡單化。另外，在優(yōu)化平面形狀的過程中，設(shè)計人員還要結(jié)合規(guī)則、簡單、均勻的原則，對墻體的結(jié)構(gòu)與剛度、承載力做出合理的分析。其中的剛度分布需要保證均勻，平面不能太長、突出的部分不宜過長。從而保證建筑整體體型的平衡，防止變化對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。最后，需要站在墻體結(jié)構(gòu)的實際情況角度，對整體性能的使用進(jìn)行分析，防止出現(xiàn)豎向的不規(guī)則結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，從而提升整體剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作質(zhì)量。

3.3 剪力墻平面布置

建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計為了保證設(shè)計的合理性與優(yōu)化，作為施工企業(yè)需要結(jié)合對應(yīng)的設(shè)計人員，對剪力墻的平面布置提高重視的程度。通過住宅的平面結(jié)構(gòu)布置，滿足建筑物的使用要求，同時還需要延周邊均勻地布置剪力墻結(jié)構(gòu)。確保剪力墻結(jié)構(gòu)的布置合理，要盡量選擇一些建筑的電梯間、樓梯間等位置。另外，還應(yīng)該注意剪力墻之間的距離不能太大，阻礙剪力墻結(jié)構(gòu)作用的發(fā)揮。剪力墻平面的設(shè)置應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：首先，必須堅持剪力墻平面的對稱性，剪力墻應(yīng)該沿著中心軸線盡可能對稱地規(guī)劃，以便剪力墻的重心和整個結(jié)構(gòu)的剛度中心可以最大極限地重合，從而減少扭矩。其次，剪力墻不宜布置太密，宜多均勻長墻（墻長≤8m），少短墻，且墻肢厚度應(yīng)沿高度均勻變化。最后，“強(qiáng)周邊，弱中部”，盡可能布置成L形、T形、十字形，減少復(fù)雜形狀，有利于剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并形成較好的側(cè)向剛度。遵循“周邊、對稱、成對、封閉”的原則去布置剪力墻可得到較大的平面剛度和抗扭剛度，對建筑物的抗震也有很大的幫助。

4 結(jié)語

高層建筑在當(dāng)今已經(jīng)非常普遍，民用建筑是目前測試最多的住宅模型，剪力墻的優(yōu)良設(shè)計顯著提高了高層民用建筑的穩(wěn)定性和抗震性能，民用建筑剪力墻墻體設(shè)計師必須了解結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)從結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和混凝土剃須墻計算的角度出發(fā)，提高民用建筑剪力墻體的設(shè)計水平。