剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

摘    要：近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，房屋建設(shè)技術(shù)的不斷提高，高層、超高層建筑已是鱗次櫛比，在一定程度上緩解了有限土地資源和人口發(fā)展之間的矛盾�？蛑�--剪力墻結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)剪力墻結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，滿足了小空間和大空間的功能結(jié)合，在一定程度上受到建設(shè)者的喜愛(ài)。 

　　關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu);高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用分析 

　　1  引言 

　　隨著生活水平的提高，人們對(duì)高層建筑的要求越來(lái)越高，因此，建筑設(shè)計(jì)要在適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，滿足人們對(duì)居住環(huán)境的需求。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，給建筑行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇，但是對(duì)于建筑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也有了更高的要求。在高層建筑中，將鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用其中，能提高高層建筑的安全系數(shù)和穩(wěn)定性。為了取得高質(zhì)量和高效益的建筑物，應(yīng)該采取科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，在保證高層建筑物的質(zhì)量的同時(shí)，減少投資成本。 

　　2  框架剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì) 

　　框剪結(jié)構(gòu)布局的基礎(chǔ)條件是框架結(jié)構(gòu)體系，在平面框架體系中布置一定數(shù)量的剪力墻。在平面中設(shè)計(jì)，來(lái)達(dá)到靈活應(yīng)用空間的目的，空間使用的自由度較大。在結(jié)構(gòu)性能上，框剪體系吸取了兩者的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)抗震性能較好�？蚣艚Y(jié)構(gòu)能夠?qū)�兩種不同結(jié)構(gòu)體系重新組合起來(lái)，它與單純使用剪力墻設(shè)計(jì)或者是整體性的框架設(shè)計(jì)有著明顯的區(qū)別。在這種新的受力結(jié)構(gòu)內(nèi)，兩者一起承擔(dān)豎向的荷載，水平方向抗側(cè)向位移能力較強(qiáng)，因此具有較大的剛度，并且抗剪能力也較強(qiáng)。在實(shí)際設(shè)計(jì)與運(yùn)用過(guò)程中，能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短，使得建筑的結(jié)構(gòu)與功能能夠得到較好的協(xié)調(diào)�？辜趔w系同時(shí)具備布局較為靈活，使用較為簡(jiǎn)單的性能，同時(shí)也有抗剪能力較強(qiáng)，抗震能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，因此在設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。 

　　3  剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析 

　　3.1  墻肢連梁設(shè)計(jì) 

　　在高層建筑的剪力墻設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要關(guān)注墻肢連梁設(shè)計(jì)，確保連梁構(gòu)件穩(wěn)固，避免因遭到損壞而對(duì)建筑物的防震、抗震以及結(jié)構(gòu)延性等方面產(chǎn)生不利影響。在上述要求下，結(jié)合具體的工程情況可知，設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理調(diào)整連梁的設(shè)計(jì)剛度，要避免人為加大連梁縱筋，確保連梁具備承受強(qiáng)剪弱彎值的能力。此外，在施工過(guò)程中，箍筋量可能會(huì)受到人為活動(dòng)的影響而增加，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從降低箍筋出現(xiàn)遭到剪切破壞的力的角度，對(duì)連梁結(jié)構(gòu)具體控制值進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。最后，在對(duì)連梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員還要注重對(duì)連梁截面抗剪切性進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，當(dāng)連梁比值大于2.5時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)采用設(shè)計(jì)比值乘增大系數(shù)范圍的方式，獲取精準(zhǔn)的追蹤應(yīng)用數(shù)值。 

　　3.2  結(jié)構(gòu)主控參數(shù) 

　　該建筑工程的結(jié)構(gòu)形式中自振周期計(jì)算數(shù)據(jù)處于合理范圍內(nèi)，x，y方向的自振周期相差不大，轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)的等效側(cè)剛度與轉(zhuǎn)換層和上部相鄰剛度比值達(dá)到相應(yīng)技術(shù)規(guī)范的要求，并且轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)部分的等效側(cè)剛度參數(shù)相差不大，可以有效地消除結(jié)構(gòu)部件內(nèi)部應(yīng)力與變形的突變，就表示結(jié)構(gòu)平面與豎向結(jié)構(gòu)的設(shè)置符合實(shí)際需要，具備較高的抗震性能。同時(shí)，在地震、風(fēng)荷載的影響之下，其位移與轉(zhuǎn)角相對(duì)比較小，基本上可以達(dá)到技術(shù)規(guī)范的要求�？蛑Ъ袅�墻結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)布局的角度出發(fā)，其屬于三維受力結(jié)構(gòu)體系，豎向剛度參數(shù)變化相對(duì)較大，受力復(fù)雜性高，很多個(gè)部分都屬于薄弱的環(huán)節(jié)，按照技術(shù)規(guī)范的要求選擇符合實(shí)際需要的三維分析軟件來(lái)進(jìn)行整體性能的分析，對(duì)于框支榀部分的分析需要應(yīng)用有限元軟件來(lái)進(jìn)行，可以明確其應(yīng)力分布情況，然后檢查框支梁、柱、附近墻體結(jié)構(gòu)的配筋達(dá)到使用的需要，平面有限元分析的范圍應(yīng)為底層框架和框支層以上3～4層墻體等結(jié)構(gòu)部分。 

　　3.3  框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì) 

