高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個問題的探討

王金維

摘? 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高層建筑越來越多，已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑行業(yè)的主要發(fā)展趨勢。作為一種高難度的建筑類型，需要對建筑設(shè)計(jì)過程進(jìn)行嚴(yán)格把控，才能保證高層建筑建設(shè)質(zhì)量。框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為保證高層建筑質(zhì)量的重要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要我們的高度重視。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，我們發(fā)現(xiàn)框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還存在著不少的問題和不足，嚴(yán)重制約了高層建筑的發(fā)展進(jìn)步，需要我們進(jìn)行研究解決。

關(guān)鍵詞：高層建筑;框架剪力墻結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);問題

設(shè)計(jì)工作作為保證高層建筑質(zhì)量的重要工作，需要將設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行關(guān)注。在進(jìn)行框架剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時，需要對每一個結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行羅列，按照設(shè)計(jì)的難度和重點(diǎn)進(jìn)行排列，根據(jù)排列的順序進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的關(guān)注。雖然說我國的框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作已經(jīng)有不短的應(yīng)用時間，但是還是存在一些問題阻礙了發(fā)展，需要我們根據(jù)具體產(chǎn)生原因進(jìn)行解決。

1 高層建筑框架剪力墻設(shè)計(jì)應(yīng)用

高層建筑一般情況下的建筑高度都在24m以上，對建筑結(jié)構(gòu)有著較高的要求，需要承載比較高的壓力。只有保證建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理性，才能保證建筑的穩(wěn)定性。剪力墻結(jié)構(gòu)作為高層建筑的常見使用結(jié)構(gòu)，就是因?yàn)榧袅哂休^高的穩(wěn)定性，符合高層建筑的設(shè)計(jì)要求。而且剪力墻結(jié)構(gòu)不但具有較高的穩(wěn)定性能，而且在進(jìn)行施工工藝比較簡單。對于層數(shù)較高的高層建筑中很多都應(yīng)用了剪力墻的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

1.1 連梁設(shè)計(jì)

在進(jìn)行連梁的設(shè)計(jì)工作時，需要對以下幾點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，才能保證連梁設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量。

第一個就是施工材料的質(zhì)量。施工材料是保證建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵，只有保證施工材料具有合格的質(zhì)量，才能保證建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量符合施工標(biāo)準(zhǔn)。混凝土作為連梁施工中的常用材料之一，需要踐行嚴(yán)格檢驗(yàn)工作才能投入施工建設(shè)。框剪能力是保證框架剪力墻設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要指標(biāo)，在進(jìn)行連梁的設(shè)計(jì)工作時，需要保證框剪能力符合設(shè)計(jì)的要求，才能進(jìn)行后續(xù)的施工作用，為整個結(jié)構(gòu)施工建設(shè)打下良好的基礎(chǔ)。框剪能力的重要影響因素就是材料的質(zhì)量，主要表現(xiàn)在混凝土的質(zhì)量，所以需要選擇合適的混凝土等級，才能保證連梁設(shè)計(jì)能夠達(dá)到所需的框剪能力。如果出現(xiàn)混凝土材料或者等級選擇不合適的現(xiàn)象，就會導(dǎo)致后續(xù)的使用過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致安全事故，造成人員的傷亡，對施工人員的生命安全帶來威脅，所以在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，一定要選擇合適的混凝土材料。為了保證建筑設(shè)計(jì)可以通過施工作業(yè)進(jìn)行展現(xiàn)，需要制定合理的維護(hù)工作。

第二個則是連梁設(shè)計(jì)的高度控制。在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時，首先需要對連梁的強(qiáng)度進(jìn)行了解，以強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)的一個基準(zhǔn)進(jìn)行高度和洞口寬度的設(shè)計(jì)工作。高層建筑對抗震性能的要求更高，而且高層建筑的抗震設(shè)計(jì)本身就具有一定的難度，所以抗震設(shè)計(jì)成為高層建筑的一個設(shè)計(jì)難點(diǎn)。連梁高度和洞口寬度對建筑的抗震能力有著不小的影響，需要對這兩個設(shè)計(jì)進(jìn)行仔細(xì)考慮。兩者具有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，一方出現(xiàn)降低的變化時，會導(dǎo)致一方面的增加，我們在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候需要考慮兩者的關(guān)系特性，才能保證設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。

