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摘要：在建筑设计过程中,高层建筑设计有着特殊的要求,因此我们需要对高层建筑的剪力墙体系结构设计进行相应的探讨.通过分析剪力墙的特点以及它的受力状况,从而设计出比较科学的剪力墙结构,保证高层建筑的安全性.但是在现实中,许多设计人员没有重视剪力墙的机构设计,使得高层建筑质量存在比较大的风险.

关键词：高层建筑；剪力墙；体系结构；设计

随着我国国民经济的发展,人民生活水平的提升,越来越多的人开始重视高层建筑的结构质量.因此加强高层建筑剪力墙体系结构设计,有着非常重要的现实意义.尤其是近些年来,随着房价的不断攀升,人们不仅关心房价,更关心和房价相匹配的房屋质量.剪力墙的设计是建筑设计的重要部分,它承担着高层建筑只能够的垂直和水平方向上的各种荷载引起的内力,从而保证建筑墙体的质量水平.

1 高层建筑剪力墙的受力特点

剪力墙一般具有比较好的抵抗水平载荷的能力,所以它在建筑防震上具有非常好的作用.高层建筑剪力墙有着自身独特的特点,例如,它的抗侧刚度比较大,侧移比较小；结构自重大,吸收地震能量就会增大.除此之外,还包括室内的墙面平整、施工程序复杂,工程造价高等特点.

1.1 结构延性.对于高层建筑来说,它的结构在设计时数据要更加准确,从而保证建筑的安全性.相对于底层建筑结构来说,高层建筑的结构柔和性比较好.如果遇到比较大的地震或者震动时,它的自我变形就会增大.但是为了更好的保证建筑的安全性,需要加大对建筑塑性的测试,在建筑结构的设计中需要采取相应的措施,从而提升建筑结构的延性,为其设计数据提供科学依据.

1.2 轴向变形.在对高层建筑的轴向变形进行设计时,设计人员应该要明确建筑结构状况.通常情况下,建筑结构的竖向载荷会随着建筑物的高度增加而增加,两者呈现一种正比例的关系.这样就会导致连接柱的轴向变形增大,最终会影响到连续梁的弯矩.同时也会影响到预制构件下料的长度.因此设计人员在对其进行设计时,需要掌握轴向变形数据,根据施工的实际状况来进行调整,保证高层建筑结构的安全.

1.3 水平载荷.建筑物在受力时,会受到竖直和水平力.但是随着建筑物的高度在达到一定程度后,建筑的竖直力对建筑的影响会逐渐缩小.但是建筑物所承受的风荷载以及水平荷载却会呈现一种规律性的变化.因此在对建筑结构进行相应的设计时,设计人员要根据建筑结构的特性,提高建筑结构的安全性,保证高层建筑结构的质量水平.

1.4 结构侧移.高层建筑在进行结构设计时,需要对结构侧移进行确定,尽量将其控制在一定的范围内,从而更好的保证建筑结构的稳定,提高建筑安全系数.建筑结构的高低会影响到其稳定性,建筑越高,则结构的侧移性就越大,对楼房的稳定性造成比较大的影响.因此在今后的建筑施工中,尤其是在高层建筑中,需要设计人员控制好建筑的侧移量,保证建筑的安全.

2 剪力墙体系结构设计

2.1 剪力墙厚度设计.设计人员在对剪力墙进行设计时,需要明确剪力墙的厚度,从而保证建筑的安全性,尤其是在高层建筑中,需要建筑人员提高对其设计的认识程度,掌握好相关技术.首先剪力墙的设计厚度尽量要小,这样可以提高剪力墙的刚度以及稳定性.在对剪力墙厚度进行计算时,设计人员可以根据建筑物的层高以及无支长度的最小值.通过计算掌握好相应的数据,为建筑施工人员提供科学的施工数据.同时在设计时,应该要找到剪力墙的支撑点,比如剪力墙和墙体平面的相交处就可以作为它的支撑点,从而来提高剪力墙的承重力.除此之外,在进行抗震设计时,设计人员要根据建筑物设计的高度来进行底部加强区的设计.如果当地处于地震多发地带,且地震级数较大,需要增加底部加强区的面积,已达到良好的抗震效果,而且这样的面积设计一般不小于160mm.而对于非抗震设计,底部加强区则保持在层高或者无支长度的25%即可.在这样的设计中,能够提高高层建筑的剪力墙质量,保证建筑物的安全.

