论文部分内容阅读
摘 要：高层建筑在人们的生活中越来越常见，这种建筑不但可以使城市的形象更加现代化，还能满足人们对建筑更多功能的要求。人们的生活水平越来越高，对建筑的质量也提出了更高的要求，尤其是高层建筑，提高高层建筑的质量，可以有效的保证住户的安全，还可以有效的延长建筑的使用年限。剪力墙结构在高层建筑中比较常见，这种结构的稳定性比较高，针对高层建筑中剪力墙的概念，剪力墙结构的设计原则进行了分析，并对这种结构在高层建筑结构设计中优化进行了探讨，希望对相关人员有所帮助。
关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计；原则；优化
剪力墙是建筑施工中常用的建筑结构类型，这种结构具有稳定高、承重能力强等特点，近年来，这项技术在实践中不断的改进，在高层建筑的施工中应用也越来越广，有效的保证了建筑施工的质量以及建筑的安全性。提高剪力墙结构的稳定性是高层建筑的施工重点，也是保证工程质量的有效措施，为了满足人们对高层建筑的高要求，施工单位必须不断的优化剪力墙结构设计方案，这也是促进建筑企业发展的有效手段。下面笔者对剪力墙的优点以及设计原则进行简单的分析。
1 剪力墙结构的特点
剪力墙一般是由钢筋与混凝土构成的，这种结构的构造比较特殊，而且有着较好的承重能力，其优良的特性得到了施工设计人员的青睐，在高层建筑施工设计中有着广泛的应用。剪力墙结构在施工布置中比较灵活，而且施工工艺比较简单，可以提高建筑墙体的整体性，还可以增强墙面的抗荷载能力。经过调查发现，剪力墙结构的建筑在地震等灾害中，受到的损害比较小，而且这种结构不易出现裂缝等质量问题，可以有效的提高建筑的质量。这种结构的应用为建筑行业的发展提供了方向。
剪力墙主要是指在建筑结构中承担水平荷载的部件，这种结构承重能力较强，其也被称作抗震墙以及抗风墙。在发生地震时，剪力墙结构可以吸收地震能量，降低其对建筑结构的破坏。所以，应用剪力墙结构也是提高建筑质量的有效措施。为了提高这种结构的性能，设计人员还需要对当地的气候以及风力进行勘察，这样可以设计出合理的结构，有效的控制剪力墙的承重能力。
2 高层建筑剪力墙结构的设计原则
剪力墙结构的设计是一项复杂的工作，在设计前，设计人员需要做好调查工作，要对工程的施工环境、施工场地的地质条件以及当地的气候环境等进行综合的分析，这样才能更好的优化剪力墙结构的设计方案。通过研究发现，为了更好的优化高层建筑剪力墙结构，设计人员在设计时需要遵循以下三项原则。
2.1 尺寸控制
剪力墙的种类有很多，其在设计布置时有一定的灵活性，可以根据不同的需求，对剪力墙的高度、宽度等尺寸进行调节，剪力墙的厚度一般比较大，在优化的过程中，要根据几何特征以及受力形态对设计方案进行改进。由于剪力墙结构与建筑的其他结构有一定差异，为了使其可以更好的搭配在一起，必须对剪力墙的肢长以及厚度进行计算，要控制肢长、厚度的比值，一般这种比值要低于3，如果肢长与厚度的比值在3-5之间，则墙体结构属于异形柱，这种类型的剪力墙，要根据特殊的设计流程对其构件进行设计。
2.2 平面构件设计
剪力墙结构的设计属于平面设计，而且建筑的墙体也属于平面构件，其承受的几何特征的荷载能力比较低，而且很容易因为外部因素而影响其结构。剪力墙结构不但可以承受水平荷载，还可以承受竖向荷载，所以，这种结构可以使高层建筑结构更加稳定。在设计工作中，需要从水平和竖向两个环节入手去归纳和总结，从而使得整个结构体系都出现一定的变化和工作体系。
2.3 方向设计原则
我们在设计墙的时候，计算时要考虑到墙在纵里和横向延展里的结构下来进行分析计算的。我们在针对剪力墙承载能力的计算中，计算带翼墙的宽度按照门窗与洞口之间的翼缘宽度以及剪力墙之间的距离的最小值来取值，通常都是墙肢总高度的十分之一。
3 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1 剪力墙合理定位
剪力墙最好沿主轴方向或其他方向进行双向布置；对于抗震设计的剪力墙结构应特别避免仅单向有墙的结构布置形式。对一般的矩形、L形、T形等平面则沿着两条轴线的方向进行布置。对于部分j角形平面、Y形平面则可以沿其三个轴线方向布置。对正多边形，圆形及弧形平面可沿径向及环向布置。剪力墙的平面布置应本着尽可能均匀、对称的原则，尽量使墙面结构的刚度中心和质量中心完全重合，从而减少扭矩。而内外剪力墙应尽量拉通、对直。剪力墙肢截面宜简单、规则。
