高层建筑结构设计特点与剪力墙设计

余冉

摘要：随着社会的快速发展，为了满足城市建设的需要，高层建筑的数量逐渐增加，并且在建设过程中存在很多问题。高层建筑的合理设计可以满足建筑结构的施工需要，增强建筑的实用性，为建筑的使用提供有效保障，提高建筑的稳定性和安全性。在高层建筑设计中，需要合理选择设计参数，建立结构抗侧力体系，加强建筑结构的抗震设计，并根据需要控制混凝土强度，以提高设计水平。其中，剪力墙作为高层民用建筑的一种重要结构形式，具有抗震功能，并能在一定程度上提高建筑的安全性能，因此在实际施工工作中必须重视剪力墙的设计。在剪力墙设计中，从数量、尺寸、布置、配筋等要素出发，结合不同类型的剪力墙，提出科学合理的设计方案，保证剪力墙结构的刚度、强度、延性等指标。一般来说，高层民用建筑的纵向和横向承载力与结构设计有关，剪力墙结构的形状增加了结构的稳定性。结构设计中应考虑墙体结构的抗震性能和自振特性，以防止变形，因此剪力墙结构设计具有良好的稳定性。

关键词：高层建筑;设计特点;剪力墙

引言

高层建筑是城市化发展的重要标志，高层建筑楼层多、高度高，建筑结构的设计也发生了变化。摘要：介绍了高层建筑的设计特点，探讨了不同结构类型的剪力墙和剪力墙的设计方法，以供参考。

1高层建筑结构的设计特点

1.1水平荷载

水平荷载是高层建筑设计的关键因素。以前的研究发现，由垂直构件中的建筑重量和地面荷载产生的弯矩和轴力与建筑高度成比例。结构上的水平荷载所产生的扭矩和垂直元件产生的轴向力与建筑高度的平方成正比。垂直荷载通常在建筑的特定高度条件下保持不变。但是，水平荷载可能会受到风和地震的影响，并且可能会发生很大变化。

1.2轴向变形

轴向变形是高层建筑设计中一个可忽略的因素。在高垂直荷载下，柱会导致轴向变形，这会影响连续梁的弯矩。这会减少连续梁中心处支撑的负弯矩，而支撑的中弯矩和负弯矩则会增加。轴向变形还会影响预制构件底部的长度，从而使底部的长度与轴向变形的值相匹配。

1.3侧向位移

对于粗略的建筑设计，页面偏移是一个重要的控制指标。高壳体高度越高，结构横向位移在水平载荷下越明显，位移必须在允许范围内。

1.4结构延性

结构稳定性是高层建筑设计的重要设计标准。在地震中，结构更加扭曲。建筑结构处于塑性变形阶段。为了提高结构的抗变形性和避免倒塌，必须采取有效措施提高结构的抗冲击性，避免扰动。

2高层民用建筑剪力墻结构的设计及优化

2.1合理布置剪力墙结构

剪切墙结构的逻辑布局是剪切墙结构设计优化的第一步。首先，区分常规墙和短墙。一般剪力墙是长度（截面高度）和比例大于8 mm的剪力墙，即厚度为200 mm的剪力墙，其长度应大于或等于1600 mm。短截壁是切削厚度小于300 mm的剪力墙，每条腿的高度与BTW厚度的比例为5-8。短肢剪力墙结构不敏感。在实际项目中，应结合具体工程领域、冲击强度、地质条件和基本形状考虑施工成本，并仔细选择切削厚度。第二，剪切墙的结构是建立在不产生独立的小墙假肢的基础上的。独立的小墙剖面的存在增加了施工难度，因此需要适当的孔组合。最后，应确保剪切墙结构的整体刚度。最好将基本自振周期设置为0.05-0.08n是结构中的总层数）。使用此公式可以确定剪切墙刚度的近似范围，并调整剪切墙的层数以进一步增加有效空间和承载力。您也可以使用层之间的距离指示器来控制这一点。剪切墙的特定刚度控制符合偏移限制的要求，以提高建筑墙和梁之间的强度，并进一步降低轮廓的强度。

