高層建筑結構中剪力墻結構設計要點分析

薛朋甲

摘要：剪力墻結構設計是一項系統且復雜的工作。隨著當前高層建筑項目的不斷增多，對剪力墻結構技術進行細致研究，探究其優化設計的關鍵要點，發揮出剪力墻結構的整體優勢，對于保障高層建筑項目功能結構的安全穩定具有重要意義。作為建筑行業的設計人員，要對剪力墻結構這種常見的結構類型有深入全面的認識，采取有效的措施手段對各項環節進行優化設計，提升建筑項目的設計水平。相信隨著相關研究及實踐工作的不斷深入，高層建筑剪力墻結構設計的發展將會邁向一個新高度。

關鍵詞：高層建筑；剪力墻；結構設計

1.剪力墻的分類及受力特點

不同的剪力墻，其分類標準也是不相同的，剪力墻可以根據開口的大小以及數量等多方面的因素進行劃分，例如壁式的剪力墻框架、整截面墻以及獨立懸臂墻等，共有五種主要的分類。剪力墻的整體系數與梁、肢等具有密切的聯系，其數值越小，后者越弱，所以在進行設計的過程中，需要對剪力墻的相關系數進行嚴格的設計。通常情況下，剪力墻的整體性能食欲梁、肢相關的，需要保證連梁與墻肢之間具有較大的彎矩，針對這一情況，在對剪力墻進行分類的過程中，應該從截面的慣性矩等情況人手，保證剪力墻結構的穩定性。如果整體系數高于10，那么就是壁式框架，如果小于10，那么就是聯肢墻。不同類型的剪力墻在受力特點方面具有一定的差異性。一般情況下，如果整體開口墻與整體截面墻具有較為理想的性能，那么在受力性方面就會具有相似之處，觀察變形曲線可以看出它們都是彎曲型，雖然具有一定的相似之處，但是也是存在一定差別的，差別的主要表現在整截面墻上面沒有開洞，也沒有反彎點，所以彎矩并不會出現突變的情況，墻肢的約束力與整體開口墻與整截面墻具有十分密切的聯系，如果二者之間具有較強的約束力，那么就說明是脂墻梁較強的情況，下面筆者舉個例子為了更方便理解。

2.高層建筑項目結構受力分析

2.1水平荷載

對于高層建筑項目而言，它的豎向荷載幾乎不會有太大的變動，而對于受地震影響的水平荷載，其數值由于受到建筑結構的動力特性影響，會存在很大程度的波動變化。

2.2軸向變形

高層建筑在豎向荷載方面，其數值相對較大，這就極容易在柱中導致軸向變形的問題。所以在實際的結構設計中，設計人員需對軸向變形計算值進行細致分析，以此來合理確定下料長度。

2.3側移控制

對于高層建筑項目而言，由于建筑高度的提升，會使水平荷載下的結構側移變形問題加劇。這也是高層建筑在結構設計中必須引起重視的問題。建筑結構設計人員必須要把這一問題控制在允許的范圍內。

2.4結構延性

相比于一般建筑的結構，高層建筑結構更為柔和，因此它受劇烈震動影響而產生的變形問題也更為嚴重。想要使它在塑性變形階段有良好的強變形水平，就需要在建筑結構設計中通過有效手段，確保其結構廷性。

3.剪力墻結構的要點

3.1合理配置剪力墻暗柱鋼筋

針對于相關的規定，在進行一級、二級及三級剪力墻結構設計時，需要進行暗柱和端柱的設置，通過設計暗柱和端柱，這樣能夠在一定程度上消耗大量的地震波能量，同時還能夠增強剪力墻邊緣抗拉能力，這對提高建筑的穩定性具有非常重要的意義。

3.2合理布置剪力墻結構

剪力墻結構設計過程中，充分的利用鋼筋混凝土使剪力墻能夠承擔來自于各個方向，特點是水平方面的荷載力。因此在剪力墻結構設計時，需要對其進行合理布置，確保在滿足建筑本身要求的同時還要找到建筑自身的曲線，然后再對其進行規則布置。首先，在選擇短肢剪力墻結構時需要保持慎重的態度，這主要是由于短肢剪力墻結構不僅抗震性能較差，而且無法有效的保障建筑的穩定性，因此在選擇時要對多方面因素進行綜合考慮，在保證對建筑靈活布置的同時，還要有效的減少建筑結構的重量。其次，在剪力墻結構布置時不能出現獨立的小墻肢，因為一旦在建筑設計中出現了獨立的小墻肢，則會導致建筑施工難度系數增加。最后，由于剪力墻剛度直接關系到抗震性能及施工的時間，因此在合理布置剪力墻結構時需要保障整體剛度，這樣在保證施工時間的同時，還能夠增強其抗震性能，獲得較好的經濟效應。

3.3合理的控制剪力墻結構參數

由于高層建筑結構的承重比較特殊，所以在對剪力墻進行結構設計時，需要充分考慮到各項參數的有效控制，以確保能夠將高層建筑的各項荷載控制在有效范圍內。在結構參數設計時，要對位移比例、側向剛度比例以及周期比例等進行恰當而合理的設計，將其數值控制在合理的范圍內，從而確保高層建筑不會因為剪力墻結構設計不規范而發生扭轉及偏心力的現象。在結構參數設計過程中，還要對剪力墻自身的不規則性進行限值設計，一定要控制在標準范圍內。因此在實際高層建筑結構中剪力墻結構設計時，需要對剪力墻結構參數進行合理控制。

4.結語

隨著生活水平的不斷提高，人們對居住建筑的需求提出了更高的要求，大量高層建筑開始出現，這不僅實現了土地使用面積的節約，而且建筑用途更具多樣性。在高層建筑結構中，通過應用剪力墻，在滿足建筑最基本的使用功能的同時，還能夠更好的滿足人們對建筑的個性化、經濟性及耐久性等要求，在當前的剪力墻結構設計過程中，主要存在的問題是對于相關的配置過少，這樣就不能對結構安全以及技術起到保護性的作用，因此對于施工是極為不利的，針對這一情況的出現，就需要不斷的加以完善相關的設計，以此來實現建筑結構水平的進一步提升。