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

鐘云鵬

中交一航局第二工程有限公司 山東青島 266000

剪力墻是高層民用建筑中十分重要的過(guò)程部分，其設(shè)計(jì)合理性、科學(xué)性將直接影響到建筑質(zhì)量，若其設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，則高層民用建筑的安全性就難以保證。這也就需要建筑企業(yè)在今后必須要重視剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，針對(duì)可能存在的不合理之處進(jìn)行著重優(yōu)化，保證高層民用建筑后續(xù)的使用安全。因此，聯(lián)系實(shí)際分析高層民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及優(yōu)化策略是十分必要的。

1 高層民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

剪力墻主要是指房屋或構(gòu)筑物中主要承受風(fēng)荷載或地震作用引起的水平荷載和豎向荷載的墻體，防止結(jié)構(gòu)剪切破壞，也可以被稱(chēng)為抗風(fēng)墻、抗震墻或結(jié)構(gòu)墻等。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循連續(xù)性、延展性、受力分析原則，這樣才能保證剪力墻質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。若是從剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自身角度來(lái)進(jìn)行分析，大致具有以下特點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)難度大，從剪力墻的結(jié)構(gòu)角度來(lái)說(shuō)，主要是由縱向剪力墻和橫向剪力墻以及樓蓋組成，屬于常見(jiàn)的高層建筑空間結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用，再加上抗震性能以及抗風(fēng)性能優(yōu)越，精確度要求較高，均在不同程度上增加了剪力墻設(shè)計(jì)難度，需要在今后引起相應(yīng)的重視；（2）設(shè)計(jì)要求高，由于高層民用建筑規(guī)模大、層級(jí)高，剪力墻作為重要構(gòu)成部分，必須要具有較強(qiáng)的抗壓能力，一旦發(fā)生剪力墻結(jié)構(gòu)不合理、質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況，高層民用建筑的安全性、穩(wěn)定性就會(huì)受到威脅，這無(wú)疑為建筑企業(yè)的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合建筑建設(shè)要求，從各個(gè)層面優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[1]。

2 高層民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化策略

基于上述分析，不難發(fā)現(xiàn)在高層民用建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)是十分重要的，具有設(shè)計(jì)難度大、要求高的雙重特點(diǎn)，若是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，將直接影響房屋使用安全，需要建筑企業(yè)結(jié)合建設(shè)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)與要求，優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)。

2.1 優(yōu)化剪力墻平面布置

剪力墻平面布置也是一項(xiàng)較為重要的內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)人員予以高度重視。一方面，要結(jié)合高層民用建筑平面結(jié)構(gòu)布置，滿(mǎn)足建筑物的使用要求，同時(shí)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；另一方面，則是要保證剪力墻之間的距離，不能出現(xiàn)距離過(guò)大的情況，保證剪力墻結(jié)構(gòu)的重要作用能夠充分發(fā)揮。這也就要求設(shè)計(jì)人員注意以下三點(diǎn)，盡可能規(guī)避設(shè)計(jì)中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題：（1）對(duì)稱(chēng)性，要求剪力墻沿著中心軸線(xiàn)盡可能的對(duì)稱(chēng)分布，保證前提均勻，以及剪力墻重心、結(jié)構(gòu)剛度都能較好重合；（2）墻長(zhǎng)應(yīng)控制在8m以?xún)?nèi)，避免剪力墻過(guò)于密集影響前提強(qiáng)度，墻肢應(yīng)呈現(xiàn)出均勻變化狀態(tài)；（3）遵循“強(qiáng)周邊，弱中部”原則，布置以后的剪力墻分布的組合形態(tài)應(yīng)呈現(xiàn)L形、T形、十字形，減少?gòu)?fù)雜形態(tài)，有助于提高剪力墻的穩(wěn)定性[2]。

2.2 優(yōu)化墻體平面形狀

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，剪力墻結(jié)構(gòu)是較為重要的一部分工作內(nèi)容，若是想要保證設(shè)計(jì)符合高層民用建筑建設(shè)需求，就必須要保證設(shè)計(jì)理念與建筑方案直接的協(xié)調(diào)性與一致性。為此，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮到建筑物建設(shè)的自身特點(diǎn)，在滿(mǎn)足美觀度與實(shí)用性基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出墻體平面圖形，而后遵循“簡(jiǎn)單化、規(guī)范化原則”針對(duì)薄弱部分進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，相對(duì)的墻體結(jié)構(gòu)、剛度、承載力等也要做出合理分析，其中剛度必須要保證剪力墻各個(gè)部分的剛度均勻、相同，平面上突出部分不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，保證整體平衡性。在完成設(shè)計(jì)以后，需要對(duì)墻體結(jié)構(gòu)、實(shí)際性能等作出進(jìn)一步判斷，避免在后續(xù)使用過(guò)程中因突發(fā)狀況影響到剪力墻整體性能與穩(wěn)定性[3]。

2.3 優(yōu)化墻體邊緣構(gòu)件

通常情況下，剪力墻邊緣構(gòu)件主要有約束邊緣構(gòu)件、構(gòu)造邊緣構(gòu)件兩種不同類(lèi)型。前者會(huì)應(yīng)用到較多的配筋，若是在設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)剪力墻軸壓比超過(guò)對(duì)應(yīng)數(shù)值的情況下，需剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)以及上層，建議布置約束邊緣構(gòu)件，其余樓層布置構(gòu)造邊緣構(gòu)件，這樣才能夠滿(mǎn)足抗震1～3級(jí)的要求。另外，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還應(yīng)該依照底部加強(qiáng)位置、非加強(qiáng)位置的具體情況，對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)的配筋進(jìn)行合理化分配，適當(dāng)調(diào)整邊緣構(gòu)件的過(guò)渡層，滿(mǎn)足抗震強(qiáng)度要求[4]。

2.4 優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)布局

在高層民用建筑中，剪力墻可以說(shuō)是十分重要的一部分內(nèi)容，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要保證前提結(jié)構(gòu)的合理性，減少影響建筑的不安全因素。第一，精確界定普通剪力墻與短肢剪力墻，前者墻肢厚度不小于8，厚度控制在200mm、長(zhǎng)度控制在1600mm，短肢剪力墻截面厚度應(yīng)小于300mm；第二，若是想要設(shè)置獨(dú)立的小墻肢，應(yīng)考慮到施工方面的有關(guān)問(wèn)題，這一部分的存在可能會(huì)增加施工難度，需要合并孔洞，來(lái)達(dá)到更好的效果；第三，將自振周期的把控，使其處于0.05n-0.08n，其中n主要是指結(jié)構(gòu)總層數(shù)，要求設(shè)計(jì)人員進(jìn)行精確計(jì)算，最終獲得正確數(shù)值[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的快速發(fā)展，近幾年我國(guó)建筑類(lèi)型不斷增加，在高層民用建筑主要是為普通民眾提供居住場(chǎng)所，整體建筑質(zhì)量要求較高。因此，建筑企業(yè)在今后必須要通過(guò)優(yōu)化剪力墻平面布置、墻體平面形狀、墻體邊緣構(gòu)件、剪力墻結(jié)構(gòu)布局等方式，對(duì)剪力墻這一重要房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，保證剪力墻結(jié)構(gòu)能夠更好的適應(yīng)建筑建設(shè)需求，規(guī)避安全事故。