高层建筑剪力墙结构设计分析周晓燕

高层建筑剪力墙结构设计分析周晓燕

周晓燕

甘肃建筑职业技术学院甘肃兰州730050

摘要：目前高层建筑层数不断增加，随着其垂直高度的加大，人们对高层建筑的质量越来越重视。这也使当前剪力墙结构在高层建筑中得以广泛应用。剪力墙结构主要承受来自于风和地震引起的水平和竖向荷载，能够有效地提高建筑物稳定性和牢固性，增强建筑物的抗震性能。因此在当前建筑结构设计中，利用剪力墙结构来代替原来的结构中的梁柱，可以进一步优化建筑结构，全面提高建筑的质量。本文介绍了高层建筑剪力墙结构的特点，分析了高层建筑剪力墙结构设计的要点。

关键词：剪力墙结构；设计；高层

在高层建筑当中剪力墙结构被广泛应用，其原因便是剪力墙结构的刚度大、整体性强，为解决高层建筑防震等问题提供了巨大的帮助。剪力墙结构一般会出现在分间较多的建筑中，如旅馆等，剪力墙结构能够使房间的分隔墙与承重墙合二为一，既节省了空间，又能够达到房间建筑强度的要求。而且在高层建筑中使用剪力墙结构，能够隐藏室内的房梁等结构，使室内的墙体更加具有整体性，更加的简洁美观，有利于室内布置。但是剪力墙结构也存在着一定的弊端，需要通过剪力墙结构设计优化的方式来减轻高层建筑的剪力墙结构存在的弊端。

1.高层建筑剪力墙概念

高层建筑剪力墙结构设计是在高层建筑中广泛使用的一种墙体结构，这种墙体结构的原料主要是钢筋混凝土，通过横向承重板和纵向承重板纵横交错来达到增强楼层的承重能力的目的。这种墙体的建造，能够使高层建筑的稳定性、刚度以及抗震能力大大加强，能够满足现今我国高层建筑的需要。另外，在高层建筑中，剪力墙的设计隐藏了大量的承重柱，能够使房屋内部建造更加简洁、美观，能够普遍符合我国居民对建筑内部的美观性的需求，而且能够为室内设计提供更大的空间，符合现代城镇居民的生活需求。

2.高层建筑剪力墙结构的特点

高层建筑剪力墙结构是使用钢筋混凝土铸造，具有良好的稳定性与刚性强度，能够有效的抵抗外界的压力，为高层建筑的建造打下了一定的基础。剪力墙结构的设计使用能够减低施工工程单位的建材成本，剪力墙结构使用钢筋混凝土为原料，价格相对低廉，而且能够满足建筑强度的需要，在一定程度上增加了施工单位的经济效益。由于剪力墙结构代替了传统的建筑承重系统，因此，在建筑物室内中不会出现过多的承重，大大的节省了建筑室内的空间，使室内设计更加美观，降低了楼房建筑的空间局限性。同时，剪力墙结构也存在着一定的弊端，在高层建筑使用过多的剪力墙结构时，会使建筑在遭遇强度大的地震时出现巨大的反震力，使建筑楼体的安全性降低。而且剪力墙结构所需的钢筋混凝土材料大多要求较低，因此，在进行建筑施工时极易出现建筑质量问题，对建筑以及居民的人身财产安全造成了极大的不利影响。

3.高层建筑剪力墙结构设计的要点

3.1合理配置剪力墙暗柱钢筋。在具体剪力墙结构设计时，一级、二级和三级剪力墙都需要设置暗柱和端柱。而且通过合理设计暗柱钢筋，不仅可以有效地消耗大量的地震波能量，并能够增强剪力墙边缘的抗拉能力，从而全面提升建筑的稳定性。

