高層剪力墻結構設計中的若干問題實踐思考

艾啟亮

摘 要：隨著我國經濟的不斷發展，城市化進程不斷加快，城市化的發展進程帶動了我國建筑事業的高速發展，建筑行業作為我國的支柱性產業與國家經濟與人民生活水平息息相關，當前我國住房用地緊張，高層建筑的建設已經成為緩解土地資源壓力、提升城市建筑實用性的有效措施，剪力墻作為高層建筑的一種重要結構形式，對提升高層建筑的抗震性及安全性具有重要作用，它的設計是否合理關系著建筑整體的質量。本文通過對高層建筑剪力墻設計中的若干問題進行探討，分析了剪力墻設計在高層建筑中的重要作用，提出了高層剪力墻設計的實踐思路，為相關建筑設計工作人員提供參考。

關鍵詞：高層建筑;剪力墻;結構設計

剪力墻是目前高層建筑中常用的建筑結構，所謂剪力墻就是指建筑主體內縱向、橫向的主要承重結構為墻體的結構設計。剪力墻是高層建筑中不可缺少的一部分，合理的剪力墻設計，可以有效分割室內空間、承擔室內建筑重力、降低建筑成本、提升建筑物整體的安全抗震性能。剪力墻的有效使用與其合理的規劃設計密不可分，因此建筑設計人員在進行建筑設計時，應充分考慮室內空間的特點，將剪力墻的位置、高度等內容進行合理規劃，以確保室內空間分割合理，使剪力墻的作用得到充分發揮。

一、剪力墻結構的概念與優勢

（一）剪力墻結構概念

剪力墻又稱抗風墻、抗震墻或結構墻，一般用鋼筋混凝土做成，剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱，使其能夠承受各類房屋中的內力，同時有效控制墻體結構的水平力量，剪力墻的厚度較小，但承受能力較強，因此被廣泛使用在高層民用住宅結構中[1]。

（二）剪力墻結構的優點

1、剪力墻結構具有較高的穩定性

剪力墻結構是使用鋼筋混凝土墻板來替代房屋梁柱，其剛度較強，能夠承受房屋內部的各種荷載，支撐效果強，結構穩定且耐用，并且具有一定的抗震作用，因此剪力墻結構在高層住宅中的使用可以較好的提升房屋的穩定性，這也是剪力墻結構的核心優勢。

2、剪力墻結構成本低、效果好，經濟實用

剪力墻結構是采用鋼筋混凝土澆筑的方式進行，因此其含鋼量少，極大節約了建筑裝飾的成本，雖然其成本低，但承重效果非常理想，因此受到廣受建筑施工裝飾單位的青睞，被廣泛應用于高層建筑當中，并發揮了良好效果。

3、剪力墻結構美觀度高、舒適性好

剪力墻結構的墻體厚度較小，外觀美觀大方，剪力墻結構可以通過合理設計將房屋內部分隔墻與承重墻進行完成結合，增加了房屋內部的空間范圍，提升了室內整體視覺效果，并且不會阻礙室內光照及通風，在人民生活水平不斷提高，對居住環境的要求越來越高的情況下，極大提升了建筑房屋內部的美觀度和舒適性。

二、剪力墻結構的設計原則

剪力墻結構的設計分為平面和豎向兩個部分，其主要設計原則有：

（1）剪力墻結構的平面設計應做到簡單大方，且線條規則，宜沿平面和豎直兩個方向或其他方向進行雙向設計，特別是在用于抗震效果的結構中，最好不要使用單向設計剪力墻，平面及豎直方向的剪力墻剛度應盡量接近，避免差別過大[2]。（2）剪力墻結構的設計宜遵循從下到上的原則，因為剪力墻的剛度較大，如果在建筑的一層或幾層當中，將剪力墻隔斷，很容易造成建筑剛度的變化，影響剪力墻體結構的穩定性。（3）剪力墻結構的設計上，門窗的預留口應上下對齊，成列進行布置，門窗開洞的洞口要規則，預留口的開洞應成排或成列進行布置，房屋內部墻體和連梁的設計明確，分布均勻，這樣才能保證房屋墻體與門窗的協調美觀。

三、剪力墻結構的適用范圍

（一）剪力墻與框架結構的組合。這種結構組合適用于房屋內部需要設計局部大空間的建筑主體，在房屋內部使用結構框架與剪力墻的結合，可以分割出較大空間，同時又兼顧抗側能力，是高層建筑最常用的結構。

