淺談高層建筑剪力墻結構設計原則及合理布置

張翰斌

摘 要：隨著城市化建設進程的不斷加快，當前高層建筑成為城市發(fā)展過程中建筑的主要趨勢。在當前高層建筑結構體系中，剪力墻結構應用較為廣泛。剪力墻結構在設計時需要進行合理布置，對可能會對剪力墻結構帶來影響的因素進行明確，對于轉換層結構設計中存在的問題要及時發(fā)現(xiàn)，并進一步對轉換層結構進行優(yōu)化，制定科學合理的連梁和上下部結構的設計方案，確保高層建筑剪力墻結構體系的完善。

關鍵詞：高層建筑；剪力墻結構；設計原則

前言

近年來我國高層建筑的數(shù)量不斷增加，這也使剪力墻結構得以在高層建筑布局中進行廣泛的應用，有效的規(guī)避了柱子外凸的問題，而且對提高建筑工程的美觀性具有極其重要的意義。但在應用剪力墻結構時，容易對其他公共設施帶來較大的影響，因此為了能夠有效的對剪力墻結構應用過程中存在的弊端進行規(guī)避，則需要對墻體結構進行合理布置和優(yōu)化，更好的對高層建筑剪力墻結構設計中存在的問題進行解決，確保高層建筑的安全性和穩(wěn)固性。

1 高層建筑剪力墻結構的設計原則

當前建筑結構形式具有多樣化的特點，但剪力墻結構不僅整體性較好，而且結構剛度較大，特別是在水平狀態(tài)作用下的荷載力不易引發(fā)剪力墻結構變形的發(fā)生，在當前高層建筑結構設計中剪力墻結構受到普遍的青睞，應用也越來越廣泛。剪力墻結構作為當前高層建筑應用最廣泛的結構，在對其進行設計時，需要準確對其進行計算，同時還需要從整體性的角度來對剪力墻結構的橫縱向進行分析，對多種計算方式進行合理利用和調整，同時做好建筑工程配筋的設計工作。

剪力墻結構在高層建筑應用過程中，需要對其連梁跨度比進行有效控制，最適宜的數(shù)值需要保持在2.5以上，而且還要對剪力墻結構中出現(xiàn)的剪力問題進行有效的避免，使其彎矩保持在規(guī)定的范圍之內。通過優(yōu)化設計剪力墻結構后，還需要對其使用狀況值進行確定，從而有效的保證剪力設計值和連梁彎矩保持在較好的狀態(tài)，確保剪力墻結構安全性和穩(wěn)定性的提升。另外還需要加強對剪田和墻構建數(shù)量設計方案的優(yōu)化，有效的規(guī)避剪切變形問題的發(fā)生，確保剪力墻豎向構建剛度能夠得到有效的控制。

在對剪力墻結構進行設計時，當建筑層間位移無法滿足其設計需要時，往往會增加剪力墻側向剛度，這就會導致剪力墻平面外剛度處于較小的狀態(tài)。因此設計人員需要合理調整洞口兩側部分，對墻肢的壓軸比界限進行有效控制，通過對剪力墻相應的部位進行加強，優(yōu)化處理邊緣構造設計，確保剪力墻邊緣構造設計水平的提升。

2 高層建筑中剪力墻的合理布置

2.1 轉換層結構的設計

在社會快速發(fā)展過程中，人們對建筑結構的要求不斷提高，為了能夠確保高層建筑更好的滿足人們的使用要求，則需要在對剪力墻結構進行設計時需要對上下層結構采取不同的設置方案，而且要對建筑使用功能進行不斷完善，確保設計的變化性和動態(tài)性，使其實用性得以增加。在高層建筑剪力墻結構設計中，轉換塊壘結構布置作為其中非常重要的一項內容，需要合理設計和優(yōu)化結構復雜的高位轉換底部空間。而且在對轉換層高位轉換狀態(tài)下需要對其升高質量和剛度進行有效的調整，確保轉換層能夠與上線的剛度保持良好的一致性。但在轉換層設計時，還需要控制好其剛度和質量。因此需要在對層間位移角均勻性進行檢查外，還需要對轉換層的水平狀態(tài)進行檢查，精確分析和判斷轉換層內部的空間，對轉換層的均勻狀況進行了解。對于所選擇的建筑材料，需要確保其質量，同時還要使其保持較小的剛度，對轉換層結構設計中存在的薄弱部位要加強調整和優(yōu)化。對轉換層中內力的分配特點進行仔細研究，調整和完善較為薄弱的部位，對構件配筋的數(shù)量進行調整，對其性能進行有效的改善，確保高層建筑剪力墻結構設計上的安全性。

