高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点探析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：阳文轩（1996），男，汉族，广西桂林人，本科，助理工程师，研究方向为建筑结构设计。-132-高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点探析 阳文轩 桂林建筑规划设计集团有限公司，广西 桂林 541000 摘要：摘要：在新时期背景下，我国社会主义经济高速发展，为我国建筑行业运行与发展提供了良好条件，建筑行业发展效果较为显著。高层建筑作为建筑形式中至关重要的组成部分，对高层建筑结构展开细致的分析与研究，会发现剪力墙结构在其中发挥着十分重要的积极作用，主要承受高层建筑的竖向力和水平力。由此可见，做好高层建筑结构设计中剪力墙结构设计工作是极为有必要的。对此，如何做好剪力墙结构设计工作成为工作人员需要解决的重点问题。基于此，本文首先简单阐述了剪力墙结构内容与特点，其次总结出剪力墙结构设计工作需要遵守的原则，最后提出剪力墙结构设计要点，以期为高层建筑结构设计工作整体规范化开展提供参考。关键词：关键词：高层建筑；建筑结构；结构设计；剪力墙结构 中图分类号：中图分类号：TU723.3 在我国社会进步与发展过程中，建筑行业在其中发挥着不容小觑的作用，现如今逐步成为促进我国国民经济健康稳定发展的支柱性产业之一，建筑行业发展好坏影响着社会整体发展。建筑企业要想提高自身发展水平与发展质量，就要做好结构设计与施工建设工作，这是因为上述工作关系到建筑施工的质量、施工安全性以及后续使用情况。而剪力墙结构在高层建筑结构中扮演着极为重要的角色，与结构稳固性和承载能力息息相关。因此，建筑企业在开展施工建设工作时，要提高对结构设计工作的重视程度，特别是剪力墙结构设计，明确剪力墙结构设计要点和设计原则，规范化的落实与开展设计工作，保障所开展的剪力墙结构设计工作满足现代化要求，从而为高层建筑取得良好品质与效果奠定良好基础。1 高层建筑结构设计中剪力墙结构的相关概述 1.1 内涵 对高层建筑结构中剪力墙结构进行全面的分析与研究，会发现剪力墙结构在高层建筑结构中占据着极其重要的角色，做好剪力墙结构设计工作对提高施工整体质量与延长建筑使用寿命有着不可替代的作用。从受力特点角度出发，剪力墙结构可以分为承重墙和剪力墙两大部分，其中承重墙承受竖向重力荷载，而剪力墙主要承受水平压力荷载，分别在高层建筑结构中担任着不同角色和发挥着不同作用1。在抗震设防区域中，水平荷载主要是由水平地震作用引起的，所以剪力墙又被称为抗风强或抗震强。对剪力墙结构进行分析得知，该结构主要有钢筋混凝土组成，高度和宽度需要与建筑物整体高度和宽度保持一致，这样能够有效降低外部冲击给建筑结构稳定性带来的负面影响。从理论角度出发，可以将剪力强结构分为平面剪力墙和筒体剪力墙，前者更加适用于钢筋混凝土结构中，能够在其中发挥着极其重要的作用。建筑企业要想提高建筑结构的安全性与可靠性，规避坍塌等其他问题，可以在建筑结构中的某个部位进行现浇或预制装配式钢筋混凝土剪力墙，可以有效实现上述目标2。而筒体剪力墙是用在高层建筑当中，由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成，可以承受较大的水平作用或荷载，可以保障高层建筑得到安全稳定使用。1.2 特点 高层建筑结构中剪力墙结构具有承载力大、延展性好以及抗震性强的特点，在高层建筑结构中发挥着不可替代的作用。尽管如此，剪力墙结构形式在进行设计与布置时，存在局限性，主要包括间距小、空间局促等，既有优势又有弊端，但是采取有效的措施开展剪力墙结构设计工作，可以扬长避短，展现出剪力墙结构的最大效能。正因为如此，剪力墙结构被广泛应用民用建筑、酒店以及公寓等建筑当中，并在其中发挥着极为重要的促进与推动作用。除上述内容之外，剪力墙结构还具有较大承受竖向力和水平力的能力，且横向刚度相对较大，规范合理地开展剪力墙设计工中国科技期刊数据库 工业 A-133-作，可以使建筑物建设的层数和高度更多、更高，对促进建筑行业可持续发展有着非凡作用。