建筑剪力墻結構設計探析

建筑剪力墻結構設計探析【摘要】近年來我國的經(jīng)濟得到飛速的發(fā)展，在世界各國中GDP的排名逐步提前，建筑業(yè)的發(fā)展也是有目共睹，樓房建筑逐步向著高端化、多樣化方向發(fā)展。在設計過程中，建筑的結構設計是影響建筑的一個重要因素，它的好壞將會直接影響建筑的抗震性及承載力。因此建筑設計師經(jīng)常使用剪力墻結構，這種結構能夠減少建筑物發(fā)生側(cè)移的現(xiàn)象，大大增強建筑結構的整體質(zhì)量。本文結合某高層建筑結構設計中運用剪力墻結構的實例，對剪力墻結構在高層建筑結構設計中的施工要點進行詳細的分析。

高層建筑；剪力墻結構；結構設計；

在建筑結構設計中，剪力墻結構的剛度相對很大，且用鋼量相對少，結構的整體性能較為穩(wěn)定。因此，被采用的范圍很廣，如果是功能是居住性的建筑，會存在很多種分隔墻，如果采用現(xiàn)澆剪力墻結構，不僅僅可以將分隔墻和承重的墻體科學合理的合為一體，還可以大幅度的降低建筑成本，更有助于整個建筑的美觀。在現(xiàn)代建筑結構設計中，剪力墻一般都是有墻肢和連梁的兩大部分構成，其結構承載力及剛度都很大，側(cè)移變形小，抵抗水平側(cè)移能力強。隨著建筑多層次化，功能綜合化，復雜化的發(fā)展，建筑結構設計中也會注重建筑結構的抗震性能，通過科學合理的設計，剪力墻會具有良好的抗震延性，無論是在城市還是鄉(xiāng)村，這種建筑結構都可以廣泛采用，可以大力保障建筑結構的穩(wěn)定性和抗震性能。隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，加強剪力墻結構在建筑設計中的應用，將會大力促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展，有效的提高我國建筑的抗震性能。

1概況分析

某高層建筑工程建設總層數(shù)為18層，其中地下室1層，地面以上為17層，建筑總長72m，總高為54m，其長度和寬度的比例為3.2，高度和寬度的比例為2.7。其主要運用剪力墻結構。在該建筑工程的設計過程中運用剪力墻結構，主要對建筑物自身具備的水平荷載力與垂直荷載力進行承受，其自身具備的高抗側(cè)強度，主要是剛性結構體系，用來對水平側(cè)力進行抵抗。

2運用剪力墻結構存在的主要問題

剪力墻結構廣泛的運用在高層建筑工程的施工中，雖然具有良好的整體性、剛度大以及抗側(cè)力好的優(yōu)點，但是其自身也具有一定的缺陷：由于剪力墻具有很大的剛度和很強的抗側(cè)力，如果地震效應比較高，那么將會提高建筑基礎以及上部結構的建設成本；如果使用的混凝土比較多，那么將會給建筑工程自身的重量以及其具備的平面功能產(chǎn)生影響；建筑墻肢結構自身的軸壓力較低，那么就不能將墻肢自身的承載壓力充分的發(fā)揮出來；根據(jù)建筑結構自身的配筋要求，可以了解到如果配筋率比較低，那么結構自身的延性也就比較差。

因此，在高層建筑的結構設計中運用剪力墻結構，不僅要對剪力墻結構自身的抗側(cè)能力進行考慮，而且還要對建筑工程的施工成本進行考慮。

3剪力墻結構在高層建筑結構設計中的要點

在高層建筑結構的設計過程中，運用剪力墻結構，主要對以下幾個方面的設計要點進行分析：

3.1剪力墻結構的布置

在剪力墻結構中，其自身具備的水平地震作用力、豎向荷載力以及風荷載力主要運用鋼筋混凝土剪力墻進行承擔，因此，在布置剪力墻時，要能夠達到建筑物自身的要求，找出結構自身的軸線，規(guī)則性的進行對稱布置。在布置時，除了要對豎向承載構件進行考慮和布置外，還要對結構的對稱性進行考慮，防止出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應。主要對以下幾個方面進行考慮：

3.1.1慎重選擇短肢剪力墻結構

雖然使用短肢剪力墻結構，能夠?qū)ㄖM行靈活的布置，減少建筑結構自身的重量，但是其自身具有的抗震性能不強，不能很好的保證建筑自身的安全。因此，在選擇該結構時，要慎重考慮選擇。

3.1.2不能出現(xiàn)獨立的小墻肢

如果在建筑結構中出現(xiàn)獨立墻肢，那么將會增加施工難度。在工程設計中，可以運用合并洞口、合理布置建筑剪力墻的方式，來消除獨立墻肢，進而降低施工難度。

3.1.3保證剪力墻結構整體剛度力度

如果剪力墻結構剛度較大，那么其周期較短，地震力比較大，消耗施工材料多，不具有經(jīng)濟性。另外，由于地震力較大，將會導致墻肢、連梁超筋以及截面不能滿足抗剪力的標準，加大截面設計的難度。因此，需要對剪力墻結構的整體剛度力度進行有效地控制，確保能夠達到位移限值的要求。

3.2對結構參數(shù)進行控制

為了有效的保證結構布置的科學合理性，需要對位移比、剛重比、側(cè)向剛度比、層間位移角以及周期比等參數(shù)進行控制。其中，位移比指的是在高層建筑中，其豎向構件自身的層間位移、水平位移和本樓層平均值之間的比值。主要對結構布置自身具有的不規(guī)則性進行限值，能夠防止出現(xiàn)大的偏心力，進而導致結構出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應。另外，位移比限制主要是將剛性樓板為基礎進行確定的，在對偏心力因素進行考慮的前提下，高樓建筑中豎向構件中的位移比不宜大于1.2；其余指標參數(shù)均應按照《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》進行相應控制。

3.3剪力墻結構的計算和配筋

3.3.1剪力墻的墻身

剪力墻中包括的有豎向鋼筋和水平向鋼筋，在對其進行構造和計算時，要對其用量進行確定，主要對正截面中的抗彎承載力、斜截面中的抗剪承載力進行驗算。剪力墻中的鋼筋配置要求為：在一級、二級、三級的抗震設計中，豎向配筋率與水平配筋率不應低于0.25%；在四級和非抗震設計中，其配筋率不應低于0.2%。另外，剪力墻的豎向鋼筋與水平鋼筋之間的距離不宜大于300mm，其直徑不應小于8mm，不宜大于墻厚的1/10。

3.2.2連梁

剪力墻自身只有具備了一定的強度和剛度，才能夠保證墻體與連梁的協(xié)調(diào)工作。通常情況下，連梁具有提高剪力墻剛度、緊密連接墻肢的作用。因此，在對高層建筑結構整體進行計算的過程中，要相應的折減連梁的剛度。其折減值不能低于0.5，取值范圍適宜控制在0.5～1.0。如果在對折減剛度后，建筑結構的正截面受彎承載力、斜截面受剪承載力不足，那么可以通過降低連梁高度、減小整體剛度的方式，來減少地震帶來的影響。

4結語

伴隨著我國的建筑朝高層的方向發(fā)展，剪力墻結構技術將會得到越來越廣泛的運用。因此，為了充分的將剪力墻結構技術的作用充分的發(fā)揮出來，切實提高建筑物自身的抗震性能，需要對剪力墻結構的布置、結構參數(shù)以及計算與配筋等要點進行分析研究。

參考文獻

[1]郭兆偉.高層框架剪力墻結構抗震設計的技術要點分析[J].建材技術與應用，2