高層建筑剪力墻結構設計需關注的要點

陰寅宏　吳振興

摘要：高層建筑已經成為當代建筑工程項目設計的主流，高層建筑產生不僅緩解了城市土地資源應用緊張的局面，同時也代表著建筑領域在新時期取得的跨越性進步。剪力墻結構是高層建筑工程項目設計中不可缺失的重要內容，設計人員必須要嚴格保證剪力墻結構設計的合理性、科學性，嚴格依據相關規范和標準進行剪力墻結構設計，這樣才能避免對高層建筑工程整體設計質量造成損害。本文就是對高層建筑剪力墻結構設計需要注重的要點進行分析，希望對相關人員有所啟示。

關鍵詞：高層建筑；剪力墻結構；設計；要點

引言

剪力墻結構體系最早誕生于二十世紀六十年代，該結構體系剛度性能較為良好，而且可以有效提升建筑結構的抗側移能力，對于強化建筑抗震性能有著積極影響，所以受到了眾多建筑結構設計人員的青睞，并且將其應用于高層建筑工程項目結構設計中去。還需要注重的是，剪力墻結構的應用避免了建筑室內露梁、露柱等不良情況產生，不僅加強了建筑室內的美觀性，而且為室內裝飾工程建設奠定了良好基礎。高層剪力墻結構體系設計專業性較強，其中很多問題都需要嚴格把握。對高層建筑剪力墻結構設計需要注重的要點進行探究是具有重要意義的，下面就對相關內容進行詳細闡述。

1.剪力墻結構基本概念闡述

對剪力墻結構進行詳細闡述就是應用鋼筋混凝土墻板取代以往框架結構中存在的梁和柱，可以較為良好的承擔多種荷載應力，加強結構水平力的控制，這種應用混凝土墻板承擔建筑豎向和水平應力的結構體系稱之為剪力墻結構體系。這種結構體系在高層建筑結構中有著非常廣泛應用。剪力墻結構體系的突出特性在于其墻肢的長度要遠遠高出其厚度，剪力墻結構在平面內部具有較強的剛度和承載性能，結構平面外剛度和承載性能較低，墻肢屬于偏心受拉或者是偏心受壓結構構件。在剪力墻結構體系中，墻體結構屬于平面構件，其作用不僅可以有效承擔平面作用的水平剪切力和彎矩力之外，同時還會承擔相應的豎向壓力。在地震不良自然災害與風荷載的影響下，剪力墻結構出了需要滿足剛度要求外，同時還需要考慮到非彈性形變的延展性要求。

2.剪力墻結構分類

剪力墻結構受力特點與其自身孔洞大小和數量有著非常緊密聯系，內力分布和變形狀態也會受到孔洞大小和數量的影響。根據剪力墻結構自身開洞情況可以將其劃分成整截面墻和聯肢墻等種類。整截面墻為剪力墻結構自身不進行開洞處理，或者洞口面積在剪力墻墻面總面積的百分之十六以下，洞口長邊尺寸也會小于洞口凈距離，以及洞口至強電的凈距離。整截面墻受力性能與整體懸臂構件有著較大的相似之處，結構破壞形態相似與偏心受壓柱體結構。設計人員在對整截面墻進行設計時，要盡可能的將豎向鋼筋分布在墻肢的兩端。連肢墻結構，剪力墻結構上的洞口沿著豎向成列的進行布置，并且洞口面積要大于墻面總面積的百分之十六，各個墻體之間會選用連梁進行有效連接，墻肢單獨性的作用非常突出，連梁的中部區域會出現反彎點。

3.剪力墻設計原則分析

在上文中也提到剪力墻結構設計的專業性較強，設計人員在對剪力墻結構進行設計過程中需要充分、全面考慮，不僅要求監理強結構可以滿足建筑整體極限位移控制的要求，同時還需要將框架一剪力墻結構體系中多種抗側移構建的優越特性良好呈現出來，保證結構體系建設的經濟性、科學性、安全性。剪力墻結構布置數量也需要進行嚴格控制，剪力墻結構綜合性能較為優越，但是并不代表在高層建筑工程項目中剪力墻結構數量越多越好。布置數量需要參考極限位移控制的要求，可以應為基本振型地震的影響，剪力墻結構承擔的地震傾覆力需要超過地震引發總體傾覆力的百分之五十。總而言之，設計人員需要在眾多規范和要求下進行剪力墻結構設置，切實提升高層建筑工程項目結構設計質量。

4.高層剪力墻結構設計優化措施分析

4.1對剪力墻剛度性能進行嚴格控制，避免出現獨立小墻肢。現行高層建筑工程結構技術規范中要求，矩形截面的獨立墻肢其基面高度需要控制在截面的五倍寬度以上。這種情況出現后，對墻肢軸壓比喻鋼筋配置都有著嚴格要求，不僅增強了設計的難度性，而且對后續施工工作開展也造成了很多困擾。設計人員在設計時可以應用合并洞口的方式消除獨立存在的墻肢，并且嚴格根據規范要求進行剪力墻結構的不住，使得小墻肢成為墻體的翼緣，這一舉措會使得結構受力狀態得到有效強化，降低了設計難度，設計人員在后續設計中只需要配置一定數量的鋼筋材料就可以了。而且剪力墻結構可以具備良好的延展性，細高的剪力墻結構容易被設計人員轉變成彎曲破壞的延性剪力墻結構，避免了結構在胞性剪切力影響下嚴重損壞。

4.2提升轉換層結構設計的重視程度。目前高層建筑的功能和結構形式越來越為豐富，不僅呈現出了多樣性的特性，而且結構體系也越來越為復雜。對于多功能的高層建筑功能項目，工程項目建設要求建筑上部與下部使用功能可以進行明確的劃分，建筑結構布置方式也需要進行適當的轉變，需要應用轉換層結構實現建筑下部、下部結構的有效銜接，更為良好的對內力進行傳遞。因此，對于高位轉換的底部大空間剪力墻結構這樣的復雜結構，應當慎重設計。由于商位轉換時剛度和質量較大的轉換層升高，調整轉換層本身及其上、下的剛度比使之接近是必要的.轉換層本身的剛度和質量不宜大，最終可通過水平力作用下精確的牽問分析檢合轉換層附近的層間位移角是否基本均勻。宜盡量選擇剛度和重量較小的轉換層結構形式，計算時應多取參與組合的振型數。通過計算仔細分析可能存在的薄弱部位，研究具體的內力分配特點。通過調整內力和構件配筋設計改善薄弱部位的性能。

5.結束語

總之，在進行剪力墻結構設計時，應根據具體工程的特點，對其剪力墻的受力狀態進行正確的計算分析，并結合其破壞形態進行設計以滿足結構的安全性。只有熟練地掌握規范，并具有良好的結構概念，才能設計出既安全又經濟實用的優秀作品。