高层住宅框架剪力墙结构设计

黄炳森

（中裕建设工程有限公司， 福建 厦门 361000）

0 引言

根据我国对小区高层住宅的结构设计规范的有关规定，7到 9层为中高层住宅，10层以上则是高层住宅。而对于7到11层的住宅，有高层住宅在平面设计布局中类似的布局，装有载人电梯，且未安装消防电梯，在保持高层住宅节约用地的特点的同时，能够更接近自然，同时兼具采光、通风以及观赏效果最佳的特点，被人们所喜爱，越来越多的人在选择住宅时偏向于这类住宅。这类中高层住宅通常采用的都是框架剪力墙结构设计，在保证住宅具有以上优势的同时，提升住宅的安全水平。

1 剪力墙设计原则

框架剪力墙结构在设计之时，应以剪力墙为主轴向两侧布置，在设计框架剪力墙抗震设计时，要保证剪力墙双向布置，遵循剪力墙截面规则、简单的原则。

中高层建筑框架剪力墙设置时，不宜全部采用短肢剪力墙结构。

框架剪力墙门窗要上下对齐，横列要布置整齐，要构成明确的连梁和墙肢。在抗震设计时，三级以下的抗震等级，剪力墙的底部结构以及不能够采用错洞墙和叠合错洞墙。

如果需要设置长度非常长的剪力墙结构，应该将剪力墙均匀的分成几部分，再由弱连梁连接，且墙肢的截面高度要≤8米，同时剪力墙的间距要符合图表 1中的标准。

5）在布置剪力墙时要自上而下的连续布置，能够避免刚度突变。6）高层建筑的楼面主梁支承不能够设置在框架剪力墙的连梁上。

剪力墙间距表图表1

2 剪力墙布置的具体内容

根据对以往高层建筑抗震能力的数据分析，在高层建筑的剪力墙结构设计中，钢筋的使用面积对剪力墙的性能有着很大的影响。正常情况下，剪力墙自身的刚面积大概在百分之四十五到六十五之间。由此可见，剪力墙结构的设计很容易对整个工程的施工成本造成影响。在不降低建筑质量和使用性能的大前提下，要尽量的减少墙体以及墙体边缘的钢筋使用。

2.1 加强结构边缘，减弱结构中部

应该在剪力墙的主体结构边缘以及外围进行剪力墙的设置，与阳台以及窗口的高连梁相连接，从而达到增加剪力墙刚度的作用。在高层建筑的设计中，剪力墙结构的使用要在河里范围之内，尽量不要超过一定的数量，这样不仅能够提高高层建筑主体结构的刚度，更有利于对整体结构位移以及周期的调整，能够在一定程度上增加高层建筑外墙的防水性能。

2.2 减少复杂形状及转折的设计

施工人员在布置剪力墙时，首先应该根据施工图纸的设计内容，同时要充分考虑墙体的转折对边缘部位的影响因素，并将其作为参考依据，剪力墙的设计应该在墙体内部设置最少的暗柱数量，且暗柱的体积也要尽可能的小，尽可能的避免出现大暗装的情况。因此，在剪力墙布置指出，设计人员要经过周密的计算，并且结合实际的施工情况，尽可能的避免电梯井中出现墙垛或者横墙，这样就能够有效的避免边缘钢筋的过度使用。

2.3 墙肢轴压应相近

不同的剪力墙设计，要有其相对应的框架应用方式，所选择的连梁也要充分适合当前的剪力墙设计。连梁和框架的有效应用能够健全剪力墙的整体结构，使剪力墙之间能够贯穿完整，形成完整的、统一的并且抗震、抗风的结构。通过这种连接方式，能够极大程度的避免半框架结构等不良墙体的出现，能有效的提高高层建筑的整体抗震、抗风能力。在高层建筑整体的结构设计中，有效的剪力墙设置能够满足建筑的整体空间需求。因此，再设计剪力墙结构时，要充分对整栋建筑进行多角度的分析，在最合适的位置进行剪力墙结构设置，避免剪力墙的滥用，导致建筑出现刚度降低的情况。