2.2 剪力墙抗震结构设计.剪力墙在进行抗震机构设计时,需要设计人员掌握相关的建筑结构数据,实现高层建筑安全施工.构造边缘的构建一般在剪力墙的设计中时最重要的,它可以支撑整个剪力墙的设计重力,最大限度降低剪力墙的危险性.如果是在非抗震的设计中,设计人员则要对其墙端部位的配筋及其构建进行严格控制,掌握相关数据,为今后建筑的施工提供安全保障.

2.3 剪力墙的配筋设计.在剪力墙的设计中,需要对其配筋设计进行严格规划.一般情况下,水平钢筋要放在外侧,竖向钢筋则要放在内侧.同时在配筋的计算上,它要满足最小配筋率的要求.不同的剪力墙部分对其配筋的设计有着不同的要求,因此设计人员在设计时要实事求是,按照实际状况来进行设计,保证建筑剪力墙的质量水平.尤其是对于地下部分墙体的设计,配筋更要注重科学性.因为这一部分需要承受比较大的水压力和土压力,在配筋设计上就要增大墙体有效高度,比如讲地下部分墙体的水平筋放在内侧,而竖向筋则可以放在外侧.配筋会关系建筑的称重质量,在设计中要明确自身责任,保证数据的准确性和有效性.

2.4 剪力墙设计混凝土材料要求.剪力墙的设计施工和其它施工不同,它对混凝土材料的要求比较严格.所以在材料的选择上,施工管理人员要做好相关检验工作,最大限度保证建筑材料的质量.剪力墙混凝土使用要求必须要达到C20级别.如果在剪力墙的结构中带有简体和短肢,则混凝土的质量等级要达到C25.加强混凝土材料的监控,可以最大限度降低建筑材料给高层建筑施工带来的不利影响.除此之外,管理人员还要对材料的生产日期、生产等级以及保存状况进行严格检查,有条件时,可以对混凝土质量进行检测分析,最终保证建筑质量安全.

2.5 剪力墙的布置设计.针对建筑的抗震要求,设计人员在对剪力墙的布置上需要结合建筑结构的特点来进行,从而减少建筑安全事故.在设计时可以结合窗间墙以及房间的四角等将其布置成“一”、“L”、“T”等形状,可以沿着结构平面的方向来对称分布,最终达到设计的目的,保证建筑的安全性.同时剪力墙的布置中,需要保持各墙肢肢长在一定的范围内,做到钢心和质心的重合,从而减少结构的扭转状况.而截面的高度和厚度也要控制在5到8之间,使得各个墙肢的刚度比较适中,差距比较小,这样可以提高建筑的抗震能力,增强整个剪力墙的机构的抗侧能力,增加对墙肢的约束力.除此之外,在对剪力墙进行布置时,还要重视连梁之间的跨度和延展性,尤其是在高层建筑结构的设计上,需要对其进行反复的试验和论证,提高数据的真实性和可靠性,一般情况下,它的跨度比会保持在4≤1/h≤8,这样可以更好保证建筑结构的稳定性,提高剪力墙的施工质量水平.

3 结语

高层建筑剪力墙体系机构的设计质量,将会直接影响到建筑的安全性.因此在今后的施工中,设计人员应该重视相应的设计工作,最大限度降低施工中不安全因素出现的概率,保证建筑的质量水平,为我国今后的建筑行业发展提供更好的技术支持.

参考文献

[1] 李桂萍.浅谈高层建筑剪力墙机构设计要点[J].科学之友,2011（6）.

[2] 蔡振钦.对高层建筑剪力墙机构设计探讨[J].建筑和工程,2010（13）.

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