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高层建筑剪力墙设计与研究现状

时间：2023-01-02 21:09 所属分类：建筑论文 点击次数：

　　摘要：相比于传统的框架结构，剪力墙结构的整体性良好，结构侧向刚度较大，其合理设计的前提下能够应对灾害，同时保障建筑的美观性和实用性能。所以，我们对于未来高层建筑的剪力墙结构设计方面的研究工作也具有现实意义。

　　关键词：高层建筑;剪力墙设计;研究现状

　　1剪力墙设计原则

　　1.1墙肢设计

　　这一部分的设计内容包括平面布置、长度等。由于墙肢是剪力墙的主要受力构件，我们在进行水平荷载的计算过程中，需要考虑平面内的受力情况，经过计算后，求得每一片墙的受力和配筋要求，从而避免刚度、结构内力超限等问题的产生。假设楼板在自身平面内的刚度值无限大，那么在水平荷载作用之下，同一楼层、同一方向的水平位移值是相同的，则水平力计算按照墙体的抗侧力刚度来确定，即结构单元刚度越大，水平力也会随之增加。墙肢在平面布置时要双向布置，一般的规则结构，如L形、T形等可以按照主轴方向进行双向布置，而Y形则可以按照三个方向布置。为了避免技术问题的产生，对于结构抗震不利的设计方案应该在实际工程中采取避免措施。

　　1.2楼板设计

　　楼板设计时会因为单向板、双向板种类的差异而出现设计参数的改变，尤其是当建筑物要考虑到良好的耐火等级、抗震性能时，板的厚度要适当地进行调整，按照合理的要求取值。而板中钢筋的的放置在现浇板施工环节中应注意设置模式，控制好受力筋的最小直径和间距。对于一些外露的现浇钢筋混凝土栏板、女儿墙等，通常要设置伸缩缝，并且缝内使用防水材料进行填塞。如果要卖蛇管线，管线需放置在板底钢筋之上，板上部的钢筋之下，同时设置好混凝土保护层。如果施工中存在技术问题可以与设计单位协调使用，满足相应的技术标准要求。

　　1.3连梁设计

　　剪力墙结构中连梁负责连接墙肢，同时在水平荷载作用下的连梁内力较大。力在相互的作用之下，连梁内力也会影响到墙肢的变形情况，同时让整个结构的整体性得到提升。连梁会受到轴力、剪力和弯矩的作用，因此连梁计算过程中可以按照弯构建标准计算。一般可按照对称配筋进行设计，除非连梁高度过长时再考虑设置腰筋。

　　1.4转角设计

　　剪力墙结构当中，有些建筑要求设置了阳台或转角窗，此时墙体结构的整体性受到了一定的影响，结构扭转能力降低，对于结构性能来说存在着一定的缺陷。结构的加强方式一般可以通过三个方法来进行。一是在转角洞口两侧剪力墙设置整肢墙，且墙体不开洞;二是在转角洞口区域的楼层将楼板加厚处理，采用双层配筋布置，必要时楼板内还需设置暗梁，强化洞口墙肢的整体性;三是通过改善结构的传力途径，在阳台、转角窗楼层区域设置暗梁。三种方法都有不同的适应场合，具体设计时按照实际工程需要决定。

　　2剪力墙结构计算机辅助设计方案

　　利用计算机辅助设计的要点在于控制好设计参数，从而综合软件的性能来满足结构设计计算的要求，综合考虑多种因素，在实际建模时也能看到预期的建筑效果，也可以在短时内修改构件、尺寸等。我们在计算参数时要综合分析结构在不同受力状态下的不同要求，从而调整配筋、验算受力数据等。

　　2.1结构剪重比分析

　　结构剪重比是地震作用效应与重力荷载代表值的比值，进行分析的目的在于了解到楼层最小水平地震剪力，从而在抗震作用下能够满足水平剪力的相关要求。如果剪重比数据差异过大，则说明结构刚度存在问题，一般可以通过增加地震调整系数或是减少结构周期折减系数的方式来调整。如果结构中部分楼层无法满足剪力系数要求，那么就需要放大楼层剪力来满足地震规范要求。

　　2.2地震参数

　　高层建筑需要具备良好的抗震性能，计算水平地震作用、计算水平和竖向地震作用是地震参数的主要功能。根据建筑结构形式与技术规范，高层建筑中的大跨度结构需要综合计算竖向地震作用，同时转换层构件也需要按照规范要求计算竖向地震作用。如果是民用住宅设计，那么抗震设防烈度在6度以上，类别不低于丙类。结构内力计算中的SATWE计算控制参数可以明确地规划地震作用方法，包括总刚设计方法与侧刚设计方法。前者通过详细计算来确定反应结构在地震作用下的受力情况，并且对于楼板的选型假设没有明确要求。而后者主要用于没有弹性楼板的结构，更倾向于以简化计算来获取结果。如果要综合分析弹性设计时的参数要求，这主要考虑到结构构件的抗震等级按照四级设计，且最大地震影响系数的取值符合技术要求，并综合建筑结构类型，建筑等级与建筑高度等参数最终确定。

　　2.3荷载参数与层刚度

　　总信息分析中荷载参数需要模拟施工的不同方式，且加载模拟计算通常适用于钢结构多层建筑，逐层加载的计算方法也更加合理，贴近实际需求。层刚度比的作用在于检验结构的竖向布置情况，防止竖向刚度产生突变或楼层是否有薄弱层存在。设计中层刚度比可以有三种计算方法，即剪切刚度、剪弯刚度与地震剪力数据等。剪切刚度与结构构件的刚度之间存在密切联系，在当前的高层建筑中比较实用，可以根据剪力墙在计算方向的截面面积等参数确定最终结果。特别是建筑高度较高时，我国对于建筑要求有“两阶段三水准”的抗震设计原则，可以选择和利用PKPM软件准确建模布置体系，保障程序计算结果的准确性，按要求加强相应的管理措施。

　　3结语

　　剪力墙结构在现阶段的高层建筑中应用广泛，其结构特点满足人们对于建筑的审美、使用等各个方面的生活质量需求。本研究也针对剪力墙设计中的常见文体和注意事项进行了分析，综合考虑到了墙肢设计、楼板设计等多个构件的设计规划，并进行了技术总结。在今后的实践工作中，我们仍然需要对施工工艺、建筑材料和结构类型进行选择规划，并减少建筑质量层面的风险。

　　参考文献

　　[1]钱稼茹，魏勇，赵作周，等.高轴压比钢骨混凝土剪力墙抗震性能试验研究[J].建筑结构学报，2008(02).

　　[2]刘明阳.高层建筑结构设计剪力墙设计[J].建筑技术开发，2016(01).