高层剪力墙结构设计中易出现的问题及应对措施分析

孙平

摘要：随着社会的不断发展，人们对空间利用的要求越来越高，高层建筑应运而生。特别是近年来，我国高层建筑不断增多，其对建筑工程的整体质量要求也越来越苛刻。在高层建筑行业领域，剪力墙结构得到广泛的应用，逐步成为高层建筑的最普遍的结构形式。本文正是从高层建筑剪力墙的布局和设计方面进行分析，以期高层建筑剪力墙可以通过合理科学的布局设计，达到高层建筑负荷力量均衡的目标。

关键词：高层建筑；剪力墙；结构合计；结构布局

Abstract: with the continuous development of society, people on the use of space requirements more and more high, high building arises at the historic moment. Especially in recent years, China's increasing high-rise building, the construction project of the overall quality requirements also more and more demanding. In the high-rise building industry field, the shear wall structure has been widely used, and gradually become high-rise buildings of the most common form of the structure. This article is from the high building shear wall layout and design, analyzed so as to high building shear wall can through the reasonable layout design of science, achieve high building load power balance of goals.

Keywords: high building; Shear wall; Total structure; Structure layout

中圖分类号：TU97 文献标识码：A文章编号：

随着社会的不断进步和发展，人们对空间利用的要求越来越高，高层建筑应运而生，并在全球范围内得到广泛的应用。高层建筑特殊的承建结构决定了其建筑结构设计要比普通建筑的要求更为严格，结构布局要更为合理科学。特别是随着近年来，建筑结构专业诸多新规范的产生，更是为建筑设计人员带来许多新的课题，其中高层剪力墙的设计与布局问题，无疑是其中一个重要的研究方向。

1.剪力墙结构设计概述

剪力墙，又称为体根抗风墙或抗震墙、结构墙，英文名称为shear wall ，通常是指建筑物中主要承受风荷载或者包括地震在内等地质灾害作用引起的水平荷载墙体，其主要作用在于防止建筑墙体出现剪切破坏。众所周知，建筑墙据其受力的不同特点，可以分为承重墙和剪力墙，承重墙的主要功能在于承受竖向荷载，如砌体墙；而剪力墙则以承受水平荷载为主。剪力墙之所以又被称为抗风墙或者抗震墙，其主要原因就在于，其主要承受风力作用、地震等带来的水平荷载。

通常，剪力墙又可以分为平面剪力墙以及筒体剪力墙。平面剪力墙主要用于用于钢筋混凝土框架结构、升板结构、无梁楼盖体系中。为了实现增加建筑结构的刚、强度及抗倒塌的能力的目的，在建筑物的某些部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。【1】如此一来 ，现浇剪力墙可以与周边梁、柱同时浇筑，达到很好的契合效果。而筒体剪力墙则主要适用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中，由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成，筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体，与平面剪力墙相比，其刚度和强度高，因而可承受更大的水平荷载。

一般来讲，剪力墙结构的优点在于其侧向刚度大，在水平荷载作用下的侧移较小小，而且有很好的承载能力，而且有很好的整体性和空间作用，与框架结构相比有更好的抗侧力能力，因此，剪力墙结构被广泛用于营建较高的建筑物。当然，剪力墙也有固有的不足之处，诸如剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置也不算不灵活，而且结构自重也较大，结构灵活性也很难保证。

2.高层剪力墙风载力设计分析

高层剪力墙结构竖向钢筋混凝土墙板及其水平方向，仍然是钢筋混凝土的大楼板、大载墙的构成体系。【2】一般来讲，建筑物高度越高，风和载力对其造成的影响就越大，风产生的推理作用会使建筑出现一定程度的摇摆浮动，一般来讲，浮动摇摆的限制非常小，需要靠竖向墙来抵抗。即墙面需要一个和风力相抗衡的力，沿着整个竖向墙板的高度，形成一种力的剪切。因此，高层建筑的竖向墙体不仅仅要考虑到建筑自身承重的竖向力，还应当考虑到水平方向对墙体的作用。

