剪力墻結構在高層建筑結構設計中的應用分析

江海燕

摘? ? 要：近年來隨著我國經濟的不斷發展，房屋建設技術的不斷提高，高層、超高層建筑已是鱗次櫛比，在一定程度上緩解了有限土地資源和人口發展之間的矛盾。框支--剪力墻結構具有獨特的優點剪力墻結構具有獨特的優點，滿足了小空間和大空間的功能結合，在一定程度上受到建設者的喜愛。

關鍵詞：剪力墻結構;高層建筑;結構設計;應用分析

1? 引言

隨著生活水平的提高，人們對高層建筑的要求越來越高，因此，建筑設計要在適應社會經濟發展的同時，滿足人們對居住環境的需求。社會經濟的高速發展，給建筑行業的發展帶來了機遇，但是對于建筑的質量標準也有了更高的要求。在高層建筑中，將鋼筋混凝土剪力墻結構技術應用其中，能提高高層建筑的安全系數和穩定性。為了取得高質量和高效益的建筑物，應該采取科學的設計方法，在保證高層建筑物的質量的同時，減少投資成本。

2? 框架剪力墻結構的優勢

框剪結構布局的基礎條件是框架結構體系，在平面框架體系中布置一定數量的剪力墻。在平面中設計，來達到靈活應用空間的目的，空間使用的自由度較大。在結構性能上，框剪體系吸取了兩者的優勢，同時抗震性能較好。框剪結構能夠將兩種不同結構體系重新組合起來，它與單純使用剪力墻設計或者是整體性的框架設計有著明顯的區別。在這種新的受力結構內，兩者一起承擔豎向的荷載，水平方向抗側向位移能力較強，因此具有較大的剛度，并且抗剪能力也較強。在實際設計與運用過程中，能夠揚長避短，使得建筑的結構與功能能夠得到較好的協調。抗剪體系同時具備布局較為靈活，使用較為簡單的性能，同時也有抗剪能力較強，抗震能力強的優勢，因此在設計中得到廣泛應用。

3? 剪力墻結構在高層建筑結構設計中的應用分析

3.1? 墻肢連梁設計

在高層建筑的剪力墻設計過程中，設計人員需要關注墻肢連梁設計，確保連梁構件穩固，避免因遭到損壞而對建筑物的防震、抗震以及結構延性等方面產生不利影響。在上述要求下，結合具體的工程情況可知，設計人員應合理調整連梁的設計剛度，要避免人為加大連梁縱筋，確保連梁具備承受強剪弱彎值的能力。此外，在施工過程中，箍筋量可能會受到人為活動的影響而增加，設計人員應從降低箍筋出現遭到剪切破壞的力的角度，對連梁結構具體控制值進行精準設計。最后，在對連梁進行設計時，設計人員還要注重對連梁截面抗剪切性進行準確計算，當連梁比值大于2.5時，設計人員應采用設計比值乘增大系數范圍的方式，獲取精準的追蹤應用數值。

3.2? 結構主控參數

該建筑工程的結構形式中自振周期計算數據處于合理范圍內，x，y方向的自振周期相差不大，轉換層上、下結構的等效側剛度與轉換層和上部相鄰剛度比值達到相應技術規范的要求，并且轉換層上下結構部分的等效側剛度參數相差不大，可以有效地消除結構部件內部應力與變形的突變，就表示結構平面與豎向結構的設置符合實際需要，具備較高的抗震性能。同時，在地震、風荷載的影響之下，其位移與轉角相對比較小，基本上可以達到技術規范的要求。框支剪力墻結構從結構布局的角度出發，其屬于三維受力結構體系，豎向剛度參數變化相對較大，受力復雜性高，很多個部分都屬于薄弱的環節，按照技術規范的要求選擇符合實際需要的三維分析軟件來進行整體性能的分析，對于框支榀部分的分析需要應用有限元軟件來進行，可以明確其應力分布情況，然后檢查框支梁、柱、附近墻體結構的配筋達到使用的需要，平面有限元分析的范圍應為底層框架和框支層以上3～4層墻體等結構部分。

