高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結構設計

謝瓚

【摘要】當前，現代化城市的建設發展，使得高層建筑工程的建設數量逐漸提升，而在高層建筑的施工建設過程中，鋼筋混凝土剪力墻結構的應用比較常見，這一結構的有效應用，能夠提高建筑工程結構的穩定性，同時還能夠使建筑內部空間得以擴大。因此，相關建筑企業要加強對鋼筋混凝土剪力墻結構的重視，在對其進行設計時，要結合實際情況，以及高層建筑的施工建設要求，對其進行科學設計，使其能夠與高層建筑的整體結構相輔相成。

【關鍵詞】高層建筑;鋼筋混凝土;剪力墻結構設計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

對于鋼筋混凝土剪力墻結構而言，其自身是高層建筑結構體系中的重要組成部分，而且具有較高的實用性與經濟性，在高層建筑工程的施工建設過程中的應用較為廣泛。不過，在具體的設計之中，還存在一定的問題，其中就包括材料、技術等方面的問題，導致整個高層建筑結構產生質量問題。面對這種情況，相關設計人員就要對鋼筋混凝土剪力墻結構進行全面的了解與掌握，同時也要明確高層建筑的具體建設要求及實際建設情況，以此對剪力墻結構設計進行不斷完善，保障其自身的質量，使其在高層建筑的整體結構中發揮出重要作用。

1、長墻肢的設計要點

設計人員在對墻肢延性進行設計時，需要對高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結構的特點予以充分考慮，尤其是高細比較大的剪力墻，不僅要具備良好的延性，還需要具備抗彎性這一性能，這樣則能夠降低脆性剪切破壞問題的出現幾率。不過，在大多數高層建筑的剪力墻結構設計中，相關設計人員為了能夠使設計出來的剪力墻結構達到相應的墻肢承載力標準要求，在墻肢截面的高度與寬度比超出2，設計人員就可以使用開洞這樣方式，對長墻肢進行分段處理，使其形成比較均勻的墻段。另外，若是高層建筑的墻體橫截面相對較小，則容易產生彎曲問題，進而引發裂縫現象，這樣則會降低高層建筑整體結構的穩定性，甚至會產生安全隱患，面對這種情況，設計人員可以增加適量的箍筋，增強結構的穩固性，提高剪力墻的安全性[1]。

2、墻肢連梁設計要點

對于連梁而言，其自身是建筑工程施工常見的一種耗能構件，主要作用就是連接墻體。在高層建筑結構中，若是剪力墻的設計與實際標準要求不相符，就會降低高層建筑自身的抗震性能，而且還會對其承載能力產生不良影響。因此，在對高層建筑的剪力墻結構進行設計時，相關設計人員需要對連梁的剛度予以合理設置，并且要確保梁體在出現彎曲現象之前，連梁不會產生破損問題。在設計剪力墻的過程中，設計人員還要對人為活動的影響予以充分考慮，若是不考慮實際情況，就盲目增加箍筋數量，就會有較大可能出現剪切破壞的情況。因此，設計人員在對連梁的截面抗剪切性能進行計算時，如果發現其截面比值在2.5以上，就需要增加一定的系數，借此提高鋼筋混凝土剪力墻的可靠性[2]。

3、合理優化剪力墻設計

其一，設計人員要對高層建筑的剪力墻結構予以深入分析，并且要先選擇規則結構，并結合實際情況，采用合理的技術手段，使剪力墻結構的垂直度達到相應的設計要求。在門窗位置，設計人員可以采用列布置方式，促使應力能夠呈現出均勻的分散狀態，促使剪力墻結構的穩定性能夠得以提升。另外，在洞口這一位置，相關設計人員還要對墻肢的剛度差予以合理控制，若是洞口需要重合設置，設計人員還需要在墻體內部安裝相應的框架結構;