（二）普通剪力墻結構，是指房屋內部結構全部由剪力墻構成。

（三）剪力墻與框支結構的組合。這種情況適用于當房屋內部的剪力墻結構下部有較大空間導致剪力墻無法全部落地時，由底部框支結構來輔助剪力墻結構。

四、高層剪力墻結構的住宅優化設計策略

（一）高層剪力墻的住宅設計要為后續的房屋內部改造留有空間

高層剪力墻的住宅設計中應當注意要為后續房屋內部的重新改造等施工留下余地，保證剪力墻的墻體在滿足房屋結構穩定性的同時為房屋的門窗安裝留有空間，在房屋設計初期做好規劃，并嚴格按照房屋施工設計圖進行施工，在設計施工中預留門窗門洞，切忌反復挖掘門洞以免影響房屋穩定性，在室內空間的分割上，提前做好規劃，并且在每個分割空間中提前預留門窗位置。

（二）高層剪力墻設計要合理設計平面與豎直方向的布置

在高層剪力墻的結構設計中，首先要注意保持潛力墻面平面和豎直方向的對稱和均勻，確保剪力墻的墻面重心和剛度基本吻合，避免墻面扭曲，確保墻體上下對直，提升整體結構的穩定性及美觀度;其次，在抗震剪力墻的設計中應注意在房屋內部保證兩面墻壁都使用剪力墻，這樣的設計可以最大限度保證房屋結構的穩定性，起到良好的抗震作用;最后，在設計剪力墻結構時，應注意剪力墻的抗側力剛度不能過高，這里可借助公式T= （0.05-0.06） n，其中T是經驗公式，n是剪力墻結構的層數，通過此公式來確定剪力墻剛度的單位，保證剪力墻設計的合理性。

（三）在剪力墻的設計中對墻支進行合理處理

在進行剪力墻設計時，要保證剪力墻體具有一定的延展性，在材料的選擇上注意選擇質量較好、延展性較高的剪力墻材料;針對長度較長的墻體可以采用挖洞的方式進行分割，以保證墻體整體的安全性，避免裂縫的出現，同時這種操作方法還可以充分發揮墻體內鋼筋的支撐作用，起到良好的避震性能。

（四）在剪力墻結構的設計中要合理處理邊緣構件

邊緣構件一般分為構造邊緣構件和約束邊緣構件，在具體的設計施工中應注意具體問題具體分析，對于抗震等級一、二、三級的剪力墻底部加強部位及其上一層的剪力墻肢，應設置約束邊緣構件，其他的部位應設置構造邊緣構件。（根據建筑設計抗震規范GB50011-2010 6.4.5條;JGJ3-2010 7.2.14條）約束邊緣構件對體積配箍率等要求更嚴，用在比較重要的受力較大結構部位;構造邊緣構件要求松一些。針對室內不同的情況選擇適合的邊緣構件，滿足房屋設計的需求。

（五）在高層剪力墻設計中應注意合理設計過渡層

過渡層是高層剪力墻設計中的重要環節，可以在一定程度上緩解房屋內部墻體荷載，增強剪力墻體的耐受力，但是在實際的設計施工中，過渡層的設計如果缺乏合理性，會影響過渡層作用的發揮，因此，在進行剪力墻體的設計時，應注意對過渡層的合理設計，充分利用過渡層的性能，增強剪力墻墻體的穩定性和抗震能力。

五、結語

高層建筑如今已經遍布城市，為緩解城市的住房用地緊張提到了良好作用，剪力墻作為高層建筑最常用的建筑設計結構，其穩定性高、成本低、美觀大方，且能夠很好的保護室內面積及采光通風，并具有一定抗震性能，因此，廣受建筑施工單位的青睞，剪力墻體的結構設計需要嚴格遵循設計方案，注意整體的協調性，才能使其作用得到充分發揮，為市民提供更具穩定性及舒適性的居住環境。

參考文獻：

[1]趙琨.高層民用建筑剪力墻結構設計探討 [J].住宅與房地產，2018（6）：65.

[2]譚劍鋒.談剪力墻結構在高層民用建筑結構設計中的應用建筑工程技術與設計，2016，（31）： 530.