分析高層建筑結構設計中剪力墻結構的要點

徐幸辛

（陽江市凱源電力設計有限公司，廣東 陽江 529500）

剪力墻結構作為建筑中主要的抗測力構件，其能夠承受不同的荷載，使建筑的內部空間得到增加，它的特點是具有較強的整體結構性及合適的側向剛度，存在很多的優點。因此，剪力墻結構被廣泛應用于很多的高層住宅中。對于整個建筑的結構設計而言，合理的設計布置剪力墻是非常重要的，剪力墻的穩定性直接影響著整個建筑結構的安全。因此，結合整個建筑的設計特點，嚴格控制剪力墻的截面設計，發揮出剪力墻的優勢，使得整個建筑的安全性和可靠性得到保證，發揮其最大的經濟利益。本文對高層建筑結構設計中的剪力墻結構關鍵點進行了分析。

1 剪力墻概述

1.1 剪力墻的含義

利用剪力墻結構代替框架結構，不僅有效的增強建筑的荷載，而且對控制結構水平力上混凝土和鋼筋現澆結構也具有積極的意義。剪力墻結構主要以連梁結構和墻肢結構為主，不僅具有較大的剛度，而且承載力及整體性都較好，在整個建筑過程中用鋼量也不大。這也是剪力墻結構被廣泛推廣和使用的重要因素[1]。而且在高層建筑中采用現澆剪力墻結構技術，可以將承重墻與分隔墻有效的結合，這樣可以有效的降低成本。因此需要重視對剪力墻結構技術的研究力度，確保剪力墻結構設計水平的提高。

1.2 剪力墻的優點

將剪力墻結構設計融入建筑結構設計中，這樣不僅能夠降低工程的用鋼量，而且對降低建筑工程成本也具有非常重要的意義。而且剪力墻整體性能較好，具有較大的剛度，能夠承受住各種類型的荷載，特別是對水平方面的荷載更有效。而且將剪力墻結構設計融入到高層建筑結構設計中來，能夠將建筑內部的分隔墻與建筑內部的承重墻有效的結合在一起，對增強建筑內部的空間的安全和美觀具有積極的意義。

1.3 剪力墻的缺點

盡量應用剪力墻結構具有較多的優勢，但在實際應用中還存在一定的缺點。在框架結構中應用剪力墻會導致建筑重量增加，使建筑成本增高，抗震性能降低。盡管在一定程度上利用剪力墻結構設計時能夠減少鋼筋的使用率，但同時也會對結構的延性帶來一定的影響。而且剪力墻的墻肢自身承載能力受到一定的制約，這也導致其作用無法有效的發揮出來，盡管剪力墻剛度對側向變形具有較好的抵抗力，但在實際應用時，需要自上而下加強建筑本身的結構，從而導致建筑成本增加。

2 剪力墻結構設計的基本原則

2.1 調整剪力墻結構的連續超限

根據相關規定，剪力墻結構的連續跨高比要合理，如果較小的話，就會產生彎矩或是剪力過大的現象，一般情況下，跨高比不能小于2．5。因此，合理的選擇跨高比，一方面能夠避免剪力和彎矩過大的發生，另一方面還能使工程的成本降低。另外，在設計剪力墻結構時，要結合各方面因素，根據相關規定，剪力墻的結構一定要距房屋的中間遠一些，建筑物的立面和平面要保證均勻，這樣可以降低整個建筑的抗扭能力。

2.2 調整樓層間最大位移與層高的比例

在計算最大樓層的位移時，要考慮建筑所處的地區地震發生的情況，如果地震發生的頻率多，在計算樓層的標準值時，要保留整體結構的彎曲變形程度，如果建筑是以彎曲變形為主，則要計入扭轉變形。高層建筑中，樓層間的剪力變形和扭轉變形是需要重點考慮的[2]。通常，通過豎向構件的數量來確定結構的剪力變形，然而在實際工程中，很多構件不能滿足工程的要求，就需要合理的布局構件，如果布局不合理，很容易發生扭轉變形，則樓層間的位移就不能達到工程的要求。因此，高層建筑的豎向構件的剛度，不能只通過位移來確定，還可以盡量減少構件的扭曲變形。

2.3 調整樓層最小剪力系數

在設計剪力墻時，構件的布置要盡量減少，最好的辦法就是剪力結構的布置要大開間，從而使側向結構達到理想的狀態。另外，樓層間的剪力系數也要根據相關的規定，保證在較小的范圍，整體的底部和短肢剪力墻二者承受的地震傾覆力之間的比例最好不要大于4∶1，這樣不僅能減少地震對建筑的破壞，還能減少自身結構的重量，達到節約成本的效果[3]。

3 剪力墻結構的要點

3.1 合理配置剪力墻暗柱鋼筋

依據相關標準，當設計一級、二級及三級剪力墻構造時，需要設置一定的暗柱與端柱，這些暗柱與端柱在一定限度上可消耗掉很多的地震波能量，同時還能增強剪力墻邊緣抗拉能力，這對建筑的穩定性提升產生著相當巨大的作用。

3.2 合理布置剪力墻結構

首先，在篩選短肢剪力墻構造時要保持一個謹慎的態度，這主要是因為短肢剪力墻構造不但防震性能差，而且難以高效地保證建筑的穩固性，所以在篩選時要對各個層面的要素展開全面的考慮，在確保建筑靈活布置時，要高效地縮減建筑構造的重量。其次，小墻肢的存在會增加剪力墻結構的施工難度，因此在實際的施工過程中必須盡量避免小墻肢的存在和建設，從而降低施工的難度，并且也有助于降低施工的繁瑣程度和成本。在使用剪力墻結構時必須合理的進行控制。最后，因為剪力墻剛度直接關聯到防震性能及作業的時間，所以在科學布置剪力墻構造時要保證其總體剛度，這樣在保證作業時間時，還能加強其抗震功能，獲得較好的經濟利潤[4]。而且在對剪力墻剛度展開控制時，還要高效地達到位移限制標準。

3.3 合理的控制剪力墻結構參數

必須充分的控制好剪力墻結構的各項參數，在施工過程中必須嚴格的落實設計參數和指標，在具體的進行施工時，要根據施工的實際情況及時的調整設計，針對現場施工出現的狀況及時的進行調節有助于確保整體的設計效果[5]。并且在施工的過程中分階段進行施工效果的檢測，根據前一階段的施工效果修正下一階段的施工方案，從而最終實現施工的質量控制。

3.4 剪力墻的連梁設計

在高層建筑中使用連梁來連接剪力墻，它兩邊固定于剪力墻上，由于剪力墻自身具備一定的強度及剛度，所以在連梁里會產生巨大的作用力。為了縮小連梁里內力，我們通常會利用剛度折減的辦法來運算內力，這樣可控制好折減值[6]。在受到風力及地震力的作用下，會對連梁產生很大的內力，進而制約到連梁的結構性能。所以通常會加大剪力墻洞口寬度、在連梁中間開水平縫等辦法來減小連梁內力，以便削弱各種應力對連梁的損壞，提升高層建筑構造的穩定性。

4 結語

近幾年來我國建筑業有了大跨步的進展，這也高效地促進了剪力墻構造的運用。現今高層建筑構造中使用最多的就是剪力墻構造，將其運用于建筑構造總體設計中，可增強建筑的總體及防震功能，更能突顯出剪力墻構造的重要性。而且要加大剪力墻探究的力量，深入提升剪力墻構造設計水準，在達到人們對建筑要求的同時，保證建筑總體質量的全方位提升。