高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析
章涛 井征博
青岛雍达筑城建筑设计有限公司 山东青岛 266000
[摘 要] 随着时代的发展，人们对建筑的使用提出了更高的要求，高层建筑本身也在建筑工程中发挥着越来越重要的作用，能够在很大程度上代表一个城市的形象。钢筋混凝土剪力墙结构已经成为众多高层结构的主流结构体系，不仅建筑的结构经济性更强，而且在使用时也有更强的实用性。文章结合实际问题，分析了高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计过程中的内容，供大家参考。
[关键词] 高层建筑；钢筋混凝土；剪力墙；结构设计
随着时代的发展，人们对建筑的使用提出了更高的要求，高层建筑本身也在建筑工程中发挥着越来越重要的作用，能够在很大程度上代表一个城市的形象。随着时代的不断发展，大家也对建筑的数量和质量提出了更高的要求。如果将钢筋混凝土剪力墙结构有效地运用于高层建筑的建设过程中，那么自然也就能够提高建筑的稳定性，并有效地保证建筑本身的安全性。文章结合实际的情况，就高层建筑内部钢筋混凝土剪力墙结构的设计进行分析。
1 剪力墙结构的受力情况
剪力墙的结构本身是由一系列的纵向剪力墙、横向剪力墙和楼盖所共同组成的一类空间结构，这样一类剪力墙结构本身也是广大建筑中最常见的结构形式。由于纵向和横向的剪力墙在使用的平面内部都会表现出较强的刚度，所以在水平的方向也会承受较小的移动。从实际使用的情况来看，剪力墙本身的抗震和抗风的性能都较强，对承载力的要求也较高。所以，这种技术一般应用于高层建筑的建造中[1]。
2 完善高层住宅钢筋混凝土剪力墙设计的要求
在高层建筑中运用剪力墙时，剪力墙自身的重量将会超过一半的比例，剪力墙周边构件的用钢量将会占据到一半左右。从现有的统计数据来看，一般抗震强度为7级的剪力墙结构较为常用。剪力墙的结构本身将会关系到住宅的经济性和居民住宅的安全性，因此，在设计高层住宅剪力墙的过程中，尤其需要注意以下几个方面的内容：（1）通过优化剪力墙来尽可能地减少剪力墙存在的数量；（2）在设计墙肢的过程中，也需要尽可能地减少边缘结构的数量；（3）只有通过有效地优化才能使整个结构达到最满意的效果。
3 层住宅钢筋混凝土剪力墙设计标准
3.1 水平荷载在剪力墙设计时具有重大意义
高层建筑不同结构和自身的自重、荷载产生的轴力和弯矩大小有直接的关系，且和楼房的高度呈正比[2]。对于同一个高层建筑而言，自重和其他竖向等荷载基本都是呈现一定的比值，其反应出来的数值都会和本身的结构特性有很大的关系，甚至会在使用的过程中产生较大幅度的变化。
最后，建立预算执行责任制度，将预算执行落实到各个部门、岗位，并明确其相应的责任。特别是应将财务部门作为预算主体，要定期汇总分析预算执行情况，及时、准确、全面地向各部门反馈执行情况和有关问题，监督指导各部门规范执行预算。
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3.2 出现较大的轴向变形
Cite this article as: ZHANG Qiong, ZHENG Qing-Hong, SANG Yi-Shu, SUNG Herman Ho-Yung, MIN Zhi-Da. New limonoids isolated from the bark of Melia toosendan [J]. Chin J Nat Med, 2018, 16(12): 946-950.
3.3 造成高层剪力墙结构内部侧移的原因
在水平荷载的条件下，随着建筑高度的不断增加，不同建筑将会在使用的过程中产生不同程度的位移[3]。所以，在水平荷载的作用下，尤其应该将侧移控制在规定的范围内。
3.4 结构延性在高层建筑结构的设计中具有关键性的意义
（1）项目研究。某项目为24层的高层建筑，建筑的高度为81.5m。整个建筑1-3层为商业用房，第4层作为设备的夹层，其余楼层用作酒店。整个高层建筑抗震设计的强度为7度，为Ⅱ类场地。（2）主体结构构造整个建筑一共有24层，高度被控制在81.6m左右。另外，也可以采用双向浇筑的钢筋混凝土框架剪力墙结构来进行建造。这样一类双向混凝土框架剪力墙结构往往能够在最大限度上满足建筑使用的功能。整体建筑都被匀称地布置在落地两侧。建筑横向高度和宽度的比为4∶27。整个采用剪力墙结构进行抗震，建筑本身也有很好的承受重力和载荷的功能。其他稳定的节点也能有效地满足使用要求[4]。
4 具体案例研究
在地震的环境下，高层建筑将会在使用的过程中产生更大的变形。因此，为了能够让建筑进入到塑性阶段之后有更强的变形能力，从而使得建筑不会因此倒塌。所以，在必要时必须采用一定的构造措施，使建筑本身有足够的延性。
在广大高层建筑建设的过程中，竖向的自重将会产生较大的载荷，如果不对其进行合理控制的话，将会使得其在使用的过程中产生巨大的轴向变形，进而对连续的梁弯矩产生较大的影响。另外，在使用的过程中也会对不同构件的侧移产生很大的影响，最终使得整体结构变得更加不安全。
5 研究高层建筑的剪力墙结构
5.1 框架方面
当发生地震时，由框架和剪力墙两个部分来共同承担地震对房屋的倾覆力，如果框架承担的部分大于倾斜力矩的50%以上时，说明大部分的框架已经在建造的过程中居于主体的地位，尤其应该在之后加强其抗震能力。如果按照纯框架的要求来确定抗震的等级和轴比，则可以通过纯框架规定的限制来有效地实现。另外，也可以取框架结构和剪力墙结构之间的值来有效地设定高度和宽度的比，当框架部分承担的百分比接近于0时，尤其应该让剪力墙结构的内部设置合适的高度和宽度比；如果框架部分承担的百分比已经接近于100%时，则应该取接近于高度和宽度的比值。
5.2 框架剪力墙内部总剪力的改变
框架剪力墙内部的抗剪刚度较小，所以，如果一旦发生地震，剪力墙应该承担因为地震而引发的总剪力。正因为框架柱只能承担很小的一部分，所以其地震作用所产生的内力也应该很小。如果仅将框架作为抗震的第二道防线，那么未免显得过于单薄。只有规定让所有的框架承担的地震剪力都不应该小于一定的值，才能够更好地增强其抗震能力。最后，一定要在所有楼层的剪力系数最小的背景下才能够调整框架剪力系数。
6 结语
文章结合实际的案例提出了高层建筑本身的特殊性，并对高层建筑的主体结构选型、框架结构和框架剪力墙内部的总剪力进行调整。从实际的结果来看，采用可靠的剪力墙结构设计方法确实能够提高其抗震性能和经济性能。
参考文献：
[1]张文忠.风荷载作用下驻马店市高层建筑的剪力墙结构连梁设计研究[J].科技通报,2018,34(11):204-208.
[2]吕坚锋.高烈度地区钢筋混凝土框架-核心筒超高层结构设计及抗震性能分析[J].广东土木与建筑,2018,v.25;No.306(8):5-8.
[3]古咏峰.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].建材与装饰,2018,No.529(20):122.
[4]李峰,周成功,华婧.上海某高层剪力墙结构住宅设计的含钢量指标分析[J].结构工程师,2017,33(5):8-12.
[中图分类号] F416.9
[文献标识码] A
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