3.2合理布置剪力墙结构。在具体设计剪力墙结构过程中，需要通过合理利用钢筋混凝土来增强剪力墙的承载力，特别是增强剪力墙水平方面的荷载力。因此要合理布置剪力墙结构，确保在满足建筑本身要求的同时，还要考虑到建筑自身的曲线问题，从而对剪力墙进行合理规则布置。首先，慎重选择短肢剪力墙。短肢剪力墙结构抗震性能较差，在具体应用过程中无法对建筑物稳定性起到保障作用，因此在选择短肢剪力墙结构时要综合多方面因素进行考虑，不仅要做到灵活布置，而且还要尽可能地减少建筑结构的重量。其次，布置剪力墙结构避免出现独立的小墙肢。当剪力墙设计时存在独立小墙肢的情况，会增加建筑施工的难度。因此在具体设计过程中，要对洞口进行合理合并，避免使用独立的墙肢，通过合理设置剪力墙来有效地降低施工的难度系数。最后，设置剪力墙结构时要确保整体刚度。剪力墙刚度与抗震性能和施工时间具有直接的关系，因此在具体设计时，通过合理对剪力墙结构进行布置，以此来确保剪力墙整体刚度，不仅有效地保证了具体的施工时间，而且对增强建筑整体抗震性能也十分有利。在具体控制剪力墙刚度时，要遵循位移限制标准的要求，增强建筑墙肢与连梁超筋之间的抗剪能力，并进一步降低截面设计难度系数。

3.3合理的控制剪力墙结构参数。高层建筑结构承重不同于普遍建筑，在剪力墙结构设计时，需要合理控制各项参数，以此来将高层建筑各项荷载控制在有效范围内。同时还要合理设计结构参数，特别是要保证位移比例、侧向刚度比例和周期比例设计的合理性，并将其数据有效的控制在规定的范围内，以此来保证高层建筑不会发生扭转和偏心力的情况。在具体设计结构参数过程中，还要对剪力墙自身的不规划性进行限值，将具体的数据控制在规定的范围内。

3.4剪力墙的连梁设计。在高层建筑剪力墙结构中，连梁作为高层建筑与剪力墙结构连接的重要结构，连梁两侧与剪力墙之间相连接。由于剪力墙结构自身具有的强度和刚度会对连续产生一定的内力，因此在具体设计过程中，需要对内力进行计算，通常会采用刚度折减方式来进行计算，并对折减值进行有效控制。当高层建筑在风力和地震作用力下，必然会使连梁有较大的内力产生，因此会对连梁结构性能带来较大的影响。在具体设计过程中，为了能够有效地降低连梁内力，通常会通过增加剪力墙洞口宽度、在连梁中部开水平缝方法来对各种应力进行削弱，减少其对连梁所带来的破坏，确保高层结构能够具有较好的稳定性。

3.5优化转换层的结构设计工作。当前高层建筑项目开始向结构功能多样性的方向发展，而且在功能形式上高层建筑也更具复杂性和多样性。在当前一些高层建筑设计时，通常会在不同部位设计出不同的使用功能，因此需要在具体设计时要采取具有针对性的应对措施，通过设置具体的置换构件来实现建筑结构之间的有效衔接，即对转换层进行优化设计。在具体转换层结构形式设计上，需要将转换层的质量和刚度控制在一定范围内，并通过精确的计算来找出转换层的薄弱部位，针对具体内力分配的特征来对内力设计进行优化，以此来全面提升转换层的整体性能，使其发挥出应的的作用。

3.6对墙身设计环节的优化。在剪力墙结构设计中，需要对墙身设计进行优化，以此来增强建筑结构的整体抗震性能，这是具体设计工作中非常重要的部分。在优化墙身设计过程中，需要做好钢筋结构市尺载作，确保结构中横向钢筋和竖向钢筋能够对应搭配，并有效地将斜截面与正截面的抗剪承载力与抗弯承载力有效结合，以此来完成标准验算工作。另外，在结构墙身具体设计过程中，还要对钢筋之间的距离进行合理布置，全面提高墙身设计的质量。

结束语：

目前建筑业发展速度较快，无论是建筑工程项目数量还是规模都有了较大程度的增加，在这种情况下，剪力墙结构也在高层建筑结构中得以广泛应用。这就需要合理地对剪力墙结构进行设计，使其能够有效的提高建筑整体的性能，更好地发挥出剪力墙的重要作用。由此可以见得剪力墙结构不是适用于所有的高层建筑，而是要根据建筑的实际情况正确选用剪力墙结构，以使得剪力墙结构设计效果达到最优。

参考文献：

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