浅议高层建筑剪力墙结构的设计

摘 要：剪力墙结构作为一种主要高层建筑结构体系，在我国高层建筑的应用十分广泛。文章分析了高层住宅楼剪力墙的特点和受力特点，介绍了剪力墙结构体系在我国高层居住建筑中的发展情况，探讨了如何在高层住宅楼中实现剪力墙的设计注意要点。

关键词：高层建筑；剪力墙；设计

随着现代社会的发展，人口密度的增长，土地资源日趋紧张，随着土地的不断开发，城市土地资源越来越紧张，建筑向纵向发展成为满足人们住房需求的有效途径。剪力墙结构具有强度高、抗压性强、承载力好、整体性优、节省材料等优点，在高层建筑中发挥重要的作用，能保障高层建筑达到抗震、防偏移的标准，符合现代高层建筑的发展要求，因而被广泛应用于现代高层建筑结构设计中，逐步成为高层建筑的最普遍的结构形式。随着我国国民经济的持续快速的增长，城市化进程的不断加快，人民生活水平不断提高，人们对居住面积和舒适度的要求也不断提高，使得小高层住宅在我国如雨后春笋般大量涌现，如何在小高层住宅设计过程中使结构方案经济合理已成为结构设计者的当务之急。

1 剪力墙结构特点及受力特点分析

剪力墙结构是指利用房屋墙体作为水平抗侧力和竖向承重的结构，在该结构体系中，墙体同时可作为维护及分隔构件。目前，我国大多采用现浇剪力墙结构，它的整体性好，剪力墙结构体系承载水平较高，具有较高的抗侧性能和承载性能，自身侧向刚度较大、变形小，能够有效抵抗和消除水平荷载和竖向荷载，比较适用于高层建筑结构；结构拥有较强的自重，能够有效减小地震效应的影响；由于不采用梁式结构平板，可以有效增加净高，提高空间利用率，平面布局较为规整，剪力墙结构体系适用层高较小的建筑，如高层住宅、高层宾馆等。由于高层建筑剪力墙结构体系自重偏大，建筑平面布置空间存在局限性，为了满足业主对大建筑空间的需求，可将剪力墙转化为框架-剪力墙、框支剪力墙结构体系。

2 剪力墙结构体系在我国居住建筑中的发展

由于我国人口众多，人均土地愈来愈少，并且需要有足够的绿化以及人们的活动环境，高层住宅的发展越来越成为一种趋势。20世纪70年代末我国开始兴建了大量的高层住宅，根据各地情况的不同所采用的结构体系也不一样，最早采用的主要是预制外墙板大模板现浇内墙的剪力墙结构体系，小开间住宅的楼板结构主要采用预应力圆孔板，90年代以后基本开始采用现浇楼屋盖结构。通过综合对比，现浇剪力墙结构具有室内空间简洁、使用面积大、施工湿作业少、经济效益好等优点，至今仍是大中型城市居住建筑的主要结构形式。采用现浇剪力墙结构的优越性十分明显，分隔墙与承重墙相结合，可以获得较大的有效使用空间，同时可以做到房间内不出现露梁露柱现象，简洁明了，隔音效果好，并且此类结构具有整体性强，侧向刚度大，抗侧力性能好，用钢量少，施工周期短，造价低等优点，因此现代高层住宅大都采用现浇剪力墙结构形式。

3 剪力墙结构设计时应注意的问题

3.1 平面布置宜简单、规则，宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置，两个方向的侧向刚度不宜相差过大，抗震设计时，不应采用仅单向有墙的结构布置。

3.2 剪力墙是承受水平荷载和竖向荷载的主要受力构件，因此其应沿结构的主要轴线进行布置，尤其是在抗震设计的剪力墙结构中，应避免仅单向有墙。一般平面为矩形、T形、L形时，剪力墙应沿两个方向布置。选择L、T型的墙肢，全面把控轴压比，通过控制墙肢提升剪力墙结构的抗震性能。剪力墙应尽可能设置翼缘，尽量避免形成一字墙，且高层建筑中不应全采用短肢剪力墙，若短肢剪力墙较多时，可布置成一般剪力墙或简体，形成共同抵抗水平作用的剪力墙结构。

3.3 剪力墙布置应尽量规则，规整、均匀、对称，且贯通全高，使建筑物具备合理的双向刚度，并尽可能使结构的刚度中心和质量中心重合，以减少扭转。当有转折或稍有错开时，可按一道墙来考虑。

3.4 剪力墙宜从下到上连续布置，不宜突然取消或中断，以避免刚度突变。为减少刚度突变，可减少部分墙肢或沿高度方向改变混凝土等级或墙厚，沿高度逐渐减小剪力墙的抗侧刚度。结构顶层部分剪力墙被取消以形成顶部大房间时，应加强延伸到顶的剪力墙。

3.5 门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。

3.6 在剪力墙结构设计过程中，对于底部附带转换层的高层建筑结构，可以根据墙肢总高度的1/8与框支层加上框支层以上2层的高度两者中的较大值作为剪力墙底部加强部位应有的高度；对于普通的高层剪力墙结构，其可以根据底部两层高度与嵌固部位以上墙肢总高度的1/8两者中的较大值作为底部加强部位应有的高度。

3.7 剪力墙太长时，就会受剪破坏，剪力墙呈脆性，不利于抗震。故同一轴线上的连续剪力墙过长时，将其分成长度均匀的若干墙段，墙段的高度和墙段长度之比不宜小于3。

3.8 抗震设计时，应从严控制其轴压比，使剪力墙具有一定的延性和变形能力，避免剪力墙出现剪切破坏等脆性破坏。剪力墙结构应符合强墙弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件等要求，以使结构具有良好的非弹性延性变形能力，增强结构的抗震性能。

4 结语

随着我国城镇化进程加快，剪力墙结构在高层建筑结构中得到广泛应用，高层建筑已成为建筑的主流。在进行高层剪力墙结构设计时，设计人员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，合理地布置剪力墙的位置，强化剪力墙的薄弱环节，选择合适的配筋率，合理利用剪力墙，做出安全、合理、经济的结构设计。

参考文献

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[4] 许丹丹.高层剪力墙结构设计中存在的问题[J].装饰装修天地， 2015（11）：236.

作者简介：许宽宏（1993- ），男，湖北鄂州人，本科，湖北工程学院城市建设学院，研究方向：土木工程专业。