高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與剪力墻設(shè)計(jì)探討

劉亮

摘 要：隨著改革開(kāi)放的不斷發(fā)展和我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，對(duì)于建筑行業(yè)的建設(shè)水平也有了新的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有了更高的要求，剪力墻是高層建筑結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，良好的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于提高整個(gè)高層建筑質(zhì)量有著重要意義。本文將圍繞高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)剪力墻的設(shè)計(jì)展開(kāi)分析探討。

關(guān)鍵詞：高層建筑;剪力墻結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)探討

前言：

關(guān)于剪力墻這個(gè)名詞的出現(xiàn)是在上世紀(jì)60年代，因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)能夠有效地減少移位、加大強(qiáng)度、承載各種內(nèi)力效應(yīng)、抗震效果也大大提升，因此，在高層建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，無(wú)論是對(duì)建筑人員還是建筑使用人員都提供了極大的便利，剪力墻結(jié)構(gòu)也因此得到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，在高層建筑中也不斷提高著自身的重要性和必要性。

1、高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與剪力墻設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

隨著改革開(kāi)放的不斷發(fā)展推進(jìn)，為保護(hù)好人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，推動(dòng)社會(huì)的和諧穩(wěn)定發(fā)展，高層建筑要保質(zhì)保量的穩(wěn)步推進(jìn)。關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)中水平力是設(shè)計(jì)的主要因素，就目前來(lái)看絕大多數(shù)剪力墻的設(shè)計(jì)建造是采用以重力為核心的豎向荷載結(jié)構(gòu)，雖然豎向荷載結(jié)構(gòu)仍然在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占據(jù)著一席之地，但是起著決定性作用的還是水平荷載，因?yàn)榻ㄖ旧淼闹亓亢蜆菍咏孛娴氖褂煤奢d在豎向結(jié)構(gòu)作用下會(huì)產(chǎn)生的軸力和彎距數(shù)據(jù)，對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)豎向荷載一般意義上都是一個(gè)定值，因此，要求剪力墻的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都要統(tǒng)計(jì)計(jì)算的十分精確，才能保障整個(gè)建筑的質(zhì)量。高層建筑隨著高度的增加、不同材料的應(yīng)用、創(chuàng)新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)使得側(cè)向位移迅速增大，這使得對(duì)于結(jié)構(gòu)中強(qiáng)度和抗側(cè)剛度有了極大的要求。對(duì)于高層剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要在其經(jīng)濟(jì)合理性、結(jié)構(gòu)合理性、使用合理性上綜合考慮以取得最優(yōu)效果。

1.2剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

隨著近些年建筑行業(yè)的逐步興起，高層建筑物因其矗立在城市壞境中較為明顯，受到了社會(huì)各界人士的廣泛關(guān)注。剪力墻因其獨(dú)有的特性在建筑行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法是平面有限單元法，此種方法取得數(shù)據(jù)較為精確，同時(shí)適用于各種類(lèi)型的剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，能夠使得剪力墻的抗震性和延展性得到最大化的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，在多次大地震中，對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)的破壞很小，可以說(shuō)明剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著很好的抗震性能。但是，剪力墻結(jié)構(gòu)也有著一些不足，比如說(shuō)在建筑建設(shè)過(guò)程中，剪力墻的建造間距一般較小，平面布置過(guò)程中不能夠很靈活的變通，使得建筑空間的設(shè)計(jì)受到一定的限制。因此，對(duì)于高層建筑過(guò)程中使用剪力墻結(jié)構(gòu)，可以采用框支柱等進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以擴(kuò)大建筑空間的實(shí)用性。

2、高層建筑剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

對(duì)于剪力墻的設(shè)計(jì)布置上不能太過(guò)于集中，使得整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)要保持合適的側(cè)向剛度，不能過(guò)大也不能過(guò)小，剛度過(guò)大會(huì)加大剪力墻本身的重量，減少剪力墻的抗震性，使得建筑在地震過(guò)程中更容易發(fā)生墻體倒塌。剛度過(guò)小會(huì)使得剪力墻無(wú)法發(fā)揮其在高層建筑中本身的價(jià)值作用。在剪力墻設(shè)計(jì)建造過(guò)程中，最好采用沿著主軸方向、多向和雙向建造，以維持剪力墻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使不同方向的剪力墻連接在一起，減少了拉通力。剪力墻在數(shù)量分布上要適當(dāng)、均勻，各個(gè)方向的側(cè)向剛度要近似，才能更好的發(fā)揮減震抗震作用。