其二，在鋼筋混凝土剪力墻這一結構的平面內部，具有較大的剛度以及承載能力，但是其平面外部的剛度及承載能力都相對較小，因此，相關設計人員在對剪力墻結構進行設計時，需要對平面外部的彎矩控制力度予以加強，借此提升剪力墻結構自身的安全性。若是剪力墻結構的布置缺乏合理性，也會導致高層建筑整體結構的穩定性有所降低，進而影響到整個高層建筑的建設質量，所以，在設計剪力墻時，設計人員要保證剪力墻的連續性，以免剪力墻的剛度產生比較大的變化。此外，設計人員還需要結合剪力墻的高度，對其厚度進行科學調整，并且還要對混凝土材料的強度予以適當提升，促使剪力墻的抗震性得以增強[3];

其三，在具體的設計過程中，相關設計人員要根據剪力墻結構的特點，對設計方案進行多角度、多方面的分析，對于高層建筑墻體的厚度要予以明確。若是剪力墻相對較長，設計人員則可以在具體施工要求的基礎上，對洞口位置進行合理設置，同時還要對結構長度進行科學的劃分，并在不同的剪力墻段之間，使用弱梁對其進行有效連接;

其四，設計人員還要采用雙向設置模式，對剪力墻進行科學設計，使其能夠形成穩定性較高的空間結構，相關設計人員還要明確剪力墻的受力方向，據此對建立向本身的側向剛度予以合理調整，使其自身的抗震性有所提升。由于剪力墻本身的承載力較大，所以設計人員要對其進行分散設置，對其空間進行不斷拓展，通過這種方式減輕墻體結構本身的重力，增強其側向剛度，防止失穩現象產生。

4、剪力墻設計的計算要點

其一，在設計剪力墻的過程中，設計人員需要對建筑的最大層間位移與墻體高度之間的比值進行準確科學的計算，并且要對剪力墻的彎曲變形、扭曲變形等予以充分考慮，并注意提升剪力墻結構自身的垂直方向剛度。而且在設計方案之中，設計人員需要確保剪力墻的側向剛度控制位移，與設計要求相符合。

其二，設計人員要對連梁過限進行精確計算以及合理調整。通過相關設計規范要求能夠明確，高層建筑剪力墻的長度要在8米及以下，若是剪力墻的長度在8米以上，設計人員就需要使用弱梁對剪力墻進行分割，若是連梁的高度比超出5，則要設置相應的框架梁。設計人員要保證連梁的設計值比實際值大，這樣則能夠降低裂縫問題的出現幾率，并且也能夠降低地震對高層建筑的不良影響;

其三，對剪力系數進行科學的調整。根據對剪力墻結構特點的分析，可以得出短肢剪力墻本身能夠承受的傾覆力矩，不能大于整個結構總體力矩的40%，而且還要結合實際情況，對剪力墻的數量予以適當的減少，使得高層建筑的測量剛度能夠達到相應的設計要求。另外，設計人員也可以通過采用減少剪力墻結合的自重這一方式，增強剪力墻結構自身的抗震性，這樣既能夠確保剪力墻設計方案的合理性與科學性，也能夠保障整個高層建筑的建設質量與安全[4]。

總結：

鋼筋混凝土剪力墻結構的有效設計，及其在高層建筑施工中的科學應用，能夠提高建筑結構的穩固性，為高層建筑的整體質量奠定了良好的保障基礎，因此，相關建筑企業要提高對剪力墻結構設計的重視程度，并且要請專業的設計人員，根據高層建筑的實際建設需求，對剪力墻結構予以合理設計，確保設計方案的科學性，確保工程施工質量。

參考文獻：

[1]徐金鑫.高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結構設計分析[J].科學與財富，2020，000（008）：233.

[2]鄒映富.高層建筑鋼筋混凝土框架-剪力墻結構設計的思考[J].工程技術與發展，2019，001（007）：P.51-51.

[3]張亨通.高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結構設計的思考[J].智能城市，2019，v.5（17）：65-66.

[4]閻曉斌.高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結構設計解析[J].中國住宅設施，2019，No.198（11）：58-59.