高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析

李名巖

摘 要：近年來建筑行業(yè)取得了較快的發(fā)展，高層建筑已成為城市的主要建筑形式。高層建筑數(shù)量的增加，有效地實(shí)現(xiàn)了土地的節(jié)約，而且建筑用途更具多樣性。在當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)中，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用十分廣泛，其不僅能夠滿足建筑的最基本使用功能，而且能夠滿足人們對建筑的個(gè)性化、經(jīng)濟(jì)性和耐久性的需求，有效地保證了建筑的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了工程成本的降低。因此在高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中，需要做好剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，全面提高剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。

關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；原則；要點(diǎn)

中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

目前高層建筑層數(shù)不斷增加，隨著其垂直高度的加大，人們對高層建筑的質(zhì)量越來越重視。這也使當(dāng)前剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中得以廣泛應(yīng)用。剪力墻結(jié)構(gòu)主要承受來自于風(fēng)和地震引起的水平和豎向荷載，能夠有效地提高建筑物穩(wěn)定性和牢固性，增強(qiáng)建筑物的抗震性能。因此在當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，利用剪力墻結(jié)構(gòu)來代替原來的結(jié)構(gòu)中的梁柱，可以進(jìn)一步優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，全面提高建筑的質(zhì)量。

1 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

在高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中，其對剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的專業(yè)性要求。高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)需要與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土材料進(jìn)行有效結(jié)合，并按照相應(yīng)的架體結(jié)構(gòu)和工程施工技術(shù)要求來打造穩(wěn)固的墻體結(jié)構(gòu)，而且剪力墻結(jié)構(gòu)無論是抗震系數(shù)還是美觀性都要與現(xiàn)代建筑的標(biāo)準(zhǔn)要求相符。在剪力墻主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)對空間的合理運(yùn)用，以此來滿足當(dāng)前高層建筑用戶對大空間的需求，具體可以利用上層樓板、墻體和上下結(jié)構(gòu)的壓力作用進(jìn)行復(fù)式組合，以此來搭建承重結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)空間的合理和高效運(yùn)用。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的專業(yè)性，在具體設(shè)計(jì)過程中，要求設(shè)計(jì)人員對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程要充分和全面的考慮，要保證剪力墻要與建筑整體極限位移要求相符，同時(shí)還要更好地體現(xiàn)出框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中多種抗側(cè)移構(gòu)建的優(yōu)越性，以此來確保結(jié)構(gòu)體系建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性和安全性。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，還要嚴(yán)格控制剪力墻結(jié)構(gòu)布置的數(shù)量，雖然剪力墻結(jié)構(gòu)具有顯著的綜合性能，但在具體數(shù)量設(shè)計(jì)時(shí)還要與極限位移控制要求相符。即在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要遵循眾多規(guī)范和要求來合理設(shè)置剪力墻結(jié)構(gòu)，全面提高高層建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

3.1 合理配置剪力墻暗柱鋼筋

在具體剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一級、二級和三級剪力墻都需要設(shè)置暗柱和端柱。而且通過合理設(shè)計(jì)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(qiáng)剪力墻邊緣的抗拉能力，從而全面提升建筑的穩(wěn)定性。

3.2 合理布置剪力墻結(jié)構(gòu)

在具體設(shè)計(jì)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(qiáng)剪力墻的承載力，特別是增強(qiáng)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(shí)，還要考慮到建筑自身的曲線問題，從而對剪力墻進(jìn)行合理規(guī)則布置。

首先，慎重選擇短肢剪力墻。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能較差，在具體應(yīng)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(shí)要綜合多方面因素進(jìn)行考慮，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。

其次，布置剪力墻結(jié)構(gòu)避免出現(xiàn)獨(dú)立的小墻肢。當(dāng)剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)存在獨(dú)立小墻肢的情況，會(huì)增加建筑施工的難度。因此在具體設(shè)計(jì)過程中，要對洞口進(jìn)行合理合并，避免使用獨(dú)立的墻肢，通過合理設(shè)置剪力墻來有效地降低施工的難度系數(shù)。

最后，設(shè)置剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)要確保整體剛度。剪力墻剛度與抗震性能和施工時(shí)間具有直接的關(guān)系，因此在具體設(shè)計(jì)時(shí)，通過合理對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)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(shí)間，而且對增強(qiáng)建筑整體抗震性能也十分有利。在具體控制剪力墻剛度時(shí)，要遵循位移限制標(biāo)準(zhǔn)的要求，增強(qiáng)建筑墻肢與連梁超筋之間的抗剪能力，并進(jìn)一步降低截面設(shè)計(jì)難度系數(shù)。

3.3 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(jì)時(shí)，需要合理控制各項(xiàng)參數(shù)，以此來將高層建筑各項(xiàng)荷載控制在有效范圍內(nèi)。同時(shí)還要合理設(shè)計(jì)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(jì)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(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)和偏心力的情況。在具體設(shè)計(jì)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(jìn)行限值，將具體的數(shù)據(jù)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.4 剪力墻的連梁設(shè)計(jì)

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(qiáng)度和剛度會(huì)對連續(xù)產(chǎn)生一定的內(nèi)力，因此在具體設(shè)計(jì)過程中，需要對內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算，通常會(huì)采用剛度折減方式來進(jìn)行計(jì)算，并對折減值進(jìn)行有效控制。當(dāng)高層建筑在風(fēng)力和地震作用力下，必然會(huì)使連梁有較大的內(nèi)力產(chǎn)生，因此會(huì)對連梁結(jié)構(gòu)性能帶來較大的影響。在具體設(shè)計(jì)過程中，為了能夠有效地降低連梁內(nèi)力，通常會(huì)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(yīng)力進(jìn)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。

3.5 優(yōu)化轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作

當(dāng)前高層建筑項(xiàng)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(fù)雜性和多樣性。在當(dāng)前一些高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)在不同部位設(shè)計(jì)出不同的使用功能，因此需要在具體設(shè)計(jì)時(shí)要采取具有針對性的應(yīng)對措施，通過設(shè)置具體的置換構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)之間的有效銜接，即對轉(zhuǎn)換層進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在具體轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)進(jìn)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(yīng)的的作用。

3.6 對墻身設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要對墻身設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，以此來增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，這是具體設(shè)計(jì)工作中非常重要的部分。在優(yōu)化墻身設(shè)計(jì)過程中，需要做好鋼筋結(jié)構(gòu)市尺載作，確保結(jié)構(gòu)中橫向鋼筋和豎向鋼筋能夠?qū)?yīng)搭配，并有效地將斜截面與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(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)算工作。并在具體設(shè)計(jì)要嚴(yán)格依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)現(xiàn)剪力墻鋼筋的有效配置。合理布置暗柱和端柱，進(jìn)一步完善一級、二級和三級抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(jì)過程中，還要對鋼筋之間的距離進(jìn)行合理布置，全面提高墻身設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

結(jié)語

目前建筑業(yè)發(fā)展速度較快，無論是建筑工程項(xiàng)目數(shù)量還是規(guī)模都有了較大程度的增加，在這種情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)也在高層建筑結(jié)構(gòu)中得以廣泛應(yīng)用。這就需要合理地對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其能夠有效的提高建筑整體的性能，更好地發(fā)揮出剪力墻的重要作用。通過在具體設(shè)計(jì)過程中全面提高剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，使高層建筑在滿足人們基本需求的基礎(chǔ)上，建筑整體質(zhì)量能夠全面得到提升。打造出精品的建筑工程，為百姓提供高質(zhì)量的建筑。

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