高層住宅剪力墻結構設計中應注意的問題

王娟娟

摘要：在高層住宅剪力墻結構的設計中，剪力墻是借助建筑外墻與內墻隔墻位置而設計的鋼筋混凝土結構，具有固定下端的功能。剪力墻具有較大的承受水平力的能力，一般與房屋高度相同，自房屋基礎至房屋樓頂。在高層住宅建設中，剪力墻結構是最常使用的建筑結構之一。如何在充分發揮剪力墻建筑功能的前提下，保證建筑的美觀性與質量，是值得思考的問題之一。

關鍵詞：高層住宅;剪力墻;結構設計;注意問題

一、設計高層住宅剪力墻結構應注意的問題

剪力墻作為建筑工程中常用的一種建筑結構形式，在我國各類建筑中得到廣泛應用。伴隨著國家發展，房地產領域的不斷壯大，群眾的居住條件得到有效地改善，小高層住宅建設數量越來越多。為了保證房屋質量，保證群眾居住安全與良好體驗，住宅剪力墻結構的設計在這之中起到重要的作用。想要保證高層住宅質量，就必須在高層建筑中充分發揮住宅剪力墻結構設計的功能。

（一）高層住宅層高低

在高層剪力墻結構設計中，連續化法是最常用的方式之一。在實際施工過程中，剪力墻并不是一側受力的平面模型，其所承受的外在荷載是通過各樓層樓蓋及水平線荷載方式共同作用的結果。一方面，層高低是設計高層建筑剪力墻結構的主要特點之一，高度一般為2.7-2.8m，墻間距一般在3-6m之間，由于結構的剛度大、周期短，因此受到地震的影響也大。另一方面，墻體計算配筋不大，暗柱配筋不難，只要按照階段性計算的層間位移與頂點位移法都能滿足相關的限制要求，但連梁超筋現象普遍存在。這也是在高層住宅建筑中，剪力墻設計受限的主要因素之一。

（二）開洞變多，剪力墻功能變弱

有部分設計者為了降低結構高度，減少地震帶來的不良影響，會開設更多的洞口來解決連梁超筋的問題，這也使剪力墻的功能被削弱，致使其幾乎成為了短支剪力墻結構。對于高層住宅而言，這種剪力墻結構是非常不妥帖的。一是由于豎向墻肢的構件比水平連梁結構更加的重要，過多打洞只會削弱墻體的受力能力，這會降低建筑整體安全系數。二是由于開洞變多就必須用其他材料進行填充，若是兩種材料的銜接效果不佳，例如，抹灰質量低劣等，則會產生建筑裂縫。三是由于若一味地將降低結構高度作為設計重心，則會增加施工難度。施工人員為了保證房屋質量，必須在洞口兩側增設拉墻筋。四是由于開洞變多會使墻體截面削弱，在導致墻肢軸壓比增加的同時，還會導致墻體延性變差。五是會提高建筑費用。將高層住宅剪力墻結構正常洞口使用，與過多開洞兩種情況進行電算比較發現，二者用鋼量相差不大。但由于開洞較多，實則消耗的鋼量會更多一些。由此可見，過多的開洞并不能使剪力墻的功能得到充分地發揮。

（三）剪力墻配筋設置不合理

在高層住宅剪力墻結構設計中，剪力墻的水平鋼筋擁有重要的作用。它不僅具有承受剪力墻水平分布鋼筋主要承受水平剪力的作用，還能防止橫向錯開破壞，將所有鋼筋連成網片形式還能加強剪力墻的整體性。在剪力墻的受力過程中，豎向的壓力是由混凝土與墻身的豎向分布筋所承擔的，平面內彎矩引起的豎向拉力，則是由邊緣構件縱筋承擔。墻身豎向分布筋輔助承擔，平面內水平剪力與混凝土和墻身水平分布筋來承擔，這是因為只有在這種情況之下，水平分布筋才能夠受拉。