2.2合理布置剪力墙平面

剪切墙平面设置应考虑以下几点：首先，保持剪切墙平面的对称，该平面沿中心轴尽可能对称地规划剪切墙，同时剪切墙的重心尽可能接近整个结构的刚度，从而减少扭矩。第二，剪切墙不应排列得太近，而应具有更均匀的长墙（墙长≥8m）和较短的墙，其厚度随高度变化。最后，应利用强外边界、弱中心作为L形、T形和十字来减小复杂形状，促进剪力墙结构的稳定性，实现较好的抗剪刚度。基于“对称包络、成对闭合”的原理，剪切墙可以获得较大的平面刚度和扭转刚度，这也有助于建筑减振器。为了获得更好的经济性，应使用尽可能接近和接近相应冲击阻尼大小的轴压力极限的墙构件轴向压力。

2.3对墙身设计环节的优化

剪切墙结构设计需要优化墙，包括剪切墙的数量、长度和厚度。成本降低是初步设计的重要组成部分，保证了建筑结构的整体抗震能力。在施工图的规划阶段，应将钢筋优化应用于剪力墙，以确保结构中的水平钢筋和垂直钢筋相匹配，并确保拔模的剪切和弯曲载荷力与前截面有效结合。为进行一致性检查，严格按照规范要求进行详细规划，相应布置立柱和端部支柱，进一步加强一层、二层或三层的抗震能力，提高建筑整体稳定性。此外，在详细配置结构墙时，应调整钢筋之间的间距，以提高墙配置的整体质量。最佳化的基础是选取直径较小的高强度钢筋，以控制墙计算结果，使其仅符合结构钢筋中路径钢筋的最低需求。对于具有高平面完整性和低平面完整性的结构，应该相应地提高剪力墙中钢筋分布的钢筋率，并且可以指定略高于最小钢筋率的较小区域。钢筋应分布在底部和未加固部分之后，与具有不同冲击阻尼等级和较高冲击强度的剪切墙的振动措施相对应。

2.4对剪力墙的连梁设计展开优化

连梁设计不仅提高了建筑的刚度，还减少了侧向位移。这对于确保建筑项目的稳定性非常重要。但是，有许多因素会严重影响梁的剪力墙设计质量。因此，必须充分考虑对梁设计各个方面的影响。例如，如果在实际设计过程中连接梁的横向高度较小，则可能会影响连接梁的稳定性，因为重复荷载可能导致裂缝甚至损坏，从而损坏整个剪切墙结构。因此，要确保连接梁的实际刚度，必须选择较高的梁。此外，设计人员需要对连接梁进行内力分析和刚度降低计算，以避免连接梁的剪切损伤。

3不同结构类型的剪力墙设计方法

3.1连梁结构

连梁是一种常见的剪力墙结构，它与墙体协调，提高了整个墙体的刚度。在设计连梁结构时，应注重连梁与墙体的协调，以保证剪力墙的强度、刚度和抗震性能。在计算连梁刚度时，既要满足剪力墙的刚度要求，又要满足高层建筑的抗震要求。基于此，耦合梁的缩减值可控制在0.5-1.0，以促使耦合梁达到最佳状态。

3.2壁式框架结构

在设计剪力墙时，应综合分析水平力和竖向力的影响。在计算截面承载力时，按照偏心受压和偏心受拉的方式进行计算，以便及时发现和解决问题，保证结构的稳定性，提高墙体的承载力。

3.3整体墙结构

分析了整体墙体的受力特点。与垂直悬臂相似，其法线具有线性分布的特点，这种情况经常发生在墙肢较长时。为了提高建筑结构的延性，应在墙肢两侧设置钢筋，以防止损坏整个墙体，避免偏心受压。此外，设计人员应从墙体截面底部入手，分析组合内力的特点，合理调整配筋率。

结束语

当今高层建筑无处不在，民用建筑是目前测试最多的住宅。精心设计的剪力墙，大大提高了要求最苛刻的办公建筑的稳定性和抗震能力。民用建筑剪力墙的设计人员必须熟悉结构设计特点，提高民用建筑剪力墙的设计质量。这是从结构优化和混凝土剪力墙计算的角度进行的。

参考文献

[1]浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题[J].艾凯，季园园.中国住宅设施.2019（11）

[2]钢筋混凝土高层结构设计的常见问题与处理[J].王洋.建材与装饰. 2019（36）

[3]钢筋混凝土高层结构设计的常见问题与处理[J].梁秒霞.居舍.2020（14）

[4]高层结构设计中的几个问题分析[J].檀小龙.中国高新区.2017（08）

[5]钢筋混凝土高层结构设计的常见问题与处理[J].赵鑫.智能城市.2019 （21）

[6]剪力墙在高层结构设计中的应用[J].肖龙.建材与装饰.2016（01）