高層建筑剪力墻結構設計要點探析

李名巖

摘 要：近年來建筑行業取得了較快的發展，高層建筑已成為城市的主要建筑形式。高層建筑數量的增加，有效地實現了土地的節約，而且建筑用途更具多樣性。在當前高層建筑結構中，剪力墻結構應用十分廣泛，其不僅能夠滿足建筑的最基本使用功能，而且能夠滿足人們對建筑的個性化、經濟性和耐久性的需求，有效地保證了建筑的質量，實現了工程成本的降低。因此在高層建筑剪力墻結構應用過程中，需要做好剪力墻結構的設計工作，全面提高剪力墻結構設計的水平。

關鍵詞：高層建筑；剪力墻結構；設計；原則；要點

中圖分類號：TU97 文獻標志碼：A

目前高層建筑層數不斷增加，隨著其垂直高度的加大，人們對高層建筑的質量越來越重視。這也使當前剪力墻結構在高層建筑中得以廣泛應用。剪力墻結構主要承受來自于風和地震引起的水平和豎向荷載，能夠有效地提高建筑物穩定性和牢固性，增強建筑物的抗震性能。因此在當前建筑結構設計中，利用剪力墻結構來代替原來的結構中的梁柱，可以進一步優化建筑結構，全面提高建筑的質量。

1 高層建筑剪力墻結構設計概述

在高層建筑剪力墻結構應用過程中，其對剪力墻結構的設計具有較強的專業性要求。高層建筑剪力墻結構需要與傳統的鋼筋混凝土材料進行有效結合，并按照相應的架體結構和工程施工技術要求來打造穩固的墻體結構，而且剪力墻結構無論是抗震系數還是美觀性都要與現代建筑的標準要求相符。在剪力墻主體結構設計時，需要實現對空間的合理運用，以此來滿足當前高層建筑用戶對大空間的需求，具體可以利用上層樓板、墻體和上下結構的壓力作用進行復式組合，以此來搭建承重結構，實現空間的合理和高效運用。

2 剪力墻結構設計原則

剪力墻結構設計具有較強的專業性，在具體設計過程中，要求設計人員對剪力墻結構設計過程要充分和全面的考慮，要保證剪力墻要與建筑整體極限位移要求相符，同時還要更好地體現出框架剪力墻結構體系中多種抗側移構建的優越性，以此來確保結構體系建設的經濟性、科學性和安全性。在具體設計時，還要嚴格控制剪力墻結構布置的數量，雖然剪力墻結構具有顯著的綜合性能，但在具體數量設計時還要與極限位移控制要求相符。即在實際設計過程中，設計人員需要遵循眾多規范和要求來合理設置剪力墻結構，全面提高高層建筑工程項目結構設計的質量。

3 剪力墻結構設計的要點分析

3.1 合理配置剪力墻暗柱鋼筋

在具體剪力墻結構設計時，一級、二級和三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。

3.2 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。

首先，慎重選擇短肢剪力墻。短肢剪力墻結構抗震性能較差，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要綜合多方面因素進行考慮，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。

其次，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。因此在具體設計過程中，要對洞口進行合理合并，避免使用獨立的墻肢，通過合理設置剪力墻來有效地降低施工的難度系數。

最后，設置剪力墻結構時要確保整體剛度。剪力墻剛度與抗震性能和施工時間具有直接的關系，因此在具體設計時，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。

3.3 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。

3.4 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。

3.5 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。

3.6 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，需要做好鋼筋結構市尺載作，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、二級和三級抗震結構設計，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。

結語

目前建筑業發展速度較快，無論是建筑工程項目數量還是規模都有了較大程度的增加，在這種情況下，剪力墻結構也在高層建筑結構中得以廣泛應用。這就需要合理地對剪力墻結構進行設計，使其能夠有效的提高建筑整體的性能，更好地發揮出剪力墻的重要作用。通過在具體設計過程中全面提高剪力墻結構的設計水平，使高層建筑在滿足人們基本需求的基礎上，建筑整體質量能夠全面得到提升。打造出精品的建筑工程，為百姓提供高質量的建筑。

參考文獻

[1]郭兆偉.高層框架剪力墻結構抗震設計的技術要點分析[J].建材技術與應用，2011（11）：24-25.

[2]張建勛，谷軍，張帆，等.框架剪力墻結構的概念設計要點分析[J].建筑設計管理，2011（3）：65-67.

[3]孫國華，顧強，齊永勝，等.鋼板剪力墻結構的剪切形變分析[J].沈陽建筑大學學報自然科學版，2013（2）：205-214.