摘要：本文對(duì)某地區(qū)高層住宅建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，闡明了高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的重要性，并著重對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行了描述，此外探討了高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)建設(shè)中所應(yīng)當(dāng)注意的一些問題。

關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；分析探討

引言

高層建筑是這個(gè)快速發(fā)展時(shí)代的產(chǎn)物，它反映了一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。隨著時(shí)代的迅猛發(fā)展，高層建筑作為現(xiàn)代化的象征儼然成為城市建筑的主流。這就要求高層建筑要滿足兩個(gè)特征，即經(jīng)濟(jì)性和抗震性，對(duì)相同建筑來(lái)說(shuō)，使用不同的墻體結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行布置，其經(jīng)濟(jì)效益大不相同，主要是因?yàn)榛炷梁亢弯撹F的含量存在較大差距。本文以某地區(qū)18層剪力墻建筑為例，分別對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性能和抗震性能進(jìn)行分析。

1、高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)

高層建筑在承受垂直荷載的同時(shí)還要承受水平荷載，此外還要抵抗地震，高層建筑中，抗震作用和水平荷載已經(jīng)成為其制約因素。高層建筑不僅要有強(qiáng)大的負(fù)載能力，還有有較強(qiáng)的抗側(cè)剛度，將變形控制在一定范圍內(nèi)。剪力墻在水平力作用下會(huì)逐漸變得彎曲。剪力墻結(jié)構(gòu)整體性較好，側(cè)向剛度大，承載力度高，并且一般沒有梁、柱外露，所以一般用于布置房間內(nèi)部。但其結(jié)構(gòu)延展性較差，不適用于大空間房屋。剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度較大，因此適用于制造比框架更高的建筑，比如小區(qū)住宅以及賓館等，而不適用于餐廳、商場(chǎng)等。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1通常在剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻應(yīng)該沿指定方向雙向布置，反而形成一個(gè)小的空間結(jié)構(gòu)。若要將剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用至抗震設(shè)計(jì)，所以要避免剪力墻的單向布置，并且要確保兩個(gè)受力方向的抗側(cè)剛度相接近，以確保其有更好的利用價(jià)值及工作性能。剪力墻擁有較大的承載力以及良好的抗側(cè)剛度，要想充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，就要減輕其結(jié)構(gòu)的重量，增大其利用空間，并且墻布置應(yīng)該均勻，不宜過密。

2.2剪力墻墻肢的截面一定要規(guī)則簡(jiǎn)單，豎向剛度應(yīng)當(dāng)均勻，門窗洞口上下都要對(duì)齊，形成規(guī)則的墻肢，保證其應(yīng)力分布均勻，這與當(dāng)前普遍使用的設(shè)計(jì)圖相一致，因此這種設(shè)計(jì)結(jié)果十分可靠。如果剪力墻的洞口布置出現(xiàn)問題時(shí)，可利用墻內(nèi)配鋼筋的方法形成框架形式來(lái)進(jìn)行解決。

2.3剪力墻如果較長(zhǎng)的話，應(yīng)該開設(shè)少量洞口，將其分為長(zhǎng)度均勻的若干墻段，每個(gè)墻段之間用弱連梁連接起來(lái)，將每個(gè)獨(dú)立墻段的高度與截面高度之比控制在2以上，避免強(qiáng)出現(xiàn)脆性破壞。抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，不要在洞口之間形成小墻肢，即截面高度與厚度之比要大于4 。若其小于4，就按照框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.4剪力墻的平面內(nèi)剛度以及承載力比較大，但其平面外剛度以及承載力都比較小，所以要確保剪力墻平面外的相對(duì)穩(wěn)定，控制其彎矩。在剪力墻墻肢與外界梁相連的時(shí)候，應(yīng)采取一定措施來(lái)減少梁部彎矩對(duì)墻的不利影響。

2.5設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)剪力墻時(shí)，應(yīng)該仔細(xì)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在滿足周期比、位移比等各項(xiàng)指標(biāo)的基礎(chǔ)上確定每層剪力墻的厚度，同時(shí)要對(duì)不同抗震等級(jí)的軸壓比的穩(wěn)定性和構(gòu)造要求進(jìn)行仔細(xì)分析。對(duì)在7度到8度的普通的住宅來(lái)說(shuō)，墻的厚度大多情況下是由大多情況下是由穩(wěn)定性和構(gòu)造要求控制的。

3、工程事例

3.1工程概況

某住宅共高18層，無(wú)地下室，均為居民住宅，建筑總長(zhǎng)54.9m，建筑面積約為6400m3，按8度抗震設(shè)防，剪力墻二級(jí)，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C30-C25，板采用的是HPB300，梁采用的是HRB400，墻采用的是HRB335。

3.2結(jié)構(gòu)布置

原結(jié)構(gòu)采用的是純剪力墻結(jié)構(gòu)，通過SATWE計(jì)算后，發(fā)現(xiàn)該剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的利用率極低，底層墻肢軸壓比在0.3-0.4之間，結(jié)構(gòu)位移的范圍在1.2之內(nèi)，位移角和結(jié)構(gòu)周期整體偏小，整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)整體偏剛。對(duì)于其中存在的一些問題，對(duì)其結(jié)構(gòu)布置作了相關(guān)調(diào)整，從而達(dá)到優(yōu)化的目的。

3.3指標(biāo)分析

從上述表中可以明確看出，原結(jié)構(gòu)整體剛度偏大，樓層之間的位移角偏小。經(jīng)過優(yōu)化之后其結(jié)構(gòu)剛度分布均勻且適中，周期與位移角較之前相比都有所提升，但仍在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，通過調(diào)整后地震吸收力較之前相比下降了許多，位移比較之前也有所增加，但仍保持在范圍之內(nèi)。結(jié)構(gòu)布置和墻肢長(zhǎng)度也有所調(diào)整，底層軸壓比被控制在0.5以下了，剪力墻剛度大，承載力高的優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。綜上所述：方案一和方案二均符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，但明顯方案二要比方案一更為合理，成本也比方案一低，所以對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化是很有必要的。

4、結(jié)語(yǔ)

目前設(shè)計(jì)單位的比較多，設(shè)計(jì)人員應(yīng)接不暇，這就使得大多項(xiàng)目存在優(yōu)化空間。優(yōu)化建設(shè)不僅是建設(shè)方所追求的，同時(shí)也是設(shè)計(jì)方所追求的，將優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用至建設(shè)領(lǐng)域，不但能夠節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境，還能極大程度地縮短工作周期，降低項(xiàng)目成本，這是建筑領(lǐng)域設(shè)計(jì)者一直追求的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳耀. 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析探討[J]. 福建建材，2011（04）：36-37+39.

[2]王和平. 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析探討[J]. 四川建材，2008（05）：85-86.

[3]李靖. 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J]. 低碳世界，2016（01）：116-117.

[4]楊現(xiàn)東. 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 四川建材，2016，42（02）：47-48.

作者簡(jiǎn)介：

姓名：聶長(zhǎng)龍～出生：1984.07.05～性別：男～民族：漢族～籍貫：黑龍江省牡丹江市～學(xué)歷：本科～目前職稱：中級(jí)～工作性質(zhì)或研究方向：建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。