2 高层建筑结构设计中剪力墙结构设计需要遵守的原则 2.1 调整楼层间最大位移与层高的比例 据上述内容得知，剪力墙结构是高层建筑结构中不可缺少的组成部分，对提高建筑整体结构的安全性与稳定性有着关键性的作用。剪力墙结构事关重大，在正式开展设计工作过程中，需要遵守工作原则与相关规定，不可以随意设计，保障结构设计工作开展的科学性与规范性。在具体开展剪力墙结构设计工作时，设计人员需要计算最大楼层的位移，考虑建筑所在地地震发生情况，如果地震灾害发生的频次较高，则需要保留整体结构的温度变形程度。在高层建筑当中，楼层间简历变形和扭转变形时常出现在剪力墙结构设计当中，需要将其作为重点考虑内容，降低变形问题出现的可能性3。所以，设计人员要调整楼梯间最大位移与层高的比例，并将其作为结构设计工作开展的主要原则，保障结构设计工作满足工程要求和现代化标准。如今，高层建筑的竖向构建刚度不可以仅通过位移确定，需要适当的减少构建扭曲变形程度来规避不良问题的出现。2.2 调整楼层的最小剪力系数 在新形势下，我国政府相关部门和人民群众加大了对高层建筑结构设计的重视，并提出许多较为严格且多样的要求，以此来保障结构设计工作有序开展。剪力墙结构设计作为高层建筑结构设计工作中的重要组成部分，设计人员在正式开展设计工作期间，要根据新要求与标准进行，尽量减少构件布置，最科学有效的方法就是剪力结构的布置要大开间，促使侧向结构达到最佳状态4。与此同时，设计人员还要注重楼层间的剪力系数，根据相关要求与规定将系数控制在合理的范围内，坚持整体底部和短肢剪力墙二者承受地震倾覆率之间的比例不可超过 4:1 原则，这样不但可以减少地震灾害给建筑结构带来的负面影响，而且还能够有效减少建筑结构的重量，节约成本，实现经济效益与社会效益协调发展的目标。2.3 调整剪力墙结构连续超限 建筑行业要求高层建筑中剪力墙结构的连续跨高比要具备和理性与系统性，如果连续跨高比较小，将会提高弯矩或剪力过大等其他不良现象发生的可能性，无法保障高层建筑结构设计工作稳定开展。在通常情况下，高层建筑的跨高比大于 2.55。因此，设计人员在开展剪力墙结构设计工作室，要注重剪力墙结构的连续跨高比，将其控制在合理范围内，做好该项工作一方面可以降低剪力或弯矩过大现象发生的可能性，另一方面还能够降低高层建筑施工成本，利用最少的成本取得良好的施工效果。不仅如此，设计人员还要严格控制房屋中间距，保障建筑立面和平面的均匀性，精准降低建筑结构抗扭能力。3 高层建筑结构设计中剪力墙结构设计工作开展要点 3.1 注重分析剪力墙结构受力点 剪力墙结构设计具有较强的系统性与复杂性，在开展结构设计工作时，要明确设计要点，采取科学规范的手段进行设计，尽全力规避不良问题与风险的发生。剪力墙结构受力点作为结构设计要点中的核心内容，设计人员需要加强对受力点设计工作的认识与了解，以剪力墙结构形式特点为基础，注重剪力墙结构延性设计，借助相应措施来提升高层建筑结构的延展性和增强结构抗倒塌能力。与此同时，设计人员还要明确高层建筑结构承受荷载的基本情况与你具体能力，根据实际情况对横向和竖向荷载能力进行协调与优化，确保高层建筑剪力墙结构在较强水平荷载作用下沿能够将侧移距离控制在合理范围内，助力剪力墙结构设计工作如期开展，逐步完成结构设计工作开展的任务与目标。3.2 剪力墙结构布置要点 高层建筑结构设计中剪力墙结构设计工作所涉及到的内容较多，同时在高层建筑施工建设中发挥着重大作用，要想将剪力墙结构的内在作用与功能充分发挥出来，设计人员就要做好剪力墙布局工作，保障布局工作科学合理开展，具体根据建筑结构的实际特点、使用功能以及施工建设要求等内容，选择合适的剪力强结构进行布置6。设计人员在设计剪力墙结构时，尽量布置建筑物端部、转角、平面突出以及在和较大的位置，例如山墙、电梯间等部位，这样可以有效提高高层建筑剪力墙结构的稳定性，降低各种不确定因素给建筑结构带来的恶劣影响。在开展剪力墙结构布置中国科技期刊数据库 工业 A-134-工作时需要特别注意的是，要将双向均匀、合理间距作为主要内容，做好这两项工作当地震发生时可以精准降低扭转效应，促使平面刚心和重心重和。现如今，设计人员普遍采 I、L、T 型的组合墙形式，减少一字墙设计形式，从而保障剪力墙结构设计工作满足提高稳定性和延性的要求。