3.高层剪力墙结构设计计算分析

对于高层剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本上与普通剪力墙结构分析大致相同，同常可以采用三维杆系—薄壁柱空间分析方法或着空间杆—墙组元的分析方法。【3】当然，这过程中还学要设计到墙体厚度的计算原则，一般情况下，我们可以按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002相关技术规范来进行计算，即当已知墙肢承担的楼面荷载的面积Aq时，可按下式估算墙厚：bw=1.3QAqn×103 /fchwr。【4】此种方法，在我国建筑行业已经得到广泛的应用，不论是理论方面还是实践方面都已比较成熟，但是在这中结构设计计算过程中仍然应当注意 以下几方面的内容。

3.1高层剪力墙结构的建筑在抗震方面的薄弱环节在于其平面外边缘的脚部处的墙体，因此应当做好此部位的抗震设计关乎建筑物的整体设计质量。通过减小压轴比、增大纵筋和箍筋的配筋率来缓解扭转效应带来的影响都是解决这类问题的行之有效的办法，只要设计者稍加注意，就可以避免后期施工带来的诸多麻烦。

3.2剪力墙会在水平作用力的影响下，稍显变形弯曲，而底部外围小墙肢则会承受较大负荷的扭转剪力。剪力墙应在竖向和纵向两个方向均设计连接，避免形成“一”字形结构，这也是导致周边墙体出现裂缝的主要原因之一。做好两个方向的设计连接可以说关系到整个建筑物的整体质量。

3.3各个墙肢的分布要尽量均匀合理，避免过疏或者过密的想象发生，尽量实现墙肢刚度中心与建筑物中心的一致。同时，对于高层建筑来说，其剪力墙的结构设计还应当配合添加适当数量的长墙，一方面可以减小抗侧性能不佳的缺点，另一位方面也可以避免墙体结构产生大的变形。

4.剪力墙出现裂缝之原因分析

墙体出现裂缝的现象时有发生，产生原因也十分复杂。在一般情况下，工程剪力墙裂缝的成因可以分为以下两个方面：一是动、静荷载或者其他各种外荷载而引起的墙体裂缝；二是由混凝土内外温差、收缩或地基不均匀沉降等变形荷载引起的裂缝。【5】除此之外，建筑结构设计及其结构布置也是产生裂缝的一个诱因。因此，我们不能单一的分析裂缝产生之原因，而应当结合实际情况，多角度综合的分析和处理此类问题。通常来说，当剪力墙出现裂缝时，最有效的办法就是在建立墙上增开结构小洞。通过精确的计算，增开的结构小洞可以有效释放混凝土的收缩应力，减少因混凝土收缩带来的墙体变形。除此之外，在剪力墙墙体中设置暗梁，可以使贯穿性的裂缝只能裂到梁低，而不至于损害楼面板底，在一定程度上也可以控制裂缝带来的危害。

5结语

剪力墙结构设计关系到建筑整体质量，更关系到每位住户的生命财产安全。作为建筑结构的设计人员，应当树立起良好的社会责任感和使命感，努力完善建筑结构各方面的设计工作，保障建筑物的质量安全。只有这样才能实现我国建筑行业的发展，才能促进我国建筑设计质量实现质的飞跃，才能达到构建和谐社会的目标。

【参考文献】

1.建设部干部学院. 建筑结构. [M]华中科技大学出版社（第一版）.2009.1

2.胡见勇 史明忠 冯文燕. 高层剪力墙结构问题的探析. [J]. 黄石理工学院学报.2009.7

3.许燕禄. 框剪结构剪力墙平面布置对扭转的影响 [J]. 广东土木与建筑 2005(11): 66-68

4.张俏 柯长华 张国庆 高层剪力墙结构设计中常遇问题的解决方法. [J]. 建筑结构.2006.6

5.建设部干部学院. 建筑结构. [M]华中科技大学出版社（第一版）.2009.