高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题

高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题

周洲

广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司 广东东莞 523000

摘要:随着科学技术的进步与时代的发展，建筑领域也得到了良好的发展态势，在长期的建设及发展过程中，高层建筑的建设规模及数量不断攀升。在高层建筑结构设计中，剪力墙结构的连梁设计是一项重要内容，可以有效提升墙体的粘附力和延展性。基于此，本文首先分析了连梁在剪力墙结构中的重要作用，之后根据实际设计中存在的问题，提出了相应的解决对策，希望对提升剪力墙结构连梁设计的有效性带来一些帮助。

关键词:高层建筑；剪力墙结构；连梁设计

引言

为了满足高层建筑的整体结构功能，使其更加多样化，设计师需要使用剪力墙系统来分析建筑结构的内部强度，而设计往往与水平力相关联，进一步增加高层建筑连接梁的内部强度，无论采用何种方法降低内部强度，都很难满足相应的连梁设计要求。因此，应对高层建筑剪力墙结构连梁设计中存在的问题进行深入剖析，不断优化并创新施工技术，从而提升高层建筑整体的建设质量。

一、连梁在剪力墙结构中的重要作用

在高层建筑的结构设计中，通常在连梁的中端设置水平缝，以增加剪力墙宽度，之后针对内力过大的连梁进行相应调整。但是这样的设计及操作流程会大大降低梁的承载力和刚度，难以达到理想的设计要求。剪力墙的理想极限状态应该是：在某一层中，连接梁的两端首次出现塑性铰，然后逐渐扩大，直到梁底前两端出现塑性铰。同时，努力提升相连接墙面的韧度，这对有效提高结构的抗震性能具有重要帮助。因此，在对剪力墙结构进行设计时，还应考虑到连梁的延展性问题，使其达到相应的技术标准^[1]。

二、高层建筑剪力墙结构连梁设计中出现的问题

（一）连梁的刚度问题

在剪力墙结构连梁的设计过程中，在各种因素的影响下，连梁在水平力的作用下会产生很大的内力，而且在实际操作中很难对这一问题进行有效解决。同时，有些设计人员在具体工作中没有重视抗震性能的设计，所以在工程设计时必须提高连续梁截面设计的可靠性。此外,还必须适当减小连续梁的强度,这主要是因为在横向荷载的影响下,当混凝土出现裂缝时，刚度可能会降低，而这种情况在外力的长期影响下，会不断扩大开裂面积，从而影响整个建筑结构的稳固性。因此，要不断提高连梁的延展性能，坚持“强剪弱弯”的原则。此外，一些建筑物具有特定的抗震要求，在具体的设计中，需要对连梁的刚度进行适当调整，以满足建筑需要。

（二）内力和位移问题

在对剪力墙结构连梁进行设计时，首先应对结构中的内力及位移情况进行全面而精准的计算。首先，水平荷载和垂直荷载要根据不同的情况来进行计算。 如果载荷处于垂直状态，则必须降低刚度和弯矩；如果载荷处于水平状态时会使刚度降低，因此就荷载而言，应将减少指数控制在0.8 左右。

（三）风荷载控制

对大型高层建筑来说,通过对风荷载的调节,会适当提高剪力墙的数量,而通过提高或降低数量可以减少对每一面墙的负荷压力,这主要原因是减少了连梁的截面强度,会减少对连梁的某些部位的承受能力。另外，通过提高剪力墙的厚度，可以提升剪力墙的承载能力，也可以通过改变界面高度的手段来降低刚度。

