高層剪力墻結構要點探究與分析

文/羅宇 江蘇省華建建設股份有限公司 江蘇揚州 225000

高層剪力墻結構要點探究與分析

文/羅宇 江蘇省華建建設股份有限公司 江蘇揚州 225000

本文詳細闡述剪力墻在高層建筑應用分析與設計的重點內容，討論剪力墻的布置要求與結構類別，闡述剪力墻厚度與長度等問題，對優化高層建筑結構施工圖紙，剪力墻結構設計合理化、科學化、經濟化。

高層建筑；剪力墻；設計要點

前言：

剪力墻體系具有整體性優、剛度強、造價低等特點，因此高層建筑常用剪力墻結構，可把隔墻與承重墻有機統一且施工成本更為經濟，除此以外，剪力墻體系與框架結構相比，沒有出現梁、柱外露等情況，且外立面造型更加美觀,內部功能更加多樣化，隨著剪力墻在高層建筑大規模的應用，社會大眾對剪力墻結構設計要求進一步提高，《高層建筑混凝土結構技術規程》對剪力墻結構的類型選擇、布置盡管沒用作出細致規定,我們設計人員則應當結合建筑工程實際條件，加強剪力墻結構設計與優化。

1.剪力墻體系布局標準

1.1 剪力墻布置要求

通常剪力墻沿主軸方向進行布置，設計人員在建筑平面內布置的剪力墻應當保持平均，嚴禁出現一端多一端少的情況，由于剪力墻在實際受力中承受較大的水平作用力、豎向軸力，因此在結構計算中其墻體應當滿足延性變形與抗剪切的要求，在剪力墻設計過程中設計人員應盡量考慮其彎曲延性。

1.2 剪力墻結構類別

高層剪力墻建筑結構類型主要包括整體墻、聯肢墻等，根據墻體的差異性特點以及其受力形式，對剪力墻體內力進行配筋，整體墻主要涉及山墻、局部開洞墻、結構片墻，而聯肢墻則是將剪力墻通過梁進行連接，剪力墻建筑結構體系如下圖所示，剪力墻在高層建筑受力過程中不僅作為承重構件，同時也是抗側力構件，而設計人員對剪力墻可進行局部布洞，但洞口開設越大時，從受力體系上更接近于剪力墻框架體系。

2.高層建筑對剪力墻厚度與墻肢的應用要求

2.1 剪力墻厚度

根據抗震規范規定要求，當高層建筑抗震等級為一、二級抗震設計人員需要對剪力墻底部進行加強，其墻厚應大于200mrn，而且大于高層建筑層高1/16，對于非加強區域墻厚不得低于160mm，在進行剪力墻設計過程中，設計人員如遇特殊情況，應對高層建筑展開概念設計分析，積極控制與調整墻肢軸壓的數值，確保高層建筑的連續性，確保剪力墻結構設計滿足規范要求。

2.2 墻肢長度

在設計過程中，設計人員對高層建筑剪力墻結構長度有著明確控制，墻肢長度一般低于8m，因此在剪力墻結構計算過程中設計人員應保證剪力墻體系延性，避免剪力墻在受力過程中出現脆性破壞，根據高規要求剪力墻高寬比宜大于3，這樣能夠提高剪力墻的整體延性，在抗震過程中其發生彎曲破壞，在以往設計過程中筆者發現墻體過長，為了確保墻體的高寬比值大于3，可通過開設洞口等措施將長墻分割成具有均勻性肢墻，對于洞口筆者認為選擇彎矩比偏小的連梁。

3.剪力墻結構設計原則

設計人員在進行剪力墻設計中，首先結合設計規范具體要求對結構的合理性進行考量，在結構設計過程中，設計人員從技術層面應滿足下列原則，從而能夠推動剪力墻設計科學化、規范化，應當選擇合理的結構設計方案，結合地理位置、功能需求、施工因素與材料等，最終決定最合理的結構設計方案。

3.1 調整層間最小剪力系數

設計人員為了控制剪力墻結構自重，避免地震出現，盡量控制剪力墻數量，但基于一個前提：即要求短肢剪力墻所承受第一振型傾覆力矩應低于地震傾覆總力矩的30%，設計人員可擴大剪力墻開間，增加剪力墻結構的側向剛度，保證層間最小剪力系數滿足規范要求，從而能夠控制建筑工程成本支出。

3.2 調整層間層高比與最大位移

層間扭轉與剪切變形是高層建筑結構設計的重點，其中剪切變形主要根據豎向構件數量來判斷的，如某建筑豎向構件布置過多，必然增大剪重比，造成結構設計不合理，扭轉變形加大，且無法滿足樓層間位移要求，對此，在建筑物中應盡量減少扭轉變形，而不能單靠增加豎向構件的剛度來調整樓層之間的位移。

4.剪力墻結構設計優化措施

4.1 加強大墻肢的結構處理

在設計過程中筆者發現剪力墻結構由于本身具有延伸性要求，對此在實際施工過程中也應具備其延展性能，設計人員應重視剪力墻結構整體性工作，剪力墻在實際破壞中以彎曲破壞為主，極易造成脆性破壞，這對結構的抗震極為不利。針對這種情況設計人員對于墻肢較長的剪力墻設計不僅滿足承載力要求還需進行分層設計，將其分割成為均勻單元，對于較短墻肢在受彎條件下出現裂縫較小，從而能夠有效發揮墻體配筋作用，為消除這些不利現象出現，對于墻肢長度超過8m可選擇下列處理措施：第一，開設施工洞，在施工過程中需對墻體孔洞預留，同時對預留孔洞需布置填充墻，這樣能夠將長墻肢隔成短墻肢。第二，開設計算洞，設計人員主要在結構計算時假設其有洞，但在實際施工過程中仍為混凝土墻，這種計算洞的開設，能夠發揮墻肢配筋性能。

4.2加強剪力墻結構均衡設計

在高層剪力墻建筑結構設計過程中，設計人員應當采取恰當優化措施實現結構受力均衡，不僅能夠提高剪力墻結構安全度，還能夠控制工程的投資造價，設計人員根據剪力墻的平面布置情況能夠真正實現剪力墻結構的設計優化，根據施工現場條件，制定正確的剪力墻設計方案，設計人員加強剪力墻施工質量的督查，制定科學的施工管理機制，強化施工管理人員的安全意識，要求其按照操作流程與設計圖紙進行施工作業。

結束語：

綜上所述，我國城市建設日不斷加快，規模不斷擴大，剪力墻體系在高層建筑結構中得到廣泛應用，增強剪力墻結構安全性、抗震性，是廣大設計人員需要考慮剪力墻的結構問題，設計人員需要制定科學的剪力墻結構設計方案，結合建筑工程的實際條件，對此充分做好現場的勘察設計準備工作，保證建筑物整體的設計水平，最終推動我國建筑行業的可持續發展。

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