對(duì)于加強(qiáng)剪力墻平面外的抗變形承載力和荷載剛度，可以在墻內(nèi)設(shè)置建造一些暗柱、扶壁柱等構(gòu)件，采用減少梁端彎矩的措施，來(lái)加強(qiáng)剪力墻的抗彎能力和截面承載能力，以提高高層建筑的質(zhì)量和性能。剪力墻上的門(mén)窗或者洞口的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)一定要精準(zhǔn)，不能偏差，上下一致，成行布置。才能保持好承重墻的承重能力，避免發(fā)生一系列影響建筑質(zhì)量的問(wèn)題。同時(shí)，在剪力墻布置建造過(guò)程中，要按照從下到上的順序連續(xù)的建造，以方便以后各個(gè)環(huán)節(jié)有序進(jìn)行。

3、高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置技巧

大多數(shù)剪力墻會(huì)沿著主軸方向進(jìn)行設(shè)計(jì)建造，但是對(duì)于特殊的L型、Z型、T型等，就要采用沿兩個(gè)軸線或多個(gè)軸線設(shè)計(jì)布局。一定程度上避免單向設(shè)計(jì)建造的情況，內(nèi)外剪力墻采取拉通對(duì)直的設(shè)計(jì)方法，為了提高剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量和提高剪力墻剛度，使兩者中心能夠重合，不會(huì)出現(xiàn)較大誤差。布置合適的剪力墻方案，提高空間利用率，增大建筑實(shí)用性。如若剪力墻之間距離過(guò)于稀疏，就會(huì)導(dǎo)致側(cè)向剛度過(guò)小，進(jìn)而減少剪力墻的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。再者，由于在剪力墻的建造過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)洞口，高層建筑則受剪力墻洞口大小和數(shù)量的影響，因此，要盡量避免出現(xiàn)三個(gè)以上的洞口過(guò)于集中的出現(xiàn)在交叉墻附近，其中，剪力墻所涵蓋的門(mén)窗洞口的設(shè)計(jì)建造要上下對(duì)齊，在剪力墻中不能承載樓面的主梁。

3.2注重轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

隨著高層建筑的逐步建立，關(guān)于高層建筑的創(chuàng)新形式和功能也多種多樣，其結(jié)構(gòu)布局也隨之多樣化，這就需要在設(shè)計(jì)建造中設(shè)置一些轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)多樣化結(jié)構(gòu)形式，對(duì)高層建筑的上下部分進(jìn)行連接，特別是有些底部具有較大空間的高位轉(zhuǎn)換部分，在結(jié)構(gòu)布置上要特別注意，可以選擇那些重量和高度都比較小的構(gòu)件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可利用水平力作用來(lái)檢查轉(zhuǎn)換層之間的位移角度是否合適。在設(shè)計(jì)布局之初，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)行大量的計(jì)算，通過(guò)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，以便于得知其中哪一部分是薄弱的，然后通過(guò)內(nèi)力分配的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)具體分析，解決相應(yīng)問(wèn)題，對(duì)薄弱部分進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整來(lái)完成轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

3.2加強(qiáng)剪力墻底部設(shè)計(jì)

對(duì)于整個(gè)剪力墻的建造布局來(lái)說(shuō)，其底部設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)剪力墻的承載能力起著決定性的影響。剪力墻是高層建筑中特別重要的承重結(jié)構(gòu)，為了滿足高層建筑承載的需求，就要加強(qiáng)剪力墻的底部設(shè)計(jì)，就目前來(lái)說(shuō)，在建筑過(guò)程中為剪力墻增設(shè)底部加強(qiáng)墻能夠行之有效的增大剪力墻的承重能力，由于增添了加強(qiáng)墻，剪力墻各部分環(huán)節(jié)涉及復(fù)雜，所以對(duì)接下來(lái)一系列的剪力墻施工建造產(chǎn)生了一定影響，因此需要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)優(yōu)化配置，以加強(qiáng)剪力墻底部設(shè)計(jì)。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，剪力墻的設(shè)計(jì)建造對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)有著很重大的作用，直接影響著整個(gè)建筑的質(zhì)量，根據(jù)具體情況優(yōu)化剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以在一定程度上提高高層建筑的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、抗震性、可持續(xù)性，保障剪力墻的設(shè)計(jì)質(zhì)量就是保障高層建筑的施工質(zhì)量，對(duì)人民群眾的財(cái)產(chǎn)安全也發(fā)揮著積極作用，推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加快了城市化建造的步伐。

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