三、高层建筑中，提升剪力墙结构连梁设计水平的具体对策

（一）基于抗震性能目标，折减连梁刚度

在高层建筑的剪力墙结构设计中，连接梁的设计流程较为复杂，且具有一定的难度。同时，由于跨高比性能较低，存在的质量问题和安全隐患较多，对连梁结构的设计工作造成了较大阻碍，特别是对剪力墙结构的稳定性造成了消极影响。从连梁的抗震性能的实际情况来看，虽然目前制定的相应的技术标准和各项规范，当尚未形成明确的管理体系，因此难以保证连接梁在实际设计中的有效应用。因此，应实际过程中，应高度重视设计工作，确保连梁截面设计的合理性与科学性，从而满足高层建筑剪力墙结构的实际需求。由此出发，在设计高层建筑剪力墙结构的连梁时，应适当降低连梁的刚度，以更好发挥侧向荷载的功能，从而防止剪力墙结构出现混凝土开裂问题，确保结构设计的安全与稳固。一般来说，在应用连梁结构的过程中，容易产生较大的外力作用，不利于连梁结构的形成，从而降低了刚度，严重影响到连梁结构的稳固性。因此在设计时，应重视剪力墙结构的抗震性能。在调整连梁刚度折减系数时，应注意到连梁的延展性，以免在后期使用过程中产生更大的危害和消极影响。

（二）深入分析连梁载荷效应

为了提升高层建筑剪力墙结构连梁设计的有效性，应对连梁载荷效应进行深入而精准的分析与计算。首先，需要对剪力墙结构中连梁在不同载荷方向中的具体情况进行综合考虑，以保证整个剪力墙结构具有较高的稳固性，尽可能防止在不同方向荷载作用下出现严重的设计不合理问题。在此过程中，要注意不断优化剪力墙结构中连梁的刚度和强度，防止其由于外力作用出现变形问题。其次，在对水平荷载和竖向荷载进行计算研究的基础上，必须保证相关内力计算的完整性，同时，可以有效预见连梁结构中可能发生的位移情况，并采取相应的应对措施，以减少对结构带来的不良影响，提升剪力墙结构连梁设计的应用价值

^[2]。

3. 风荷载效应控制分析

在高层建筑剪力墙结构连梁的设计中，设计人员还应对风荷载效应开展有效的控制与分析工作。从相关数据中可以发现，风荷载对剪力连梁稳定性具有重要影响，可能会对建筑后期的安全使用带来一定程度的干扰。因此，为了做好高层建筑剪力墙结构中的风荷载控制工作，还需要对不同方面的受力进行深入探究，尤其是要加强对梁斜截面的分析，保证结构的稳定性，同时，重点关注弯曲或变形问题，有效消除潜在隐患。

（四）加强结构设计与施工技术的协调性，提高设计人员的综合素质

在高层建筑剪力墙结构连梁设计的过程中，应用新技术与新工艺可以显著提升设计质量与设计水平。因此，在设计时，应考虑结构设计与施工技术在实际应用过程中的协调性。例如，在对连梁结构进行设计的过程中，需要保证混凝土开裂控制技术的协调性，以保证设计方案的可行性与科学性，从而为提升高层建筑的结构质量做出积极贡献。同时，培养高素质的设计团队是提升高层建筑剪力墙结构连梁设计水平的重要前提。因此，为保证工程项目的稳定运行，必须努力提高设计人员的综合素质。首先，应加强对设计人员的培训工作，使其全面了解并掌握剪力墙结构及连梁设计中的要点及难点，拥有系统化的知识体系，为实际的设计工作提供重要的理论依据。其次，应加强对设计人员的技能培训，提升其实践能力。例如，为设计人员提供更多的实训机会，引导人员深入到一线施工现场，并加强与专业技术人员的交流与沟通。通过这种方式，可以使设计人员了解到工程项目的实际情况，并在此基础上设计出满足高层建筑实际需要的结构设计方案，保障了剪力墙结构连梁设计的科学性与合理性，推动结构设计工作的不断优化与发展。

结论

总而言之，随着高层建筑的逐渐增多，传统的结构设计方式已很难满足当下时代发展的需求。对此，设计人员应将剪力墙结构连梁设计更好的应用于高层建筑结构设计中，并针对设计中存在的问题，采取切实有效的设计方案及方法，推动建筑工程领域的可持续发展。

参考文献：

[1]王健.高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题探讨[J].赤峰学院学报,2017,33(22):113-114.DOI:10.13398/j.cnki.issn1673-260x.2017.22.048.

[2]王剑.高层建筑结构设计中剪力墙结构关键点分析[J].低碳世界,2017(19):194-195.DOI:10.16844/j.cnki.cn10-1007/tk.2017.19.130.