剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述周景深范沙沙王晨旭

剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述周景深范沙沙王晨旭

周景深范沙沙王晨旭

湖南高速铁路职业技术学院，湖南衡阳421001

摘要：随着我国改革开放的不断深入，城市化发展的进程被不断推进，同时在城市化进程的推动过程中，对土地资源的需求越来越大，其中土地资源也面临着巨大的压力，因此，为了减轻土地需求的压力，并满足城市化建设的要求，高层建筑成为现代建筑的典型。然而人们对于高层建筑的要求较高，尤其是高层建筑质量和稳定性方面的要求十分严格，所以，为了满足人们的要求，保证建筑结构的稳定性，剪力墙在高层建筑结构设计中的应用越来越广泛，其发挥着重要的作用。本文围绕剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用进行探讨，为高层住宅建筑设计中剪力墙结构的合理利用奠定良好的基础。

关键词：剪力墙结构；高层住宅建设；结构设计；应用

一、剪力墙的类型

在剪力墙结构的实际应用中，会根据不同的环境选用不同的剪力墙结构，同时剪力墙的结构可以分为多种类型，其中包括整体剪力墙、小开口整体剪力墙、联肢剪力墙和壁式框架剪力墙等。不同的剪力墙结构发挥的作用也不相同。

（一）整体剪力墙

整体剪力墙对于洞口有着明确的要求，在没有洞口或者洞口占整体墙面比例较小时，才能够使用整体剪力墙，同时在使用时，要充分考虑洞口和墙边的距离，还要对墙体的实际情况进行充分的考虑，然后通过平面假定计算进行向应力情况的分析，这种情况下的墙面就是整体剪力墙。

（二）小开口整体剪力墙

如果整体墙面的开洞面积较大，且洞口大于整体墙面的百分之十五时，墙肢的局部就会出现弯矩变形，这种情况下的剪力墙称为小开口剪力墙。

（三）联肢剪力墙

联肢剪力墙是一种特殊的剪力墙，其是由多组连梁的相互连接形成的，其特点是具有较大的开洞面积，通常情况下开洞较大，剪力墙的性能就会受到直接的影响[1]。因为联肢刚度要大于普通连梁的刚度，并且墙肢具有单独的作用，且作用较为明显，同时与剪力墙的特点相互结合，对于高层建筑有着重要的作用。

（四）壁式框架剪力墙

壁式框架剪力墙，其有着较大的开洞面积，而且墙肢的长度相对较短，这种情况下，连梁和墙肢的刚度较为接近，同时该剪力墙的受力与框架的结构应保持同步。

二、高层住宅建筑设计中剪力墙的应用

（一）平面布置剪力墙墙肢

在高层住宅建筑设计中，进行剪力墙墙肢的布置设计时，需要对平面规则、传力原则进行明确，并根据其内容进行设计，并在设计的过程中，要将相关构件的刚度和相关刚度，在一定的位置上保持一致，并根据建筑的实际情况对楼层的位移进行减小[2]。同时，在进行设计布置时，不能盲目进行，需要将墙体的主轴方面进行明确，并沿着该方向布置剪力墙，从而实现双向剪力墙的布置，另外，还要对不同方向的剪力墙刚度进行全面的分析，在设计时要将两者的刚度关系保持在规定的范围之内。高层住宅建筑设计中，抗震设计占据了重要的位置，因此，在进行抗震设计时，要对其进行良好的把握，所以，在实际设计的过程中，需要充分了解设计的实际情况，并根据其内容减少单项剪力墙的设计，主要设计要以双向抗测力体系为主，只有这样，才能够保证剪力墙结构的性能得到全面的发挥。基于此剪力墙的布置，需要进行不同剪力墙之间的对照，只有将其对齐，才能够设计出剪力墙的水平体系，从而将墙肢的作用发挥出来，该布置，不仅能够发挥出墙肢的主要作用，还能够保证结构传力和设计的合理性和经济适用性。

（二）竖向布置剪力墙墙肢

在高层住宅建筑设计的过程中，进行竖向剪力墙布置时，必须保证上下两墙处于对齐状态，如果上下剪力墙的布置出现了偏差，那么结构刚度和强度以及承载能力会受到影响，导致其不符合设计标准，因此，在进行上下墙肢布置时，需要对剪力墙进行开洞，而且开洞前要对洞口的位置进行明确，这需要根据具体设计方案进行实施。从而保证上下洞口处于对齐状态，同时在开洞的过程中还要确保剪力墙具有一定的规则性，只有这样才能够保证墙体具有明确的传力，而且结构设计的成本也能够得到良好的控制。此外，如果在剪力墙布置的过程中，其较为复杂，在进行布置之前，需要对应力的实际情况进行分析，并采用一定的措施对布置进行加强处理，以此来确保结构设计的整体性能良好。

（三）剪力墙墙肢的长度和厚度是设计

在剪力墙的设计中，为了能够使其传力稳定性得到保障，相关设计人员要对剪力墙的厚度和长度进行科学合理的设计，这也是高层住宅建筑设计的主要内容之一。剪力墙的长度设计过程，不仅要考虑到设计的经济性，还要充分考虑剪力墙结构的承载能力，同时还要根据建筑的实际情况和功能需求，进行剪力墙长度的设计，而且在长度设计时，剪力墙的长度不能过长，避免造成剪力墙受到剪力破坏，此外，如果进行单片剪力墙长度设计时，其长度越大，刚度也会变大，对于水平吸收的作用也会随之增加，通常情况下在剪力墙墙肢长度的设计过程中，其长度应该不能够超过8m，同时还要能够低于3m，只有这样，出现水平应力传输时，剪力墙的延展性和弯曲性能才会提高，从而减少了墙体出现裂缝的现象。如果剪力墙的长度过短，剪力墙墙肢就会出现短肢现象，这会对墙体的刚度造成一定的影响，甚至会出现楼层反弯点的现象，从而造成剪力墙的传力、受力性能降低[3]。在进行剪力墙墙肢厚度的设计时，首先要对剪力墙进行充分的了解，明确其种类和形式，通常情况下，不同方向的剪力墙墙肢，其尺寸存在较大的差别，而剪力墙的厚度则会对墙肢有着直接的影响，主要影响的是墙肢的稳定性和负荷能力。因此在厚度设计时，要满足构造对于厚度的基本要求，所以，在设计时应该将剪力墙进行合理的控制，尤其是轴压比例和稳定性能。当前混凝土强度、剪力墙墙肢长度和墙体荷载对于轴压比有着直接的影响，另外，建筑高度、混凝土强度还对剪力墙的稳定性有着直接的影响，基于此，为了能够保证剪力墙的稳定性，在高层建筑设计时，通常将剪力墙设计成T形或者L形，同时还要根据建筑工程的实际情况，对剪力墙的厚度进行合理的设计，必要时可增加剪力墙厚度。

结语：综上所述，在高层住宅建筑设计中，剪力墙设计有着重要的作用，其不仅能够增加建筑结构的稳定性，还能够提高高层建筑的安全性。因此，在剪力墙的实际应用设计中，应该根据建筑的实际情况合理的设计剪力墙，使其能够在高层住宅建筑中发挥出应有的稳定性和抗震性效果。

参考文献：

[1]杨军.剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的具体应用剖析[J].居业,2018(02):104-105.

[2]孙文丽.基于最优抗侧刚度的高层剪力墙结构经济性指标分析[D].青岛理工大学,2014.

[3]李晓蕾.高层建筑短肢剪力墙结构的力学模型与试验研究[D].西安建筑科技大学,2011.