3.2 剪力墙中大墙肢处理
剪力墙在施工的过程中由于结构本身存在着延伸性要求，因此，结构施工与设计中也需要具备相应的延展特性，这对于提高剪力墙结构整体性和工作力度至关重要。通常情况下，剪力墙在设计中极容易形成高状结构的剪力墙，且极容易呈现出弯曲破坏形式和剪力墙结构体系模式，这样一来，极容易出现脆性破坏现象。因此，在设计工作中，对于墙体长度较长的剪力墙设计在满足其承载力要求的基础上可以进行分层间隔设计，将其分割成为小而均匀的独立情断，这对于提高墙体结构的承载力十分有效。除此以外，在墙段长度较小时其受弯产生的裂缝宽度较小，可以充分发挥墙体配筋的支撑作用。而对于剪力墙结构中，存在较少的长度大于8m的大墙肢，在理论计算中楼层的剪力大部分由这些大墙肢来承受。在发生地震特别是超烈度等强烈震动时，最容易受到破坏的便是这些大墙肢。小墙肢因没有足够的配筋，使整个墙面结构会受到全面破坏结构。为避免这种不利现象的发生，对于超过 8m 的墙肢长度，可以采取以下两种处理方法：①开施工洞：即在施工时墙上留洞，完工时砌填填充墙，把长墙肢分成短墙肢。②开计算洞：是指在进行结构计算时设有洞，开始施工时仍为混凝土墙。但通过这样的计算方式，可以加强其它小墙肢的配筋能力。
结束语
随着建筑行业的发展，高层建筑在城市中越来越常见，这种建筑的美观性比较强，而且功能性更强。人们的生活质量以及审美眼光越来越高，对高层建筑的质量与安全也提出了更高的要求，剪力墙结构的稳定性比较高，可以承受较大的荷载，将其应用在高层建筑结构设计中，可以降低地震对建筑结构的影响，延长建筑的使用年限。随着施工设计人员技术的不断提高，剪力墙结构设计也得到了更好的优化，在设计时，设计人员需要探测当地的气候、风力、地震级别以及发生概率等外部条件对建筑的影响，这样才能使建筑工程发挥着更大的效益。
参考文献
[1]董燕，胡执标.浅谈高层建筑结构关键设计问题[J].科技创新导报，2011（11）.
[2]王和平.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].四川建材，2008（05）.
[3]周志敏.有关高层建筑结构设计的研究[J].中国新技术新产品，2011（02）.
关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计；原则；优化
剪力墙是建筑施工中常用的建筑结构类型，这种结构具有稳定高、承重能力强等特点，近年来，这项技术在实践中不断的改进，在高层建筑的施工中应用也越来越广，有效的保证了建筑施工的质量以及建筑的安全性。提高剪力墙结构的稳定性是高层建筑的施工重点，也是保证工程质量的有效措施，为了满足人们对高层建筑的高要求，施工单位必须不断的优化剪力墙结构设计方案，这也是促进建筑企业发展的有效手段。下面笔者对剪力墙的优点以及设计原则进行简单的分析。
1 剪力墙结构的特点
剪力墙一般是由钢筋与混凝土构成的，这种结构的构造比较特殊，而且有着较好的承重能力，其优良的特性得到了施工设计人员的青睐，在高层建筑施工设计中有着广泛的应用。剪力墙结构在施工布置中比较灵活，而且施工工艺比较简单，可以提高建筑墙体的整体性，还可以增强墙面的抗荷载能力。经过调查发现，剪力墙结构的建筑在地震等灾害中，受到的损害比较小，而且这种结构不易出现裂缝等质量问题，可以有效的提高建筑的质量。这种结构的应用为建筑行业的发展提供了方向。
剪力墙主要是指在建筑结构中承担水平荷载的部件，这种结构承重能力较强，其也被称作抗震墙以及抗风墙。在发生地震时，剪力墙结构可以吸收地震能量，降低其对建筑结构的破坏。所以，应用剪力墙结构也是提高建筑质量的有效措施。为了提高这种结构的性能，设计人员还需要对当地的气候以及风力进行勘察，这样可以设计出合理的结构，有效的控制剪力墙的承重能力。
2 高层建筑剪力墙结构的设计原则
剪力墙结构的设计是一项复杂的工作，在设计前，设计人员需要做好调查工作，要对工程的施工环境、施工场地的地质条件以及当地的气候环境等进行综合的分析，这样才能更好的优化剪力墙结构的设计方案。通过研究发现，为了更好的优化高层建筑剪力墙结构，设计人员在设计时需要遵循以下三项原则。