3.3 剪力墙结构厚度设计要点 剪力墙结构厚度作为结构设计工作中的重要组成部分，在通常情况下，剪力墙结构的厚度要与高层建筑稳定设计保持统一性，根据如今所规定的要求与规范进行设计，提高厚度设计工作开展的合理性与实际性，减少后续问题的出现与发生。如果高层建筑剪力墙结构厚度大于 300 毫米，设计人员需要在端部中间位置设置钢筋，同时沿墙肢方向还要设置箍筋，这样能够提高剪力墙结构的稳定性、刚度以及强度。要想降低剪力墙结构设计工作开展的难度与强度，设计人员可以将结构层高的最小值作为剪力墙结构的厚度，在此之后还要明确剪力墙结构的支撑点，为结构设计工作的开展提供真实有效的帮助。3.4 高层建筑剪力墙结构设计方案 由于高层建筑结构设计中剪力墙结构设计工艺较为复杂，在实际开展结构设计工作过程中，会受到各种各样因素的影响，导致问题时常出现在设计工作当中，使其结构设计工作效果与效率不佳，与预期目标存在较大的差距。建筑企业要想取得良好的剪力墙结构设计效果，减少返工现象的出现，在前期设计环节，设计工作人员要全面掌握设计要点，并对高层建筑剪力墙结构设计要求与特点进行分析，根据实际情况制定出具体的设计方案，增强设计方案的合理性与可行性7。在混凝土浇筑环节设计上，设计人员要站在整体角度上，对混凝土浇筑工作进行分析与探讨，严格控制设计方向。在正式开展混凝土浇筑工作期间，工作人员要一次性完成浇筑工作，不可以反复进行，所以设计人员要对混凝土浇筑流程、要求以及设备材料方面内容进行严格规范和科学设计，为混凝土浇筑工作的开展提供专业指导。同时，设计人员还要对混凝土浇筑速度、参数、温度以及后期养护等内容进行控制，并将其体现在设计方案当中，确保所开展的钢筋混凝土剪力墙结构设计工作能够高效率开展，始终保持稳定性与可靠性，促使高层建筑施工建设工作赢得质量优势与结构优势。3.5 剪力墙结构参数控制要点 无论是哪种类型的建筑物，在实际生活当中建筑物都承受着较大的荷载力和作用力，当受到外力作用时，建筑能够屹立不倒，减少安全隐患问题的出现，切实保障人们的生命财产安全。由此可见，建筑自身的功能与承载能力具有重大作用，尤其是高层建筑。因此，设计人员在开展高层建筑剪力墙结构设计工作时，要全面综合考虑各项参数，并对参数进行严格的管控，确保每一项参数都在规定的范围内，促使剪力墙结构设计工作梁秀开展。在具体控制剪力墙结构参数期间，设计人员要对高层建筑物的比例、位移以及层数等内容进行分析，在第一时间内找出参数不规范或不正确的问题，并采取行之有效的方法对其进行优化与处理，直到参数达到规定的范围内，才可以开展后续设计工作，促使剪力墙结构设计工作满足现代化标准。4 结束语 综上所述，在建筑行业高速发展过程中，很多问题逐步暴露出来，结构设计问题作为其中之一，如果不能及时准确地进行解决处理，将会大幅度降低高层建筑结构的稳定性、安全性以及抗震性能等，难以构建和谐社会。建筑行业作为我国行业体系中的关键组成部分，需要将自身的职责与权利充分展现出来，切实解决结构设计工作，尤其是剪力墙结构设计工作，严格按照剪力墙结构设计原则进行设计，清楚的认识并掌握结构设计内容，努力做好各项管理工作与细节工作，提升剪力墙结构设计工作开展的有效性与专业性，展现出自身结构具备的优势与功能，逐步为人们营造出安全、舒适、稳定的建筑环境与生活氛围，更好地为城市经济发展提供优质的服务与帮助，为社会长远健康发展保驾护航。参考文献 1孙惠民,黄华波.剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用J.住宅与房地产,2021(7):103-104.中国科技期刊数据库 工业 A-135-2王同森.高层建筑中剪力墙结构设计要点及其运用分析J.房地产世界,2021(2):13-15.3赵志诚.对高层建筑框架剪力墙结构设计中一些问题的思索J.建材与装饰,2019(35):95-96.4潘杨.剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析J.门窗,2019(21):158.5孙旺.剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述J.中国住宅设施,2019(8):50-51.6周剑婷.高层建筑框支剪力墙结构设计要点探析J.住宅与房地产,2019(15):50.7李秀江.高层建筑剪力墙结构设计中剪力墙合理布置J.住宅与房地产,2018(16):66.