剪力墙在高层结构设计中的应用及遵循原则

剪力墙在高层结构设计中的应用及遵循原则
发表时间：2019-07-01T14:12:41.067Z 来源：《新材料.新装饰》2018年11月上作者：逯倩
[导读] 目前，高层建筑的建设以多元化的功能和用途为目标。

工程建筑师在设计高层建筑的结构时，要综合考虑高层建筑的受力结构，构建科学合理的结构传力体系。

良好的结构传力体系可以支撑高层建筑的空间形态，其剖面可以反映出该结构竖向传递的荷载力。

与此同时，该结构传力体系还会对高层建筑的使用功能产生影响，所以在高层结构的设计中，要根据实际情况建设不同的结构传力体系，通过合理有效的计算，确保高层建筑物传力体系的合理以及抗
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摘要：目前，高层建筑的建设以多元化的功能和用途为目标。

工程建筑师在设计高层建筑的结构时，要综合考虑高层建筑的受力结构，构建科学合理的结构传力体系。

良好的结构传力体系可以支撑高层建筑的空间形态，其剖面可以反映出该结构竖向传递的荷载力。

与此同时，该结构传力体系还会对高层建筑的使用功能产生影响，所以在高层结构的设计中，要根据实际情况建设不同的结构传力体系，通过合理有效的计算，确保高层建筑物传力体系的合理以及抗震设计的规范。

关键词：剪力墙；高层机构设计；种类；注意事项；遵循原则
1高层结构设计中剪力墙结构的种类
1.1壁式框架剪力墙
壁式框架剪力墙具有洞口尺寸大于洞内尺寸、连梁线刚度强以及受力之后的剪力墙会呈现剪切的形状等特点。

这种受力的形式与框架结构几乎相同。

但是这种剪力墙应用于高层建筑中时容易出现反弯点，楼层中的反弯点也会发生突然变化。

1.2截面剪力墙
墙体不开洞或者是所开洞口面积小于15%的墙体叫做截面剪力墙。

截面剪力墙受力后会出现弯曲的变形，整体上呈现出悬壁的墙体，并且既不会存在反弯点，也不存在突变的现象。

1.3小开口剪力墙
整体小开口剪力墙的开口大多数比较小，但是开洞的面积一般大于15%，比其他的大。

这种剪力墙在受力之后会出现弯曲型的变形，整体墙体不存在反弯点，但是在弯矩图的中心位置会很容易突然发生变化。

2剪力墙结构设计中的注意事项
2.1控制轴压比
高层建筑中的剪力墙对轴压比的要求比较严格，尤其是无翼缘和端柱的一字型短肢剪力墙。

剪力墙在结构设计的过程中，为了确保自身的延性，就要严格的控制轴压比，避免超过轴压比限制的剪力墙构件出现。

与此同时，还要对结构布局进行合理的布置，减少局部剪力墙轴压比过大的情况出现。

2.2加强剪力墙关键部位的抗震性能
高层建筑的结构外边线和角点的位置都是位于应力比较集中的地方，当地震发生的时候，这些区域就会最先发生塑性区甚至遭到破坏。

所以，剪力墙在设计的同时要充分的考虑角点处以及结构外边线出的受力情况，并且要采取必要的措施加强剪力墙关键部位的抗震性能，将轴压比的限制减小，将纵向钢筋的配箍率增大。

尤其是比较小的剪力墙的抗震承载力更应该受到重视。

2.3将连梁和框架梁进行正确区分
在设计梁构件的时候，要正确的区分框架梁和连梁。

因为连梁结构体系的综合抗侧移刚度受刚度的影响显著，所以要准确合理的选择梁截面和配筋，使其与实际情况相符合，这样才能正确的判断和设计整体的抗震性能。

2.4合理计算连梁刚度的设置
在模拟计算结构模型的数值时，要根据连梁相邻的墙肢承受地震力、所处的具体位置以及三水准抗震所起的作用等因素，具体判断连梁在实际的工作中贡献给结构体系的刚度，以此对连梁刚度的折减系数进行合理的设置。

确保模拟计算的模型数值与实际结构的刚度和受力情况相符合，更加的合理经济和符合实际。

3剪力墙结构设计所遵循的基本原则
3.1调整连梁超限相关原则
在剪力墙结构设计中，一般来说，连梁的跨高比应该大于或等于2.5，而采用跨高比低于2.5的连梁，在设计过程中就容易造成剪力墙的弯矩现象，严重超出限值。

