浅谈高层建筑剪力墙结构设计原则及合理布置

张翰斌

摘 要：随着城市化建设进程的不断加快，当前高层建筑成为城市发展过程中建筑的主要趋势。在当前高层建筑结构体系中，剪力墙结构应用较为广泛。剪力墙结构在设计时需要进行合理布置，对可能会对剪力墙结构带来影响的因素进行明确，对于转换层结构设计中存在的问题要及时发现，并进一步对转换层结构进行优化，制定科学合理的连梁和上下部结构的设计方案，确保高层建筑剪力墙结构体系的完善。

关键词：高层建筑；剪力墙结构；设计原则

前言

近年来我国高层建筑的数量不断增加，这也使剪力墙结构得以在高层建筑布局中进行广泛的应用，有效的规避了柱子外凸的问题，而且对提高建筑工程的美观性具有极其重要的意义。但在应用剪力墙结构时，容易对其他公共设施带来较大的影响，因此为了能够有效的对剪力墙结构应用过程中存在的弊端进行规避，则需要对墙体结构进行合理布置和优化，更好的对高层建筑剪力墙结构设计中存在的问题进行解决，确保高层建筑的安全性和稳固性。

1 高层建筑剪力墙结构的设计原则

当前建筑结构形式具有多样化的特点，但剪力墙结构不仅整体性较好，而且结构刚度较大，特别是在水平状态作用下的荷载力不易引发剪力墙结构变形的发生，在当前高层建筑结构设计中剪力墙结构受到普遍的青睐，应用也越来越广泛。剪力墙结构作为当前高层建筑应用最广泛的结构，在对其进行设计时，需要准确对其进行计算，同时还需要从整体性的角度来对剪力墙结构的横纵向进行分析，对多种计算方式进行合理利用和调整，同时做好建筑工程配筋的设计工作。

剪力墙结构在高层建筑应用过程中，需要对其连梁跨度比进行有效控制，最适宜的数值需要保持在2.5以上，而且还要对剪力墙结构中出现的剪力问题进行有效的避免，使其弯矩保持在规定的范围之内。通过优化设计剪力墙结构后，还需要对其使用状况值进行确定，从而有效的保证剪力设计值和连梁弯矩保持在较好的状态，确保剪力墙结构安全性和稳定性的提升。另外还需要加强对剪田和墙构建数量设计方案的优化，有效的规避剪切变形问题的发生，确保剪力墙竖向构建刚度能够得到有效的控制。

在对剪力墙结构进行设计时，当建筑层间位移无法满足其设计需要时，往往会增加剪力墙侧向刚度，这就会导致剪力墙平面外刚度处于较小的状态。因此设计人员需要合理调整洞口两侧部分，对墙肢的压轴比界限进行有效控制，通过对剪力墙相应的部位进行加强，优化处理边缘构造设计，确保剪力墙边缘构造设计水平的提升。

2 高层建筑中剪力墙的合理布置

2.1 转换层结构的设计

在社会快速发展过程中，人们对建筑结构的要求不断提高，为了能够确保高层建筑更好的满足人们的使用要求，则需要在对剪力墙结构进行设计时需要对上下层结构采取不同的设置方案，而且要对建筑使用功能进行不断完善，确保设计的变化性和动态性，使其实用性得以增加。在高层建筑剪力墙结构设计中，转换块垒结构布置作为其中非常重要的一项内容，需要合理设计和优化结构复杂的高位转换底部空间。而且在对转换层高位转换状态下需要对其升高质量和刚度进行有效的调整，确保转换层能够与上线的刚度保持良好的一致性。但在转换层设计时，还需要控制好其刚度和质量。因此需要在对层间位移角均匀性进行检查外，还需要对转换层的水平状态进行检查，精确分析和判断转换层内部的空间，对转换层的均匀状况进行了解。对于所选择的建筑材料，需要确保其质量，同时还要使其保持较小的刚度，对转换层结构设计中存在的薄弱部位要加强调整和优化。对转换层中内力的分配特点进行仔细研究，调整和完善较为薄弱的部位，对构件配筋的数量进行调整，对其性能进行有效的改善，确保高层建筑剪力墙结构设计上的安全性。

2.2 不断优化连梁设计

高层建筑连梁设计主要以抗震性设计和非抗震性设计两种为主，当连梁设计方案类型不同时，其所承受的受剪力也会有所区别，而且对截面配筋数量的要求也会不同，因此在具体设计时，需要严格按照剪力墙设计的相关规范进行，进一步优化连梁设计方案。

首先，在对剪力墙内力进行计算时，需要提前做好连梁自身刚度的拆减处理工作。

其次，当完成内力计算后，则需要对连梁中的剪力数值进行计算，确保计算结果的准确性。对于计算方法，可以根据实际需求选择适宜的方法，从而计算剪力和弯矩设计值，确保计算数据要小于调整后的数据，努力提高计算的准确性。

最后，在设计弯矩过程中需要对弯矩的预防烈度进行明确，确保所设计的弯矩小于一度预防烈度的组合值，这样不仅可以有效的确保弯矩的正常使用，而且在一些小型地震作用下，建筑结构也不易发生损害，有利于高层建筑结构安全性的提高。

2.3 优化上下部结构的设计

在对高层建筑剪力墙结构进行设计时，如果要准确传递两种不同结构形式的力，就需要充分考虑到刚度突变这一因素，通过优化上下部结构的方式解决刚度突变的问题。第一，应当适当减少结构上部刚度，在设计时尽量减少剪力墙结构的数量，在上部结构符合压轴比之后还应当将墙肢缩短；第二，下部的刚度结构要适当加大，设置合理的落地剪力墙，并使这种剪力墙结构均匀地布置在较大的空间层之内，而不宜采用集中布置的方法；第三，应当合理选择上下部刚度。因为如果刚度过大，就容易使剪力墙受到地震的影响。因此，要不断增强竖向刚度要求，但是这种方法会耗费大量的建筑材料，也就增加了建设成本；第三，在上下部结构设计时容易出现沉降问题，这也是剪力墙结构设计中的难点问题，原因在于转换层中的刚度过小。对于这一问题，应当从截面尺寸选择方面来加以控制，更加合理地设计截面尺寸，并要严格按照设计要求来控制刚度。

2.4 合理控制设计成本

在设计高程建筑剪力墙结构时，应当仔细、认真地对每一个环节进行检查和审核，并要将剪力墙结构设计工作做细，优化剪力墙结构设计方案，避免出现建筑质量问题，确保建筑工程的安全性。在具体的结构设计过程中，应当严格按照规范检查各部件的长度与规格，使各种部件都能够符合建筑设计规范，尽量消除设计中存在的误差。同时还需要对抗震墙的延伸能力耗能能力进行合理配置，确保高层建筑抗震能力的提升。

在剪力墙设计时，还需要对其边缘设计进行重视，对每一个环节的消耗都要重点控制，在确保其质量的基础上有效的实现成本的最小化。对于结构设计中使用的钢筋数量需要准确进行计算，同时还要确保选择钢筋具有较高的强度，这样可以实现对钢筋使用量的有效控制，有利于成本的降低。

3 结束语

剪力墻结构在高层建筑中进行应用，可以有效的提高建筑结构的美观性和简洁性，而且对于剪力墙结构的抗侧刚度的提升也具有极其重要的意义，有利于建设成本的有效控制，提高工程建设的经济性。而且在当前高层建筑剪力墙结构设计中对于节能环保也较为重视，不仅有效的降低了施工过程中对资源的消耗，而且还尽可能的降低了高层建筑对周围环境的影响，这对于当前我国可持续发展起到了积极的推动作用。

参考文献

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