2.2 不斷優(yōu)化連梁設計

高層建筑連梁設計主要以抗震性設計和非抗震性設計兩種為主，當連梁設計方案類型不同時，其所承受的受剪力也會有所區(qū)別，而且對截面配筋數(shù)量的要求也會不同，因此在具體設計時，需要嚴格按照剪力墻設計的相關規(guī)范進行，進一步優(yōu)化連梁設計方案。

首先，在對剪力墻內力進行計算時，需要提前做好連梁自身剛度的拆減處理工作。

其次，當完成內力計算后，則需要對連梁中的剪力數(shù)值進行計算，確保計算結果的準確性。對于計算方法，可以根據(jù)實際需求選擇適宜的方法，從而計算剪力和彎矩設計值，確保計算數(shù)據(jù)要小于調整后的數(shù)據(jù)，努力提高計算的準確性。

最后，在設計彎矩過程中需要對彎矩的預防烈度進行明確，確保所設計的彎矩小于一度預防烈度的組合值，這樣不僅可以有效的確保彎矩的正常使用，而且在一些小型地震作用下，建筑結構也不易發(fā)生損害，有利于高層建筑結構安全性的提高。

2.3 優(yōu)化上下部結構的設計

在對高層建筑剪力墻結構進行設計時，如果要準確傳遞兩種不同結構形式的力，就需要充分考慮到剛度突變這一因素，通過優(yōu)化上下部結構的方式解決剛度突變的問題。第一，應當適當減少結構上部剛度，在設計時盡量減少剪力墻結構的數(shù)量，在上部結構符合壓軸比之后還應當將墻肢縮短；第二，下部的剛度結構要適當加大，設置合理的落地剪力墻，并使這種剪力墻結構均勻地布置在較大的空間層之內，而不宜采用集中布置的方法；第三，應當合理選擇上下部剛度。因為如果剛度過大，就容易使剪力墻受到地震的影響。因此，要不斷增強豎向剛度要求，但是這種方法會耗費大量的建筑材料，也就增加了建設成本；第三，在上下部結構設計時容易出現(xiàn)沉降問題，這也是剪力墻結構設計中的難點問題，原因在于轉換層中的剛度過小。對于這一問題，應當從截面尺寸選擇方面來加以控制，更加合理地設計截面尺寸，并要嚴格按照設計要求來控制剛度。

2.4 合理控制設計成本

在設計高程建筑剪力墻結構時，應當仔細、認真地對每一個環(huán)節(jié)進行檢查和審核，并要將剪力墻結構設計工作做細，優(yōu)化剪力墻結構設計方案，避免出現(xiàn)建筑質量問題，確保建筑工程的安全性。在具體的結構設計過程中，應當嚴格按照規(guī)范檢查各部件的長度與規(guī)格，使各種部件都能夠符合建筑設計規(guī)范，盡量消除設計中存在的誤差。同時還需要對抗震墻的延伸能力耗能能力進行合理配置，確保高層建筑抗震能力的提升。

在剪力墻設計時，還需要對其邊緣設計進行重視，對每一個環(huán)節(jié)的消耗都要重點控制，在確保其質量的基礎上有效的實現(xiàn)成本的最小化。對于結構設計中使用的鋼筋數(shù)量需要準確進行計算，同時還要確保選擇鋼筋具有較高的強度，這樣可以實現(xiàn)對鋼筋使用量的有效控制，有利于成本的降低。

3 結束語

剪力墻結構在高層建筑中進行應用，可以有效的提高建筑結構的美觀性和簡潔性，而且對于剪力墻結構的抗側剛度的提升也具有極其重要的意義，有利于建設成本的有效控制，提高工程建設的經濟性。而且在當前高層建筑剪力墻結構設計中對于節(jié)能環(huán)保也較為重視，不僅有效的降低了施工過程中對資源的消耗，而且還盡可能的降低了高層建筑對周圍環(huán)境的影響，這對于當前我國可持續(xù)發(fā)展起到了積極的推動作用。

參考文獻

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