2.4 根据高度变化剪力墙结构

在高层建筑的剪力墙设置时，若果建筑底部设置的剪力墙过多，那么在上部结构减少剪力墙的设置数量时，会因剪力墙的分布不均匀而导致建筑整体刚度增加，从而使建筑的抗震能力降低。因此，剪力墙的设计要随着建筑的高度均匀的变化，所以，设计人员的设计剪力墙结构数量之时，要充分考虑到建筑整体的高度，以及建筑底部剪力墙的设置数量，并且对剪力墙的厚度进行合理的测算，保证剪力墙的厚度能够随着建筑的高度进行均匀的变化，保证整栋建筑的刚度变化均匀，尽可能避免出现刚度过大或者突变，提升建筑整体的抗震能力，满足人们对高层住宅的需求。

2.5 多长墙少短墙

以建筑主体的横向纵向承重柱为依据，在隔墙位置设置剪力墙时，剪力墙的长度在不超限度的情况下尽可能的长，减少短墙的出现。另外，也可以通过增强剪力墙墙肢的强度，来减少剪力墙的设置，进而保证整体建筑的刚度，这样既能够减少边缘构件的数量，还能够扩大剪力墙之间的距离，提高建筑的空间灵活性设计。

剪跨比和轴压比时影响剪力墙延展性的主要因素，轴压比在正常值级范围内时，如果剪跨比≤2，剪力墙就会出现脆性破坏，这一点，在设计人员进行剪力墙设置时要特别注意，尽量避免此种情况的发生。在剪力墙的结构设计中，要避免剪力墙的过长设计，因为，在一个单元结构中，个别的墙长度过长，所承受的重力也会越大，这种情况下会严重降低剪力墙的延展性，降低使用性能和安全性能，因此，再设计剪力墙时要在限度内尽可能的设计长的剪力墙，并且，各个剪力墙的长度要尽可能的相近。

3 控制成本的具体措施

3.1 选择高质量高性能的材料

在实际的工程建筑过程中，开发商往往会进行成本测算控制，会对施工的成本进行资金上限控制，那么设计人员就要设计轻质墙体，同时要选取一些抗震能力强、性价比高的施工材料，能够更好的实现在成本控制的情况下不改变工程质量的目标。同时在墙体设计时，采用一些高强度的钢筋，这样在保证剪力墙整体刚度的同时，极大程度上减少了钢筋的使用量，从而节约工程施工成本。

3.2 对建筑整体的剪力墙布置进行合理的分配和计算

剪力墙是要根据建筑的高度不断的进行均匀的变化的，因此，要求设计人员对剪力墙的整体布局进行合理分配和细化分析，，所有的剪力墙都要通过连梁来连接，防止出现半框架结构剪力墙。同时，通过精切的计算和设计，在不超过横向和纵向符合的情况下，保证剪力墙的轴压比互相接近，使剪力墙的变形基本保持一致。

3.3 减少整栋楼体的荷载情况

设计人员在设计剪力墙结构时，要将各种影响因素都考虑进去，充分计算楼面的负荷量，同时，遵循相关的质量规定进行钢筋数量的合理分配，这样才能够有效的减少不必要的负荷，进而有效的减少初期的成本投入，进而减少建筑整体的使用性能和安全保障。

4 小结

总而言之，在现代建筑的建设过程中，相关的设计人员要不断的优化设计图纸，优化建筑设计结构，从源头减少建筑成本的投入，在施工过程中采用高性能的建筑材料，能够有效的减少建筑材料的使用，进而节约建筑工程成本。同时，剪力墙的合理设置能够在不降低建筑质量的前提下，尽可能的节约、控制成本，能够很好的满足人们的日常生活需求的同时，也满足开发者节约成本的初衷，最终能够获得高质量、高性能以及高效益的住宅建筑。