在《高规》中对剪力墙的跨高比就有明确规定，对于跨高比高于或等于5的连梁，在结构设计环节，要以框架梁为依据，不能随意折减其连梁的刚度。

当跨高比处于5～6之间时，必须对连梁刚度进行折减，从而避免出现剪力超出限制或者连梁出现弯矩等现象。

3.2避免剪力墙和平面外梁搭接
剪力墙结构有一个突出的特点就是其平面内刚度和承载力比较大，而平面外刚度和承载力相对较小。

这样，如果剪力墙和平面外的梁相互连接，墙肢平面外就容易出现弯矩现象，而且，在平常的设计中，设计人员并不会对平面外承载力和刚度进行验算，因此，为了避免弯矩现象的发生，在结构设计时要尽量避免剪力墙与平面外的梁进行搭接，在无法避免的情况下也要严格按照相关规定采取相应的防范措施，保证剪力墙与平面外能够搭接安全。

3.3以主轴为中心，向四周延伸
在对剪力墙进行结构设计时，要以主轴方向作为中心，双向甚至多向的向四周延伸，尽可能的将各个方向的剪力墙相互连接在一起，在连接过程中还要避免这些剪力墙出现拉通对直现象；在对剪力墙的抗震性进行结构设计时，应该使两个方向的侧向刚度尽可能接近，而对墙肢进行结构设计时，在符合规定的基础上，操作要尽可能简单易行。

对于高层建筑来说，在进行剪力墙的结构设计时，要以主轴方向作为中心，双向甚至多向的向四周延伸，尤其是在对墙肢的抗震性进行设计时，要尽量避免设计单方向有墙的模式，从而保证设计出的剪力墙能够具有安全、可靠的工作性能。

当然，剪力墙的分布不是随意的，应保证数量相等和均匀。

4剪力墙在高层结构设计中的应用分析
4.1剪力墙结构在高层结构设计中的计算方法
为了保障建筑结构主体的质量，在进行剪力墙结构设计时要优先构建一套科学合理的设计方案。

在剪力墙结构设计中，当剪力墙的结构处于受弯状态时，在形式设计上要以高细的为主，只有这样才能更好的展现剪力墙的延性，增强抗震的能力。

与此同时，随着科学技术的不断发展进步，基本实现了自动化、智能化的剪力墙结构设计，为了提高剪力墙结构设计的效率，工作人员要充分利用设计工具，加深研究结构设计的实验。

4.2处理剪力墙约束边缘构件、墙肢以及连梁问题
4.2.1处理剪力墙肢
在剪力墙结构的设计中，当结构的高度比小于三时，剪力墙结构就会很容易发生脆性破坏，所以提高剪力墙结构的延性非常重要。

当剪力墙的墙纸很长时，要想每个墙段拥有标准的高跨比，增强剪力墙墙体配能率，减小墙体受弯时出现的裂缝，可以在分解较长墙体的过程中使用开洞的方式进行；当剪力墙的墙肢长度大于8m的时候，大墙肢就会因无法承受剧烈振动带来的压力，从而遭到破坏。

小墙肢也会因为较小的配筋率必将遭到破坏，所以要采取一定的措施解决这一问题。

①可以采用开施工洞的方法，在工程施工的结尾将长肢变为短肢，形成抗震能力强的剪力墙；②也可以使用计算洞的方法，增强小墙肢的配筋率，从而加强剪力墙的抗震能力。

4.2.2处理剪力墙约束边缘构件
在设计剪力墙约束边缘构件时要依据最大平均轴压比率，在剪力墙矩形截面上设置约束边缘构件时，要对高层建筑墙板的稳定性进行具体详细的考虑，严格要求承载力的极限，将速度提高到40%，提高20%地震消耗能量的能力，将极限层间的位移扩大到一倍。

4.2.3处理剪力墙连梁问题
在剪力墙结构设计时，如果剪力墙连梁的高跨比很小时，就会受水平作用力的影响产生很强的内力，为了不使剪力墙的连梁发生变形，就要减少剪力墙连梁的刚度，折减的系数最小限度为0.5。

5结语
综上所述，经济的发展和科技的进步，为我国建筑行业的发展创造了良好的条件。

只有不断的提高施工技术水平和质量，加强对新型建筑材料的开发利用，才能适应建筑行业的发展和人们日益提高的高质量住房要求。

这些新的技术和材料越来越多的应用于高层建筑中去，设计人员要根据实际情况，在不同的高层结构设计中使用不同的剪力墙，注意剪力墙结构设计中的注意事项，发挥剪力墙在高层结构设计中的重要作用，促进建筑行业的不断发展和人民生活水平的不断提高。

参考文献
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