第三個就是建筑的裂縫問題。建筑裂縫是影響高層建筑質(zhì)量的重要問題之一，主要出現(xiàn)原因是連梁的剛度設(shè)計(jì)不厚合理。為了保證建筑不會出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，需要對建筑連梁剛度進(jìn)行折減，通過折減可以實(shí)現(xiàn)剛度的有效分散。為了保證折減過程的科學(xué)有效進(jìn)行，需要在設(shè)計(jì)階段就對這個問題進(jìn)行重視，根據(jù)連梁的剛度計(jì)算和其他影響參數(shù)的具體研究。在設(shè)計(jì)的過程中保持大部分構(gòu)件都具有合理的彈性，才能保證設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。在設(shè)計(jì)過程中，還要進(jìn)行結(jié)構(gòu)的配筋設(shè)計(jì)，才能保證剪力墻的結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮出真正的作用。通過對連梁剛度的有效控制，可以增強(qiáng)整個建筑的防震性能。連梁內(nèi)部的作用力需要具有一定的傳導(dǎo)性，減少連梁的開裂現(xiàn)象。

第四個就是關(guān)于剪力墻的厚度設(shè)計(jì)問題。剪力墻的厚度設(shè)計(jì)也是連梁設(shè)計(jì)中的一個重要部分，需要根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)節(jié)工作。如果出現(xiàn)需要具備超厚的剪力墻，可以在保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。連梁的設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，涉及到很多方面的工作。只有保證設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，才能為后續(xù)的施工打下良好的基礎(chǔ)。

1.2 墻肢設(shè)計(jì)

第一，墻肢的厚度與建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定緊密結(jié)合，而且其厚度還影響著建筑結(jié)構(gòu)的可靠性，正是因?yàn)閴χ闹匾裕虼诵枰茖W(xué)的控制墻肢。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，會出現(xiàn)一些問題而使墻肢的厚度出現(xiàn)偏差。盡管高層建筑的規(guī)模大，而且高度很高，但是高層建筑也是住宅建筑的一種，因此高層建筑的墻肢，設(shè)計(jì)中的厚度要與實(shí)際工程中的厚度相同。一般規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的厚度是在200mm內(nèi)。在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要綜合分析一切影響因素，使其在施工的時候，能夠控制，而且要知道存在的問題，這樣能夠讓設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更合理。通過使用的結(jié)構(gòu)方案是一字型。

第二，剪力墻的結(jié)構(gòu)布置，隨著建筑越來越高，建筑的綜合性能也日漸提升，因此，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時候，應(yīng)該采用雙向布置，科學(xué)合理的構(gòu)成建筑結(jié)構(gòu)的空間性能。同時，由于對建筑的抗震性能有了更高的要求，因此，在剪力墻設(shè)計(jì)時候，嚴(yán)禁在需要抗震設(shè)防區(qū)域使用單向剪力墻設(shè)計(jì)。在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)時，要保證平面均勻分布，剛度中心要和建筑的整體質(zhì)心相重合或者是盡量靠近，如此可以很大程度上減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算和設(shè)計(jì)的優(yōu)化的措施

2.1 樓層最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則

在滿足短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩不超過40%的前提下，盡可能減少剪力墻的布置，以大開間剪力墻布置方案為目標(biāo)，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度使樓層最小剪力系數(shù)接近規(guī)范限值，這樣能夠減輕結(jié)構(gòu)自重，有效減小地震作用的輸入同時降低工程造價(jià)。

2.2 樓層最大層間最大位移與層高之比的調(diào)整原則

規(guī)范規(guī)定在計(jì)算多地震作用的樓層最大層間位移時，以樓間彎曲變形為主，計(jì)入扭轉(zhuǎn)變形，可不扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲變形，因此，對于高層建筑應(yīng)盡可能扭轉(zhuǎn)變形最小，但又不能僅根據(jù)這些層間位移不夠，不加分析地增加豎向構(gòu)件的剛度。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，有些設(shè)計(jì)人員一看到某一方向?qū)娱g位移不能滿足規(guī)范要求，就不斷地增加該項(xiàng)的側(cè)向剛度，若與規(guī)范限制接近則可行，若剪重比已經(jīng)較大，使其剪重比減小，地震作用減小，同樣可以達(dá)到較好的效果。

3 結(jié)束語

隨著高層建筑的不斷增加，高層建筑的框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作越來越重要。框架剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平直接影響到高層建筑質(zhì)量，需要我們的高度重視。本文主要對墻肢和連梁問題進(jìn)行研究探討，提出需要注意的問題及解決辦法。在設(shè)計(jì)階段將框架剪力墻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)工作，可以為后續(xù)的施工打下良好的基礎(chǔ)，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)問題需要進(jìn)行返工的現(xiàn)象，為高層建筑建設(shè)降低了施工成本，增加了施工的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]王胥沅.高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個問題的探討[J].民營科技，2017（3）：163-163.

[2]李曉芳.高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個問題的探討[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2016，8（2）：222-222.

[3]陳鐵文.對高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一些問題的思索[J].建材與裝飾，2016（26）.