2.1 尺寸控制
剪力墙的种类有很多，其在设计布置时有一定的灵活性，可以根据不同的需求，对剪力墙的高度、宽度等尺寸进行调节，剪力墙的厚度一般比较大，在优化的过程中，要根据几何特征以及受力形态对设计方案进行改进。由于剪力墙结构与建筑的其他结构有一定差异，为了使其可以更好的搭配在一起，必须对剪力墙的肢长以及厚度进行计算，要控制肢长、厚度的比值，一般这种比值要低于3，如果肢长与厚度的比值在3-5之间，则墙体结构属于异形柱，这种类型的剪力墙，要根据特殊的设计流程对其构件进行设计。
2.2 平面构件设计
剪力墙结构的设计属于平面设计，而且建筑的墙体也属于平面构件，其承受的几何特征的荷载能力比较低，而且很容易因为外部因素而影响其结构。剪力墙结构不但可以承受水平荷载，还可以承受竖向荷载，所以，这种结构可以使高层建筑结构更加稳定。在设计工作中，需要从水平和竖向两个环节入手去归纳和总结，从而使得整个结构体系都出现一定的变化和工作体系。
2.3 方向设计原则
我们在设计墙的时候，计算时要考虑到墙在纵里和横向延展里的结构下来进行分析计算的。我们在针对剪力墙承载能力的计算中，计算带翼墙的宽度按照门窗与洞口之间的翼缘宽度以及剪力墙之间的距离的最小值来取值，通常都是墙肢总高度的十分之一。
3 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1 剪力墙合理定位
剪力墙最好沿主轴方向或其他方向进行双向布置；对于抗震设计的剪力墙结构应特别避免仅单向有墙的结构布置形式。对一般的矩形、L形、T形等平面则沿着两条轴线的方向进行布置。对于部分j角形平面、Y形平面则可以沿其三个轴线方向布置。对正多边形，圆形及弧形平面可沿径向及环向布置。剪力墙的平面布置应本着尽可能均匀、对称的原则，尽量使墙面结构的刚度中心和质量中心完全重合，从而减少扭矩。而内外剪力墙应尽量拉通、对直。剪力墙肢截面宜简单、规则。
3.2 剪力墙中大墙肢处理
剪力墙在施工的过程中由于结构本身存在着延伸性要求，因此，结构施工与设计中也需要具备相应的延展特性，这对于提高剪力墙结构整体性和工作力度至关重要。通常情况下，剪力墙在设计中极容易形成高状结构的剪力墙，且极容易呈现出弯曲破坏形式和剪力墙结构体系模式，这样一来，极容易出现脆性破坏现象。因此，在设计工作中，对于墙体长度较长的剪力墙设计在满足其承载力要求的基础上可以进行分层间隔设计，将其分割成为小而均匀的独立情断，这对于提高墙体结构的承载力十分有效。除此以外，在墙段长度较小时其受弯产生的裂缝宽度较小，可以充分发挥墙体配筋的支撑作用。而对于剪力墙结构中，存在较少的长度大于8m的大墙肢，在理论计算中楼层的剪力大部分由这些大墙肢来承受。在发生地震特别是超烈度等强烈震动时，最容易受到破坏的便是这些大墙肢。小墙肢因没有足够的配筋，使整个墙面结构会受到全面破坏结构。为避免这种不利现象的发生，对于超过 8m 的墙肢长度，可以采取以下两种处理方法：①开施工洞：即在施工时墙上留洞，完工时砌填填充墙，把长墙肢分成短墙肢。②开计算洞：是指在进行结构计算时设有洞，开始施工时仍为混凝土墙。但通过这样的计算方式，可以加强其它小墙肢的配筋能力。
结束语
随着建筑行业的发展，高层建筑在城市中越来越常见，这种建筑的美观性比较强，而且功能性更强。人们的生活质量以及审美眼光越来越高，对高层建筑的质量与安全也提出了更高的要求，剪力墙结构的稳定性比较高，可以承受较大的荷载，将其应用在高层建筑结构设计中，可以降低地震对建筑结构的影响，延长建筑的使用年限。随着施工设计人员技术的不断提高，剪力墙结构设计也得到了更好的优化，在设计时，设计人员需要探测当地的气候、风力、地震级别以及发生概率等外部条件对建筑的影响，这样才能使建筑工程发挥着更大的效益。
参考文献
[1]董燕，胡执标.浅谈高层建筑结构关键设计问题[J].科技创新导报，2011（11）.
[2]王和平.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].四川建材，2008（05）.
[3]周志敏.有关高层建筑结构设计的研究[J].中国新技术新产品，2011（02）.