高層建筑裝配式剪力墻結構設計分析

黃曉蘭

摘 要 本文介紹了高層建筑裝配式剪力墻的結構體系，并總結了結構體系的分類以及結構設計的原理、過程和方法。闡述了剪力墻結構的主要設計方式以及各個結構構件的連接和承載力，希望能夠為相關部門提供參考。

關鍵詞 高層建筑;裝配式;剪力墻;結構設計

隨著我國建筑工業(yè)化的迅猛發(fā)展，預制混凝土結構正越來越多地用于建筑項目。這些類型的結構使用可以有效地改善由昂貴且缺乏人力的傳統(tǒng)建筑結構所引起的環(huán)境污染。組裝式整體剪力墻結構的設計研究仍處于發(fā)展階段，許多方面還不完善，因此本文著重研究組裝式整體剪力墻結構的設計。

1組裝式整體剪力墻結構設計方法

本文主要介紹了我國預制建筑的具體設計方法和相關要求，并闡述了相關設計原則以及關鍵構件連接設計方式。

1.1 基本原則

預制剪力墻結構是根據(jù)規(guī)格和“就位”原則（即相對成本）設計的。測試結果證明，組裝好的整體剪力墻結構的性能與現(xiàn)澆剪力墻相似，它們具備相同的結構性能。在設計預制剪力墻結構時，必須使用高強度混凝土和高強度鋼筋來增加結構的剛度和完整性。與現(xiàn)澆結構不同，裝配集成結構設計的連接部分設計是結構設計的核心。特別是連接設計通常需要根據(jù)項目的實際情況采取可靠的連接配置措施[1]。

1.2 設計過程

目前，我國政府正在積極開發(fā)預制構件，并制定了鼓勵我國企業(yè)開發(fā)和建造預制構件的政策，并且一些地區(qū)對預制構件的速度提出了明確要求。對于預制混凝土結構建筑物，使用預制組件的體積與組件總數(shù)之比必須達到指定值。在設計項目之前，必須闡明項目的施工標準和施工目標。組裝好的整體式剪力墻結構的設計過程可以大致分為技術規(guī)劃階段和規(guī)劃決策階段。技術規(guī)劃階段主要是弄清項目的工程背景和甲方的要求，以確定項目的必要技術路徑，規(guī)劃決策階段是實現(xiàn)項目建設的關鍵過程。

（1）技術規(guī)劃階段。首先，弄清項目的背景信息，確定項目大綱，并選擇合理的結構系統(tǒng)。組裝后的整體剪力墻結構主要是使剪力墻承受垂直和水平力，并且具備更靈活的空間結構布局，能夠有效應用于高層住宅建筑。甲方應明確組裝率的要求，以確定建設項目追求高水平的工業(yè)發(fā)展還是滿足當?shù)貙︻A制構件的政策要求[2]。

（2）項目階段。在此階段，設計人員必須根據(jù)現(xiàn)有工程建筑圖紙對目標建筑物的結構設計進行建模。組裝的整體式剪力墻結構房屋設計必須遵守模塊化調整的原則，同時滿足結構安全性、適用性和耐用性，以便預制零件可以具有“更少的規(guī)格和更多的組合”[3]。當結構達到結構的機械性能和規(guī)格后，必須提供相應的深入工作。

2裝配整體式剪力墻模型彈性時程分析

彈性時程分析是時程分析方法的動態(tài)時程分析，通過輸入和整合結構基本運動方程中的地震加速度記錄，來獲得結構在這段時間內的地震效應。彈性時程分析法是一種結構動力學計算方法。

2.1 時間歷史分析方法應用范圍

當結構復雜特殊時，彈性時程分析方法可以通過動態(tài)時程補償結構的地震作用。這里的特殊結構是指某些高層或超高層建筑的特殊不規(guī)則建筑物，或超過規(guī)范和A類建筑物指定的特定高度特殊高層建筑。結構不規(guī)則主要有四種類型：平面不規(guī)則、垂直不規(guī)則、復雜的高層結構以及超出規(guī)范的結構。這種結構也表現(xiàn)為不規(guī)則扭轉，其需要額外的地震計算。

2.2 地震波選擇

（1）光譜特征。從類型、地震波大小和震中距離以及地球地震加速度記錄數(shù)據(jù)庫中，選擇并記錄數(shù)百種地面加速度，以獲得每個記錄的響應譜。地點類型分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ組。分為遠地震、正地震和近地震。對響應頻譜進行平滑處理，以在代碼中獲得地震影響因子曲線。

（2）地震波的有效峰值。所選地震波的有效峰值基于GB50011-2010《建筑抗震設計規(guī)范》中的表1。

（3）地震波數(shù)量選擇。在彈性時程分析中選擇的地震波是自然波和人工波的組合。通常是兩種，天然波浪與人造波浪相結合。此組合適用于結構高度低且主體相對規(guī)則且對稱的高層結構。對于超高層結構、大跨度結構和多塔結構等復雜的高層結構，應選擇7套地震波組合進行分析[4]。在這種結構中，只能分析地面上的單個塔，并且可以選擇和驗證三個地震波來分析單個塔。

3結束語

本文主要介紹組裝式整體剪力墻結構，它是一種組裝式結構。零件在工廠進行預制，然后組裝并現(xiàn)場澆筑，再與混凝土的層合在一起形成整體結構。與傳統(tǒng)的剪力墻結構施工方法相比，組合式整體剪力墻結構的施工效率較高。通過減少組裝結構施工現(xiàn)場的濕工作量。我國提倡綠色環(huán)保，新建筑方法的發(fā)展也應符合中國的環(huán)境保護政策。

參考文獻

[1] 韓愛紅，許衍彬，安亞楠，等.剪力墻結構體系的優(yōu)化設計[J].低溫建筑技術，2020（1）：86-88，91.

[2] 汪夢甫，楊惠迪.預制混凝土剪力墻結構體系的研究現(xiàn)狀與改進策略[J].工程抗震與加固改造，2020，21（1）：1-9.

[3] 孟琳，羅碧玉.高層裝配整體式剪力墻結構建筑設計及施工控制[J].粘接，2020，42（5）：120-123，136.

[4] 錢稼茹，崔瑤，張薇.裝配式空心板剪力墻結構疊合連梁抗震性能試驗研究[J].建筑結構學報，2020，41（1）：51-60.