淺談某板式住宅高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

于連政

摘 要：隨著城市發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，我國城市呈現(xiàn)出現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢，高層建筑的數(shù)量越來越多，在對高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，一定要重視起自身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以便滿足相關(guān)設(shè)計(jì)的規(guī)定。我國對于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從現(xiàn)有的狀況出發(fā)主要有兩種，一種是采用數(shù)學(xué)規(guī)劃的方法，還有一種是力學(xué)準(zhǔn)則法，但是兩種方法都不能起到良好的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的作用。在這種情況下，需要進(jìn)一步完善結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)，除了要培養(yǎng)更多相關(guān)方面的人才外，還需要從具體的實(shí)踐情況出發(fā)，加強(qiáng)投入力度，不斷完善理論，本文重點(diǎn)從對建筑剪力墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)化入手，提出了有效的解決辦法，希望能夠?qū)窈蟮陌l(fā)展建設(shè)提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；設(shè)計(jì)問題；解決方案

我國在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展的過程中，其發(fā)展形式有了更好的改善，高層建筑是城市現(xiàn)代化的主要標(biāo)志之一，但是在對高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，自身的結(jié)構(gòu)如果不能滿足實(shí)際的需要，那么就會對建筑的使用受到一定的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高層建筑進(jìn)行建設(shè)的首要前提，而相應(yīng)的技術(shù)則進(jìn)一步確定了結(jié)構(gòu)。因此本文重點(diǎn)提及了高層建筑的剪力墻設(shè)計(jì)，在當(dāng)前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還存在一定的不足之處，還擁有更好的發(fā)展空間。這需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員積極的發(fā)揮其主觀能動性，這樣才有助于高層建筑的進(jìn)一步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。將其進(jìn)一步的推廣開來，才有助于人們生活水平更好的提高。

1、剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)

在當(dāng)前高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，我國相關(guān)的理論知識還比較薄弱，這樣對實(shí)際的施工建設(shè)是十分不利的，因此需要不斷優(yōu)化以及進(jìn)一步的建設(shè)，這樣才能更好的完善我國當(dāng)前高層建筑的質(zhì)量，建筑剪力墻需要具備一定的承載能力以及剛度要求，這樣才能實(shí)現(xiàn)對地震的有效預(yù)防，本文重點(diǎn)提出了剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的內(nèi)容，剪力墻又可以稱為是結(jié)構(gòu)墻，具有較大的截面，在一個(gè)建筑中，相同的剪力墻是按照相互澆筑的原理完成的。因此具備良好的整體性，在抗側(cè)能力方面也是比較有影響力的，剪力墻結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的墻體結(jié)構(gòu)主要是對橫向水平力進(jìn)行承擔(dān)的，但是有些剪力墻為了能夠滿足下部空間的框架支撐作用，也可以直接豎立在基礎(chǔ)之上，框架剪力墻也就是因此而得來的。對框架剪力墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要承載橫向以及豎向的荷載能力，采用合適的分析方法進(jìn)行詳細(xì)的分析，構(gòu)建起一個(gè)科學(xué)的剪力墻結(jié)構(gòu)體系，通過對剪力墻的分析可知，剪力墻平面具有較小的剛度，豎向剛度卻很大，所以平面外的剛度是可以忽略的。因此在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該分別對橫縱兩個(gè)方向的剪力墻進(jìn)行考慮?？臻g結(jié)構(gòu)可以按照平面結(jié)構(gòu)的方式加以進(jìn)一步的處理，這樣在水平荷載作用的基礎(chǔ)上，能夠?qū)?nèi)力以及位移加以簡化。剪力墻結(jié)構(gòu)從橫縱兩個(gè)方向上是分別聯(lián)系在一起的，所以剪力墻具有一定的截面特性，可以實(shí)現(xiàn)橫縱墻共同進(jìn)行工作，縱墻中的一部分可以當(dāng)做橫墻上的有效翼緣使用，相反，橫墻上的一部分也能當(dāng)做縱墻上的翼緣。在對剪力墻進(jìn)行分類的過程中，可以分為雙肢墻、壁式框架以及多肢墻等。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