3.3? 框架剪力墻結構的抗震設計

①在框架剪力墻結構設計中，可以采用機構控制來達到總體屈服的效果，可以在較為特定的位置設定塑性鉸，發生的次序形變位置進行控制，使得結構在地震結構作用下也能夠形成較好的耗能機構，如果在水平方向構件首先進行屈服，然后才是豎向結構的屈服。②需要對結構的高度以及抗剪能力進行平衡，在框剪整體結構中，如果增加剪力墻數量，那么結構體積會增大，結構的高度也就會增加，就會造成結構自身自震周期減小，組織地震作用會加大，但是反之結構就會減少自身的高度，地震作用就會減小。在實際設計過程中，需要根據情況來綜合進行考慮，將高層建筑的抗震設防烈度高度以及內部裝修等考慮在內，確定較為適宜的位移最大移動性質，從而能夠合理確定框剪結構中剪力墻的數量以及整體的體積，保證高層建筑具有較高的經濟性以及安全性。③需要實現框架結構剛度和延展性的協調統一。框架剪力墻結構在高度以及粘性系數都存在一定的差異性，這就給框架結構上結構提高其抗震能力帶來了難題，在理論狀態下，框架剪力上結構各個構件之間可能會出現協調不一致的情形，或者會出現先后遭到破壞，以至于各個擊破，這種情況降低了框架剪力墻結構中構件的抗震可靠程度，因此在實際設計過程中需要連接各個構件，使其充分協調，達到高度以及延展性的統一，從而能夠有效提升框架剪力墻墻結構的抗震性能。

3.4? 施工工藝方案設計

鋼筋混凝土剪力墻結構會涉及較為復雜和專業的施工工藝，因而在設計階段，設計人員需要結合施工的具體要求進行施工方案的合理設計。尤其針對混凝土的澆筑這一施工工藝而言，在進行設計時，應從不同角度對該工藝的具體實施進行設計方向的控制。在實施混凝土澆筑工作時，澆筑人員首先要確保一次性澆筑完畢，因此設計人員需要對混凝土的澆筑流程、澆筑機具以及澆筑材料進行科學設計。混凝土的澆筑速度方面，設計人員則要根據澆筑質量的具體要求設置相關參數。而在整個施工設計方案中，還需要關注的設計要點有澆筑溫度、濕度控制與混凝土的后期養護。在設計方案中，針對上述要求，都要進行明示，具體包括混凝土入模溫度、混凝土降溫處理措施、混凝土內外溫差的具體控制措施以及混凝土的濕度養護措施等，由此可保證鋼筋混凝土剪力墻結構的主要部位保持穩固，并進一步體現設計的嚴謹性。

3.5? 避免出現軸向變形

根據筆者的實踐工作經驗可以判斷出，建筑物豎向的自重就會產生載荷，必須采取科學的措施及時處理，避免出現軸向發生變形，嚴重的甚至會影響梁彎矩的使用。除此之外，有可能對其他構件的側移起到制約的作用，影響高層建筑的質量，最終會使高層建筑出現安全隱患，人們的生命安全受到影響。

3.6? 結構平面布局

在具體的框架剪力墻結構設計過程，其結構體系是存在復雜性和不規則性的，同時一些建筑的布置結構也不對稱，所以在結構平面布局設計上，需要通過多次驗算后才能對剪力墻進行布置。另外，在具體的布局設計過程上，除開核心筒外，在進行相關的剪力墻布置上，一定按照設計規范的原則，將其在周邊位置布置，同時在布置的階段中，需要對均勻性，分散性和扭矩分析，同時保證結構豎向構件最大的水平位移和層間位移比值不大于1.4，這對提高抗扭能力有重要作用。

4? 結語

在當前的高層建筑結構設計活動中，人們較為關注對鋼筋混凝土剪力墻結構的設計，在設計時，設計人員在意識到其應用優勢的同時，也要關注通過合理的結構設計來降低其應用弊端出現的可能性。基于這一要求，設計人員應在遵循三個基本設計原則的基礎上對結構進行精細化設計，確保結構荷載合理、結構構件穩固以及結構施工方案的科學性，由此保證高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結構發揮出應有的效益。

參考文獻：

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