高层剪力墙结构要点探究与分析

文/罗宇 江苏省华建建设股份有限公司 江苏扬州 225000

高层剪力墙结构要点探究与分析

文/罗宇 江苏省华建建设股份有限公司 江苏扬州 225000

本文详细阐述剪力墙在高层建筑应用分析与设计的重点内容，讨论剪力墙的布置要求与结构类别，阐述剪力墙厚度与长度等问题，对优化高层建筑结构施工图纸，剪力墙结构设计合理化、科学化、经济化。

高层建筑；剪力墙；设计要点

前言：

剪力墙体系具有整体性优、刚度强、造价低等特点，因此高层建筑常用剪力墙结构，可把隔墙与承重墙有机统一且施工成本更为经济，除此以外，剪力墙体系与框架结构相比，没有出现梁、柱外露等情况，且外立面造型更加美观,内部功能更加多样化，随着剪力墙在高层建筑大规模的应用，社会大众对剪力墙结构设计要求进一步提高，《高层建筑混凝土结构技术规程》对剪力墙结构的类型选择、布置尽管没用作出细致规定,我们设计人员则应当结合建筑工程实际条件，加强剪力墙结构设计与优化。

1.剪力墙体系布局标准

1.1 剪力墙布置要求

通常剪力墙沿主轴方向进行布置，设计人员在建筑平面内布置的剪力墙应当保持平均，严禁出现一端多一端少的情况，由于剪力墙在实际受力中承受较大的水平作用力、竖向轴力，因此在结构计算中其墙体应当满足延性变形与抗剪切的要求，在剪力墙设计过程中设计人员应尽量考虑其弯曲延性。

1.2 剪力墙结构类别

高层剪力墙建筑结构类型主要包括整体墙、联肢墙等，根据墙体的差异性特点以及其受力形式，对剪力墙体内力进行配筋，整体墙主要涉及山墙、局部开洞墙、结构片墙，而联肢墙则是将剪力墙通过梁进行连接，剪力墙建筑结构体系如下图所示，剪力墙在高层建筑受力过程中不仅作为承重构件，同时也是抗侧力构件，而设计人员对剪力墙可进行局部布洞，但洞口开设越大时，从受力体系上更接近于剪力墙框架体系。

2.高层建筑对剪力墙厚度与墙肢的应用要求

2.1 剪力墙厚度

根据抗震规范规定要求，当高层建筑抗震等级为一、二级抗震设计人员需要对剪力墙底部进行加强，其墙厚应大于200mrn，而且大于高层建筑层高1/16，对于非加强区域墙厚不得低于160mm，在进行剪力墙设计过程中，设计人员如遇特殊情况，应对高层建筑展开概念设计分析，积极控制与调整墙肢轴压的数值，确保高层建筑的连续性，确保剪力墙结构设计满足规范要求。

2.2 墙肢长度

在设计过程中，设计人员对高层建筑剪力墙结构长度有着明确控制，墙肢长度一般低于8m，因此在剪力墙结构计算过程中设计人员应保证剪力墙体系延性，避免剪力墙在受力过程中出现脆性破坏，根据高规要求剪力墙高宽比宜大于3，这样能够提高剪力墙的整体延性，在抗震过程中其发生弯曲破坏，在以往设计过程中笔者发现墙体过长，为了确保墙体的高宽比值大于3，可通过开设洞口等措施将长墙分割成具有均匀性肢墙，对于洞口笔者认为选择弯矩比偏小的连梁。

3.剪力墙结构设计原则

设计人员在进行剪力墙设计中，首先结合设计规范具体要求对结构的合理性进行考量，在结构设计过程中，设计人员从技术层面应满足下列原则，从而能够推动剪力墙设计科学化、规范化，应当选择合理的结构设计方案，结合地理位置、功能需求、施工因素与材料等，最终决定最合理的结构设计方案。

3.1 调整层间最小剪力系数

设计人员为了控制剪力墙结构自重，避免地震出现，尽量控制剪力墙数量，但基于一个前提：即要求短肢剪力墙所承受第一振型倾覆力矩应低于地震倾覆总力矩的30%，设计人员可扩大剪力墙开间，增加剪力墙结构的侧向刚度，保证层间最小剪力系数满足规范要求，从而能够控制建筑工程成本支出。

3.2 调整层间层高比与最大位移

层间扭转与剪切变形是高层建筑结构设计的重点，其中剪切变形主要根据竖向构件数量来判断的，如某建筑竖向构件布置过多，必然增大剪重比，造成结构设计不合理，扭转变形加大，且无法满足楼层间位移要求，对此，在建筑物中应尽量减少扭转变形，而不能单靠增加竖向构件的刚度来调整楼层之间的位移。

4.剪力墙结构设计优化措施

4.1 加强大墙肢的结构处理

在设计过程中笔者发现剪力墙结构由于本身具有延伸性要求，对此在实际施工过程中也应具备其延展性能，设计人员应重视剪力墙结构整体性工作，剪力墙在实际破坏中以弯曲破坏为主，极易造成脆性破坏，这对结构的抗震极为不利。针对这种情况设计人员对于墙肢较长的剪力墙设计不仅满足承载力要求还需进行分层设计，将其分割成为均匀单元，对于较短墙肢在受弯条件下出现裂缝较小，从而能够有效发挥墙体配筋作用，为消除这些不利现象出现，对于墙肢长度超过8m可选择下列处理措施：第一，开设施工洞，在施工过程中需对墙体孔洞预留，同时对预留孔洞需布置填充墙，这样能够将长墙肢隔成短墙肢。第二，开设计算洞，设计人员主要在结构计算时假设其有洞，但在实际施工过程中仍为混凝土墙，这种计算洞的开设，能够发挥墙肢配筋性能。

4.2加强剪力墙结构均衡设计

在高层剪力墙建筑结构设计过程中，设计人员应当采取恰当优化措施实现结构受力均衡，不仅能够提高剪力墙结构安全度，还能够控制工程的投资造价，设计人员根据剪力墙的平面布置情况能够真正实现剪力墙结构的设计优化，根据施工现场条件，制定正确的剪力墙设计方案，设计人员加强剪力墙施工质量的督查，制定科学的施工管理机制，强化施工管理人员的安全意识，要求其按照操作流程与设计图纸进行施工作业。

结束语：

综上所述，我国城市建设日不断加快，规模不断扩大，剪力墙体系在高层建筑结构中得到广泛应用，增强剪力墙结构安全性、抗震性，是广大设计人员需要考虑剪力墙的结构问题，设计人员需要制定科学的剪力墙结构设计方案，结合建筑工程的实际条件，对此充分做好现场的勘察设计准备工作，保证建筑物整体的设计水平，最终推动我国建筑行业的可持续发展。

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[2]戴亚鹏.高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析[J].山西建筑,2015,04:36-37.

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