　�、僭诳蚣芗袅�墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以采用機(jī)構(gòu)控制來(lái)達(dá)到總體屈服的效果，可以在較為特定的位置設(shè)定塑性鉸，發(fā)生的次序形變位置進(jìn)行控制，使得結(jié)構(gòu)在地震結(jié)構(gòu)作用下也能夠形成較好的耗能機(jī)構(gòu)，如果在水平方向構(gòu)件首先進(jìn)行屈服，然后才是豎向結(jié)構(gòu)的屈服。②需要對(duì)結(jié)構(gòu)的高度以及抗剪能力進(jìn)行平衡，在框剪整體結(jié)構(gòu)中，如果增加剪力墻數(shù)量，那么結(jié)構(gòu)體積會(huì)增大，結(jié)構(gòu)的高度也就會(huì)增加，就會(huì)造成結(jié)構(gòu)自身自震周期減小，組織地震作用會(huì)加大，但是反之結(jié)構(gòu)就會(huì)減少自身的高度，地震作用就會(huì)減小。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)情況來(lái)綜合進(jìn)行考慮，將高層建筑的抗震設(shè)防烈度高度以及內(nèi)部裝修等考慮在內(nèi)，確定較為適宜的位移最大移動(dòng)性質(zhì)，從而能夠合理確定框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量以及整體的體積，保證高層建筑具有較高的經(jīng)濟(jì)性以及安全性。③需要實(shí)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)剛度和延展性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一�？蚣芗袅�墻結(jié)構(gòu)在高度以及粘性系數(shù)都存在一定的差異性，這就給框架結(jié)構(gòu)上結(jié)構(gòu)提高其抗震能力帶來(lái)了難題，在理論狀態(tài)下，框架剪力上結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件之間可能會(huì)出現(xiàn)協(xié)調(diào)不一致的情形，或者會(huì)出現(xiàn)先后遭到破壞，以至于各個(gè)擊破，這種情況降低了框架剪力墻結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的抗震可靠程度，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中需要連接各個(gè)構(gòu)件，使其充分協(xié)調(diào)，達(dá)到高度以及延展性的統(tǒng)一，從而能夠有效提升框架剪力墻墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。 

　　3.4  施工工藝方案設(shè)計(jì) 

　　鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)會(huì)涉及較為復(fù)雜和專業(yè)的施工工藝，因而在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合施工的具體要求進(jìn)行施工方案的合理設(shè)計(jì)。尤其針對(duì)混凝土的澆筑這一施工工藝而言，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從不同角度對(duì)該工藝的具體實(shí)施進(jìn)行設(shè)計(jì)方向的控制。在實(shí)施混凝土澆筑工作時(shí)，澆筑人員首先要確保一次性澆筑完畢，因此設(shè)計(jì)人員需要對(duì)混凝土的澆筑流程、澆筑機(jī)具以及澆筑材料進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。混凝土的澆筑速度方面，設(shè)計(jì)人員則要根據(jù)澆筑質(zhì)量的具體要求設(shè)置相關(guān)參數(shù)。而在整個(gè)施工設(shè)計(jì)方案中，還需要關(guān)注的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有澆筑溫度、濕度控制與混凝土的后期養(yǎng)護(hù)。在設(shè)計(jì)方案中，針對(duì)上述要求，都要進(jìn)行明示，具體包括混凝土入模溫度、混凝土降溫處理措施、混凝土內(nèi)外溫差的具體控制措施以及混凝土的濕度養(yǎng)護(hù)措施等，由此可保證鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的主要部位保持穩(wěn)固，并進(jìn)一步體現(xiàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性。 

　　3.5  避免出現(xiàn)軸向變形 

　　根據(jù)筆者的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)可以判斷出，建筑物豎向的自重就會(huì)產(chǎn)生載荷，必須采取科學(xué)的措施及時(shí)處理，避免出現(xiàn)軸向發(fā)生變形，嚴(yán)重的甚至?xí)�影響梁彎矩的使用。除此之外，有可能�?duì)其他構(gòu)件的側(cè)移起到制約的作用，影響高層建筑的質(zhì)量，最終會(huì)使高層建筑出現(xiàn)安全隱患，人們的生命安全受到影響。 

　　3.6  結(jié)構(gòu)平面布局 

　　在具體的框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，其結(jié)構(gòu)體系是存在復(fù)雜性和不規(guī)則性的，同時(shí)一些建筑的布置結(jié)構(gòu)也不對(duì)稱，所以在結(jié)構(gòu)平面布局設(shè)計(jì)上，需要通過(guò)多次驗(yàn)算后才能對(duì)剪力墻進(jìn)行布置。另外，在具體的布局設(shè)計(jì)過(guò)程上，除開(kāi)核心筒外，在進(jìn)行相關(guān)的剪力墻布置上，一定按照設(shè)計(jì)規(guī)范的原則，將其在周邊位置布置，同時(shí)在布置的階段中，需要對(duì)均勻性，分散性和扭矩分析，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移比值不大于1.4，這對(duì)提高抗扭能力有重要作用。 

　　4  結(jié)語(yǔ) 

　　在當(dāng)前的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)中，人們較為關(guān)注對(duì)鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員在意識(shí)到其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也要關(guān)注通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)降低其應(yīng)用弊端出現(xiàn)的可能性�；�于這一要求，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在遵循三個(gè)基本設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，確保結(jié)構(gòu)荷載合理、結(jié)構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)固以及結(jié)構(gòu)施工方案的科學(xué)性，由此保證高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)揮出應(yīng)有的效益。 

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