2.1主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度

高層建筑在承受建筑內(nèi)部重量的同時(shí)，還要讓建筑有整體性，最主要的是讓建筑保持穩(wěn)定。然而高層建筑的穩(wěn)定性卻受到某些自然條件的沖擊，當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)、暴雨等天氣的時(shí)候，建筑的結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重的沖擊，可是高層建筑還是讓主體有剛度，以免建筑出現(xiàn)移動。通過穩(wěn)定主體的剛度，可以讓建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及使用建筑的人很安全。高層建筑的材料的用量與建筑結(jié)構(gòu)承受的重量是有一定聯(lián)系的。如果建筑承載量大，那么建筑結(jié)構(gòu)的材料更多。而結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力材料數(shù)量也是同樣，并且是呈二次方的比例增加。建筑結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)是否合理取決于主體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。因此在在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，應(yīng)該計(jì)算抗側(cè)剛度，通過計(jì)算結(jié)果，合理的設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)。

2.2地震作用

計(jì)算建筑的抗震作用，通常計(jì)算的方法有兩種，一種是振型分解反應(yīng)譜；而另一種是底部剪力。但是第一種方法用的比較多，在計(jì)算的時(shí)候，可以用擬靜力的方式，通過這種計(jì)算方式可以保證計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，而且還能計(jì)算出建筑的抗震水平。底部剪力也是在設(shè)計(jì)建筑抗震使用的一種方法，而且將擬靜力的方法簡化。如果建筑的質(zhì)量以及剛度同時(shí)能沿著豎向分布，并且分布的較為均勻的時(shí)候，可以看出這種計(jì)算方式還有可靠性的。盡管這種計(jì)算方式更方便，但是會使誤差增大，甚至是使建筑的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)偏差。但是如果使用了這種計(jì)算方式，那么在分析結(jié)構(gòu)剛度的時(shí)候，不會在經(jīng)過很多的步驟之后才計(jì)算出結(jié)果。

2.3建筑結(jié)構(gòu)輕型化

我國高層建筑中基本上都應(yīng)用到了剪力墻結(jié)構(gòu)，在對剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，通常都是采用混凝土為主要原材料的，但是材料從等級上來看，整體水平都比較低，同時(shí)混凝土自身的重量較大，所以在對材料進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^程中，還有在施工過程中所產(chǎn)生的一些不利因素，都會對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響。所以在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，需要進(jìn)一步控制建筑的自重。當(dāng)建筑的結(jié)構(gòu)輕型化之后，使用的材料就減少，而且建筑的截面也會縮短，通過這種方法可以讓建筑有較高的抗震性，當(dāng)建筑的抗震性改變之后，建筑在地震中受到的影響也小。建筑的樓蓋形式也要保證是正規(guī)的，首先要有一個(gè)測量建筑樓蓋的尺寸，以及截面面積，其次是測量建筑的重量，控制好建筑發(fā)生位移的地點(diǎn)以及程度。在選擇建筑的材料的時(shí)候，要選擇那些質(zhì)量輕，但是具有很高強(qiáng)度的材料，控制建筑墻體的重量，使其重量較輕，同時(shí)減少建筑的重量。使用的傳統(tǒng)材料要么具有輕度，要么具有高強(qiáng)度，兩者不能并存，可以在技術(shù)發(fā)展之后，出現(xiàn)了很多的材料，而且材料的運(yùn)用也得到改善，使其不僅重量較輕，還能有很高的強(qiáng)度?？墒沁@種材料在國外使用的較多，而我國的高層建筑基本還是使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，新型的材料只能在輕骨料高層建筑中使用。

3、結(jié)束語

在對高層建筑剪力墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及優(yōu)化的過程中，現(xiàn)階段已經(jīng)有了突出的進(jìn)展，但是在這方面還是存在一定的不足，所以在現(xiàn)階段的發(fā)展過程中，不僅需要完善技術(shù)，還應(yīng)該促進(jìn)相關(guān)設(shè)計(jì)人員的個(gè)人能力進(jìn)一步提升。在前期設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該充分考慮到實(shí)用性以及安全性，并且建筑剪力墻在設(shè)計(jì)的過程中不應(yīng)該單純的局限在現(xiàn)有階段，應(yīng)該在理論以及實(shí)踐兩個(gè)方面得到同時(shí)發(fā)展，這樣才能促進(jìn)我國高層建筑整體水平的提升，以實(shí)現(xiàn)更加良好的設(shè)計(jì)。

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