| 标题 | 高层建筑结构设计特点与剪力墙设计 |
| 范文 | 张福奎 摘要：剪力墙结构的应用日益广泛，优化了建筑工程的结构，同时也促进了建筑工程结构设计能力的有效提升，提高了建筑工程项目的质量安全，基于此，对剪力墙结构设计进行规范十分必要。本文分析了高层建筑结构设计特点与剪力墙设计。 关键词：高层建筑;结构设计;剪力墙设计 在社会经济发展的当下，人口基数不断增加，土地资源日益匮乏，建筑工程项目中高层建筑的比例逐渐提升，同时人们的建筑工程质量安全意识也逐步提升，基于此，建筑工程必须不断提升自身的剪力墙结构设计能力，全面提升建筑工程的质量安全，以满足建筑使用者的需求。 一、建筑结构设计中剪力墙结构设计原则和要点 建筑结构设计中剪力墙结构设计原则和要点，体现在以下三个方面：第一，在设计剪力墙结构的时候，应当对墙体的受力情况进行分分析。基于墙体的平面布置，需要了解墙体纵向和横向的受力状况，分析其剪力，并将分析得出的数据和结果，作为剪力墙结构设计的依据;第二，在设计剪力墙结构平面布置图的时候，需要与主轴方向保持一致，纵向的布置要遵循自上而下原则，在布置的时候应当均匀，不可中断，而且还需要考虑和预防刚度突变状况;第三，需要根据施工的实际情况，来调整相应的指标。例如，剪力墙的抗震设计，必须达到施工标准要求。 二、高层民用建筑剪力墙结构的设计特点 2.1 剪力墙结构的设计特点 为了剖析高层民用建筑剪力墙结构稳定性设计的特点，有必要认识民用建筑的结构与剪力墙的混凝土结构。通常来说，高层民用建筑纵向和横向承载力与结构的设计有关，剪力墙结构形状增加了结构的稳定性，结构设计时应考虑到墙体结构抗震性能和自然摆动性能，以防止变形，因此剪力墙结构设计具有良好的稳定性。 2.2 剪力墙结构的分类和结构设计要求 根据墙肢是否开设洞口，可将剪力墙分为以下几种：整截面剪力墙、壁式框架、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙。整截面剪力墙为开洞较小或无开洞的墙，整个剪力墙类似竖向的悬臂杆;当剪力墙开洞面积很大，连系梁和墙肢的刚度均较小，这类剪力墙称为壁式框架。当剪力墙开洞介于以上两者之间时，根据连系梁刚度的大小，可分为整体小开口剪力墙和双肢或多肢剪力墙。整体小开口剪力墙指的是孔面积超过15% 但开口面积较小的墙。这堵墙的受力特征是弯矩图上的变化，但是在整个高度上没有回弹点或者只有一个点。双肢或多肢剪力墙是指具有大孔区的墙，该墙的力学特性类似于上述带有小开口的整体剪力墙。应做好连肢墙的结构设计，并特别注意墙肢轴压比的计算。掌握剪力墙结构设计的具体要求，优化结构设计细节，是高层民用建筑剪力墙结构设计的重要内容。 三、建筑结构设计中剪力墙结构设计的有效应用 3.1 科学选择剪力墙肢的厚度和长度 设计剪力墙结构时，需要根据实际情况来合理选择墙肢的长度，墙肢的长度过长或过短，都会直接影响剪力墙结构的质量，不利于剪力墙结构稳定性的提升。墙肢的厚度也是关键因素之一，在设计厚度参数的时候，应当从剪力墙结构的刚度来考虑。通常情况下，高层建筑剪力墙结构的墙肢体厚度应为20 cm，与其填充墙厚度保持一致。但是如果高层建筑中没有设计地下室，基础埋深需超过250 cm，墙体的高度应达到500 cm以上，墙肢的厚度要高于填充墙厚度。下墙肢的长度不可超过800 cm，下跨的高度要大于600 cm。另外，在确定墙肢厚度和长度的时候，还可以从两方面着手：一方面是设计抗震墙的厚度，严格按照施工标准中的要求来设计参数。一般来说如果抗震性达到一或二级，其厚度至少要达到16 cm以上，而且要大于层高长度的1/20 ;若是达到三级或四级，墙体厚度应当等于或大于14 cm，并且要大于层高的1/25。底部加强部位的墙肢厚度参数同样可以根据级别的不同来进行设计，一级和二级的时候其厚度要大于层高的1/16，且要在20 cm之上;三级和四级的时候厚度要大于层高的1/20，不小于16 cm。合理的墙肢厚度、长度设计，有利于加固剪力墙结构，使其更加安全。 3.2 设计连梁 在剪力墙结构设计过程中，需要注重连梁部分的设计，指的是要科学连接墙肢和墙肢，以避免剪力墙发生变形。在设计连梁的时候，首先明确剪力墙结构中截面的尺寸，了解其跨高，控制连梁的刚度，刚度过大容易影响连梁的设计效果。严格按照相关规章制度的要求完成剪力墙折减工作，需要根据施工过程中的实际情况采取相应的办法。若是施工操作难度过大，可适当地将内力转换到墙体中。剪力墙墙体防裂指数与折减指数成正比，防裂指数越小，折减系数也就越小，反之则越大。在现有的剪力墙结构设计中，其折减指数大多在0.5以上，才能有效提高剪力墙连梁的效果。 3.2.1 合理设置边缘构件 在剪力墙结构设计过程中，边缘构件的设置是其中一项重要环节，其需要施工人员充分了解施工的相关信息，分两种情形来解决边缘构件问题。一种是处理具有约束性的边缘构件剪力墙，另一种则是处理无约束能力的边缘构件剪力墻。这两者之间存在一定的差异性，相较于无约束力的边缘构件来说，有约束力的在承载性上要更强，最大的承载力度可以达到40%以上。在剪力墙结构施工中，可基于施工实况，来选择边缘构件的种类，无论是构造边缘构件，还是约束边缘构件，都需要满足于施工需求。正常情况下，若是指定值高于压轴指数，那么可设置后一种类型的边缘构件;建筑水平为三级或四级，底部加强位置压轴指数小于指定值，可以构造类为主。 3.2.2 做好计算工作 在设计剪力墙结构的时候，如果其结构较为简单，需要计算建筑的使用空间协同面积;如果结构比较复杂，那么要计算建筑的抗震性、内力。在此过程中，可以充分利用计算机信息技术，开发相应的程序和软件来达到准确计算目标。各参数和指标的设定，需要依情况而定，应做到具体问题具体分析，以此来规避对剪力墙结构的负面影响，提高剪力墙的稳固性，保障剪力墙结构设计工作的顺利开展。 四、结束语 剪力墙结构设计是否规范会对整个建筑工程的施工进度与建筑的质量安全产生直接影响。建筑机构的设计人员必须完善自身的剪力墙结构设计技能，进而促进建筑行业的发展与进步。 参考文献 [1]张颖，肖帆.高层建筑框支-剪力墙结构设计优化策略探究[J].门窗，2019（23）：156. [2]刘凯.论剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].居舍，2019（35）：104. |
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