高層建筑結構設計特點與剪力墻設計

馮瓊芳 陳媛 余秀麗

引言

在不同的高層建筑中，剪力墻結構的特點和設計時的布置是不相同的，所以，我們在進行高層建筑物的設計施工時，要進行地質情況的實地的考察和研究，同時對高層建筑物結構特點仔細分析，以滿足高層建筑的安全性、穩定性和經濟性。

1 結構設計特點

分析高層民用建筑剪力墻結構設計的特點需要了解高層民用建筑結構及剪力墻的具體構造。一般情況下，高層民用建筑對結構設計時的垂直和水平方向上的承載力有相關要求，表現在剪力墻結構設計中即提高剪力墻結構穩定性。剪力墻結構設計要考慮墻體結構抵抗地震等自然震動的能力，盡量避免出現結構變形。由此可知，剪力墻結構設計呈現出高穩定性和高荷載力的特點，剪力墻結構為整體承重結構，可提高結構整體性與美觀度。

2 剪力墻結構設計分析

2.1 合理配置剪力墻暗柱鋼筋

在具體剪力墻結構設計時，一級、二級、三級、四級剪力墻都需要設置暗柱和端柱。而且通過合理設計暗柱鋼筋，不僅可以有效地消耗大量的地震波能量，并能夠增強剪力墻邊緣的抗拉能力，從而全面提升建筑的穩定性。

2.2 合理布置剪力墻結構

在具體設計剪力墻結構過程中，需要通過合理利用鋼筋混凝土來增強剪力墻的承載力，特別是增強剪力墻水平方面的荷載力。因此要合理布置剪力墻結構，確保在滿足建筑本身要求的同時，還要考慮到建筑自身的曲線問題，從而對剪力墻進行合理規則布置。

①仔細選擇短肢剪力墻。短肢剪力墻結構抗震性能差，在具體應用過程中無法對建筑物穩定性起到保障作用，因此，在選擇短肢剪力墻結構時，應綜合考慮各種因素，不僅要做到靈活布置，而且還要盡可能地減少建筑結構的重量。②布置剪力墻結構避免出現獨立的小墻肢。當剪力墻設計時存在獨立小墻肢的情況，會增加建筑施工的難度。因此，在具體的設計過程中，要合理合并開孔，避免使用單獨的墻肢，通過合理設置剪力墻有效降低施工難度。③必須確保剪力墻結構的整體剛度。剪力墻剛度與抗震性能和施工時間有直接的關系，所以在設計時，通過合理對剪力墻結構進行布置，以此來確保剪力墻整體剛度，不僅有效地保證了具體的施工時間，而且對增強建筑整體抗震性能也十分有利。在具體控制剪力墻剛度時，要遵循位移限制標準的要求，增強建筑墻肢與連梁超筋之間的抗剪能力，并進一步降低截面設計難度系數。

2.3 合理的控制剪力墻結構參數

高層建筑結構承重不同于普遍建筑，在剪力墻結構設計時，需要合理控制各項參數，以此來將高層建筑各項荷載控制在有效范圍內。同時還要合理設計結構參數，特別是要保證位移比例、側向剛度比例和周期比例設計的合理性，并將其數據有效的控制在規定的范圍內，以此來保證高層建筑不會發生扭轉和偏心力的情況。在具體設計結構參數過程中，還要對剪力墻自身的不規劃性進行限值，將具體的數據控制在規定的范圍內。

2.4 剪力墻的連梁設計

在高層建筑剪力墻結構中，連梁作為高層建筑與剪力墻結構連接的重要結構，連梁兩側與剪力墻之間相連接。由于剪力墻結構自身具有的強度和剛度會對連續產生一定的內力，因此在具體設計過程中，需要對內力進行計算，通常會采用剛度折減方式來進行計算，并對折減值進行有效控制。當高層建筑在風力和地震作用力下，必然會使連梁有較大的內力產生，因此會對連梁結構性能帶來較大的影響。在具體設計過程中，為了能夠有效地降低連梁內力，通常會通過增加剪力墻洞口寬度、在連梁中部開水平縫方法來對各種應力進行削弱，減少其對連梁所帶來的破壞，確保高層結構能夠具有較好的穩定性。

2.5 優化轉換層的結構設計工作

當前高層建筑項目開始向結構功能多樣性的方向發展，而且在功能形式上高層建筑也更具復雜性和多樣性。在當前一些高層建筑設計時，通常會在不同部位設計出不同的使用功能，因此需要在具體設計時要采取具有針對性的應對措施，通過設置具體的置換構件來實現建筑結構之間的有效銜接，即對轉換層進行優化設計。在具體轉換層結構形式設計上，需要將轉換層的質量和剛度控制在一定范圍內，并通過精確的計算來找出轉換層的薄弱部位，針對具體內力分配的特征來對內力設計進行優化，以此來全面提升轉換層的整體性能，使其發揮出應的的作用。

2.6 對墻身設計環節的優化

在剪力墻結構設計中，需要對墻身設計進行優化，以此來增強建筑結構的整體抗震性能，這是具體設計工作中非常重要的部分。在優化墻身設計過程中，需要做好鋼筋合理布置，確保結構中橫向鋼筋和豎向鋼筋能夠對應搭配，并有效地將斜截面與正截面的抗剪承載力與抗彎承載力有效結合，以此來完成標準驗算工作。并在具體設計中要嚴格依照規范標準要求，實現剪力墻鋼筋的有效配置。合理布置暗柱和端柱，進一步完善一級、二級、三級、四級抗震結構設計，確保建筑結構穩定性的全面提升。另外，在結構墻身具體設計過程中，還要對鋼筋之間的距離進行合理布置，全面提高墻身設計的質量。

3 結束語

為了提高高層建筑施工效果，在分析剪力墻應用時，有必要結合剪力墻結構的特點來滿足實際施工需要。抓好各種設計細節的控制，避免各種因素對設計效果的影響，努力不斷提高項目建設的綜合效益。