高层剪力墙结构设计中的若干问题实践思考

艾启亮

摘 要：随着我国经济的不断发展，城市化进程不断加快，城市化的发展进程带动了我国建筑事业的高速发展，建筑行业作为我国的支柱性产业与国家经济与人民生活水平息息相关，当前我国住房用地紧张，高层建筑的建设已经成为缓解土地资源压力、提升城市建筑实用性的有效措施，剪力墙作为高层建筑的一种重要结构形式，对提升高层建筑的抗震性及安全性具有重要作用，它的设计是否合理关系着建筑整体的质量。本文通过对高层建筑剪力墙设计中的若干问题进行探讨，分析了剪力墙设计在高层建筑中的重要作用，提出了高层剪力墙设计的实践思路，为相关建筑设计工作人员提供参考。

关键词：高层建筑;剪力墙;结构设计

剪力墙是目前高层建筑中常用的建筑结构，所谓剪力墙就是指建筑主体内纵向、横向的主要承重结构为墙体的结构设计。剪力墙是高层建筑中不可缺少的一部分，合理的剪力墙设计，可以有效分割室内空间、承担室内建筑重力、降低建筑成本、提升建筑物整体的安全抗震性能。剪力墙的有效使用与其合理的规划设计密不可分，因此建筑设计人员在进行建筑设计时，应充分考虑室内空间的特点，将剪力墙的位置、高度等内容进行合理规划，以确保室内空间分割合理，使剪力墙的作用得到充分发挥。

一、剪力墙结构的概念与优势

（一）剪力墙结构概念

剪力墙又称抗风墙、抗震墙或结构墙，一般用钢筋混凝土做成，剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，使其能够承受各类房屋中的内力，同时有效控制墙体结构的水平力量，剪力墙的厚度较小，但承受能力较强，因此被广泛使用在高层民用住宅结构中[1]。

（二）剪力墙结构的优点

1、剪力墙结构具有较高的稳定性

剪力墙结构是使用钢筋混凝土墙板来替代房屋梁柱，其刚度较强，能够承受房屋内部的各种荷载，支撑效果强，结构稳定且耐用，并且具有一定的抗震作用，因此剪力墙结构在高层住宅中的使用可以较好的提升房屋的稳定性，这也是剪力墙结构的核心优势。

2、剪力墙结构成本低、效果好，經济实用

剪力墙结构是采用钢筋混凝土浇筑的方式进行，因此其含钢量少，极大节约了建筑装饰的成本，虽然其成本低，但承重效果非常理想，因此受到广受建筑施工装饰单位的青睐，被广泛应用于高层建筑当中，并发挥了良好效果。

3、剪力墙结构美观度高、舒适性好

剪力墙结构的墙体厚度较小，外观美观大方，剪力墙结构可以通过合理设计将房屋内部分隔墙与承重墙进行完成结合，增加了房屋内部的空间范围，提升了室内整体视觉效果，并且不会阻碍室内光照及通风，在人民生活水平不断提高，对居住环境的要求越来越高的情况下，极大提升了建筑房屋内部的美观度和舒适性。

二、剪力墙结构的设计原则

剪力墙结构的设计分为平面和竖向两个部分，其主要设计原则有：

（1）剪力墙结构的平面设计应做到简单大方，且线条规则，宜沿平面和竖直两个方向或其他方向进行双向设计，特别是在用于抗震效果的结构中，最好不要使用单向设计剪力墙，平面及竖直方向的剪力墙刚度应尽量接近，避免差别过大[2]。（2）剪力墙结构的设计宜遵循从下到上的原则，因为剪力墙的刚度较大，如果在建筑的一层或几层当中，将剪力墙隔断，很容易造成建筑刚度的变化，影响剪力墙体结构的稳定性。（3）剪力墙结构的设计上，门窗的预留口应上下对齐，成列进行布置，门窗开洞的洞口要规则，预留口的开洞应成排或成列进行布置，房屋内部墙体和连梁的设计明确，分布均匀，这样才能保证房屋墙体与门窗的协调美观。

三、剪力墙结构的适用范围

（一）剪力墙与框架结构的组合。这种结构组合适用于房屋内部需要设计局部大空间的建筑主体，在房屋内部使用结构框架与剪力墙的结合，可以分割出较大空间，同时又兼顾抗侧能力，是高层建筑最常用的结构。