二、解決高層住宅剪力墻結構設計的策略

（一）根據建筑形式，設計連梁

在高層住宅建筑中剪力墻的安全性能關系到住戶的人身安全，唯有在設計剪力墻的過程中減少對剪力墻的破壞，才能保證連梁設計的有效性。一方面要根據高層住宅的層高設計剪力墻，扣除建筑面積層及墊層的厚度，一般來說，連梁高度為500-600mm，外墻門洞的連梁高度則是300-400mm，連梁跨高比小于2.5，連梁的剪切剛度大，而超筋的主要原因也是由于抗剪強度不夠，因而造成了斷面高度小、抗彎強度不強的普遍現象。為了保證剪力墻結構功能得到充分地發揮，一般采取以下幾點措施：一，降低連梁高度，規范建筑體的抗震設計功能，連梁剛度折減0.5。二，增加剪力墻體的厚度。三，提高混凝土強度。四，擴大洞口尺寸的同時，增加連梁的跨度數值，也就是降低連梁的剛度。五，弱化連梁處理，將連梁彎矩、剪力轉移到墻肢上。在提高強支配筋的基礎上，對未超筋的連梁，使之向縱向受力鋼筋面積乘1.2進行加強。

（二）注重剪力墻結構的布置

在高層住宅剪力墻設計中，有些墻體必須開洞，這能增強墻體的延性，這也從另一方面說明了合理開動的重要性與必要性。例如，為了保證建筑質量，開動墻體截面的高度大于等于8米時，人為開洞劃分為聯肢墻，根據地震作用的分散與均衡原則進行人為開洞。保證每道剪力墻承擔地震作用力不超過地震總作用力的40%。為了保證在高層住宅建筑中，剪力墻功能得到充分地發揮，還需要做到以下9點：一，在剪力墻結構設計中，必須保證剪力墻布置均勻合理，可以沿著主軸方向或其他方向進行雙向布置。而抗震部分的剪力墻結構應當避免單向結構布置的形式，最好使其具備空間工作的性能，使兩個受力方向的抗側剛度接近。二，最好將墻肢做成帶有翼緣的形狀，例如L、T形狀。這不僅能減小墻肢的軸壓比增大縱筋、箍筋配筋率，還能強化墻肢的抗震能力，這保證了剪力墻的結構更加的安全實用。三，避免將樓面主梁的平面放置在剪力墻上，若是不得不如此，則應當在相應的剪力墻部位設置相應的暗柱。

四，簡單規劃剪力墻的墻肢截面。保證其豎向剛度的均勻，門窗洞口成列對齊，這能保證墻肢與連梁的設計更加明確。五，根據實際情況計算暗柱的配筋。例如，梁高大于墻厚2.5倍時，轉角處的墻肢應當盡可能地再長一些，條件允許的情況下，轉角處兩個方面的墻肢應當均應布置為長墻。六，保證洞口的合理性。這是為了避免剪力墻的脆性被破壞，在對長剪力墻開洞時，應當用砌體填充，并將其分成長度小且均勻的聯肢墻，可將其看作為獨立的墻段。與此同時，還要保證每個獨立墻段都要用弱梁連接起來，且獨立墻段的高寬比不得小于2。

七，自下而上連續布置剪力墻，能避免剛度突變現象的發生。八，控制好剪力墻平面外的彎矩，這是保證剪力墻平面外穩定性的有效方式。九，剪力墻厚度不宜小于160mm，一是由于在高層住宅剪力墻結構設計中，墻體配筋多為構造配件，無論是從安全性，結構，性利益性等多方面進行考慮，高層住宅剪力墻結構，墻體雙層雙向配筋的最小量不應小于10@200mm該范圍。

（三）保證剪力墻配筋的合理性

剪力墻的功能對于高層住宅建筑來說是面廣量大的，唯有合理設置剪力墻配筋，才能保證剪力墻的實用性與經濟性。例如，剪力墻地面以上墻厚度為200mm，則應當將水平鋼筋放置在外側，豎向鋼筋放置在內側。水壓與土壓會產生測壓力控制，地下墻體配筋部分應當由豎向筋控制。這不僅能加大墻體有效高度，還能將地下部分墻體的水平筋放置在內側，豎向鋼筋放置在外側。

結束語：

伴隨著高層建筑數量的不斷增加，剪力墻結構設計的合理性得到越來越多設計者的重視。不僅要保證高層住宅剪力墻結構設計的剛度、位移的合理性，還要保證比梁柱結構的設計是寬敞且簡潔的。由此一來，剪力墻的抗震性能得到優化，剪力墻的受力點更加的均勻，布置也更加的合理?；诖耍⒅馗邔幼≌袅Y構設計是非常有必要的。

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