（二）普通剪力墙结构，是指房屋内部结构全部由剪力墙构成。

（三）剪力墙与框支结构的组合。这种情况适用于当房屋内部的剪力墙结构下部有较大空间导致剪力墙无法全部落地时，由底部框支结构来辅助剪力墙结构。

四、高层剪力墙结构的住宅优化设计策略

（一）高层剪力墙的住宅设计要为后续的房屋内部改造留有空间

高层剪力墙的住宅设计中应当注意要为后续房屋内部的重新改造等施工留下余地，保证剪力墙的墙体在满足房屋结构稳定性的同时为房屋的门窗安装留有空间，在房屋设计初期做好规划，并严格按照房屋施工设计图进行施工，在设计施工中预留门窗门洞，切忌反复挖掘门洞以免影响房屋稳定性，在室内空间的分割上，提前做好规划，并且在每个分割空间中提前预留门窗位置。

（二）高层剪力墙设计要合理设计平面与竖直方向的布置

在高层剪力墙的结构设计中，首先要注意保持潜力墙面平面和竖直方向的对称和均匀，确保剪力墙的墙面重心和刚度基本吻合，避免墙面扭曲，确保墙体上下对直，提升整体结构的稳定性及美观度;其次，在抗震剪力墙的设计中应注意在房屋内部保证两面墙壁都使用剪力墙，这样的设计可以最大限度保证房屋结构的稳定性，起到良好的抗震作用;最后，在设计剪力墙结构时，应注意剪力墙的抗侧力刚度不能过高，这里可借助公式T= （0.05-0.06） n，其中T是经验公式，n是剪力墙结构的层数，通过此公式来确定剪力墙刚度的单位，保证剪力墙设计的合理性。

（三）在剪力墙的设计中对墙支进行合理处理

在进行剪力墙设计时，要保证剪力墙体具有一定的延展性，在材料的选择上注意选择质量较好、延展性较高的剪力墙材料;针对长度较长的墙体可以采用挖洞的方式进行分割，以保证墙体整体的安全性，避免裂缝的出现，同时这种操作方法还可以充分发挥墙体内钢筋的支撑作用，起到良好的避震性能。

（四）在剪力墙结构的设计中要合理处理边缘构件

边缘构件一般分为构造边缘构件和约束边缘构件，在具体的设计施工中应注意具体问题具体分析，对于抗震等级一、二、三级的剪力墙底部加强部位及其上一层的剪力墙肢，应设置约束边缘构件，其他的部位应设置构造边缘构件。（根据建筑设计抗震规范GB50011-2010 6.4.5条;JGJ3-2010 7.2.14条）约束边缘构件对体积配箍率等要求更严，用在比较重要的受力较大结构部位;构造边缘构件要求松一些。针对室内不同的情况选择适合的边缘构件，满足房屋设计的需求。

（五）在高层剪力墙设计中应注意合理设计过渡层

过渡层是高层剪力墙设计中的重要环节，可以在一定程度上缓解房屋内部墙体荷载，增强剪力墙体的耐受力，但是在实际的设计施工中，过渡层的设计如果缺乏合理性，会影响过渡层作用的发挥，因此，在进行剪力墙体的设计时，应注意对过渡层的合理设计，充分利用过渡层的性能，增强剪力墙墙体的稳定性和抗震能力。

五、结语

高层建筑如今已经遍布城市，为缓解城市的住房用地紧张提到了良好作用，剪力墙作为高层建筑最常用的建筑设计结构，其稳定性高、成本低、美观大方，且能够很好的保护室内面积及采光通风，并具有一定抗震性能，因此，广受建筑施工单位的青睐，剪力墙体的结构设计需要严格遵循设计方案，注意整体的协调性，才能使其作用得到充分发挥，为市民提供更具稳定性及舒适性的居住环境。

参考文献：

[1]赵琨.高层民用建筑剪力墙结构设计探讨 [J].住宅与房地产，2018（6）：65.

[2]谭剑锋.谈剪力墙结构在高层民用建筑结构设计中的应用建筑工程技术与设计，2016，（31）： 530.