摘 要：作為現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)中的重要組成部分，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞將直接關(guān)系到高層建筑的整體結(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量。本文首先分析了剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)技術(shù)要求，然后具體闡述了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)，以期為相關(guān)設(shè)計(jì)和技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：高層剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)分析

隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來越高，由于剪力墻結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、抗壓性強(qiáng)、承載力好、節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。然而由于剪力墻自身結(jié)構(gòu)存在的部分缺陷，也使得建筑工程中出現(xiàn)了施工成本浪費(fèi)、結(jié)構(gòu)自身延性較差等問題。因此，加強(qiáng)有關(guān)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的的要點(diǎn)分析，對于提高剪力墻結(jié)構(gòu)的使用效率和應(yīng)用范圍具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)技術(shù)要求

1、剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

剪力墻結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)擁有較強(qiáng)的自重，能夠有效減小地震效應(yīng)的影響；（2）結(jié)構(gòu)擁有較高的抗側(cè)性能和承載性能，能夠有效抵抗和消除水平荷載和豎向荷載，比較適用于高層建筑結(jié)構(gòu)；（3）結(jié)構(gòu)擁有良好的空間利用率，由于樓板與剪力墻共同構(gòu)成穩(wěn)定的受力體系，可以使室內(nèi)空間更加寬敞和簡潔。另外，由于不采用梁式結(jié)構(gòu)平板，可以有效增加凈高，提高空間利用率；（4）結(jié)構(gòu)擁有較強(qiáng)的側(cè)向剛度。由于剪力墻結(jié)構(gòu)較強(qiáng)的側(cè)向剛度，可以有效減小水平荷載作用下產(chǎn)生的側(cè)移；（5）由于結(jié)構(gòu)施工過程較為繁瑣，相對造價也會較高。[1]

2、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)要求

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本技術(shù)要求有：（1）建筑樓層扭轉(zhuǎn)位移需要控制各項(xiàng)條件。根據(jù)具體工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)水平位移和最大層間位移較小的情況下，可以將結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移比適當(dāng)放寬，如在多層結(jié)構(gòu)中，要保證扭轉(zhuǎn)位移比放寬到1.4～1.6之間。（2）在高層大開間剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果荷載變化幅度較小或均勻變化時，要根據(jù)地上樓層數(shù)量設(shè)置準(zhǔn)確的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，通常在1～18層之間設(shè)置為13～15kN/m，在19～25層之間設(shè)置為15～16kN/m，地下室要在20kN/m以上；并根據(jù)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算地基所需的承載力。（3）剪力墻和樓面梁的連接處理。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，如果樓面梁與剪力墻位于同一個水平面，要采用剛接計(jì)算方式估計(jì)梁端值；如果樓面梁與剪力墻不處在同一水平面，要保證梁鋼筋的錨固長度在規(guī)定范圍內(nèi)。（4）剪力墻結(jié)構(gòu)底部應(yīng)當(dāng)盡量讓部位墻肢截面厚度增加，并依照建筑高度抗震等級設(shè)置恰當(dāng)?shù)臄?shù)值，如果墻肢厚度不符合要求，要具體驗(yàn)算墻體的穩(wěn)定性能參數(shù)，且保證厚度大于16cm的范圍。特別在建筑外墻設(shè)計(jì)時，要盡可能使墻體增厚。[2]

二、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算和配筋

（1）連梁。剪力墻只有具備了符合要求的剛度和強(qiáng)度，才能完成連梁與墻體的協(xié)調(diào)。一般情況下，連梁具有加固連接墻肢和加強(qiáng)剪力墻剛度的作用。因而在剪力墻結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)計(jì)算時要恰當(dāng)?shù)恼蹨p連梁所具有的剛度，保證其取值范圍在0.6～1.0之間，且折減值要高于0.5。若在折減剛度后出現(xiàn)斜截面受剪承載力和正截面受彎承載力降低的情況，要采用降低整體剛度、減小連梁高度的方式來避免地震效應(yīng)的影響。

（2）剪力墻墻身

針對高層建筑中大面積剪力墻的大范圍墻體應(yīng)當(dāng)合理增加配筋量，特別注意建筑中的溫度變化敏感裝置和連梁位置，配筋的數(shù)量要能夠確保剪力墻結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。高層剪力墻的豎向配筋，主要是適量增加剪力墻邊緣的鋼筋數(shù)量以加強(qiáng)墻體的抗彎承載力。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)的布置

鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)承受力主要來自于風(fēng)荷載力、豎向荷載力和水平地震作用力等。在剪力墻結(jié)構(gòu)布置過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑物所需的性能要求，恰當(dāng)確定結(jié)構(gòu)擁有的軸線，合理規(guī)則的完成對稱布置。布置時一方面要考慮豎向承載構(gòu)件的布置方式，另一方面要考慮結(jié)構(gòu)的對稱性要求，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。一般會考慮以下三個方面的內(nèi)容：

（1）確保剪力墻結(jié)構(gòu)整體力度和剛度。如果不加控制得增加剪力墻結(jié)構(gòu)剛度，雖然會縮短施工周期，但會使加大地震力，造成施工材料的嚴(yán)重消耗。地震力的增大會造成截面、連梁超筋和墻肢部位缺乏要求的抗剪性能，增加了截面設(shè)計(jì)的難度標(biāo)準(zhǔn)。

（2）避免出現(xiàn)獨(dú)立的小墻肢。若在建筑結(jié)構(gòu)布置中出現(xiàn)了獨(dú)立墻肢，會加大施工過程的難度。因此，為了避免出現(xiàn)獨(dú)立墻肢、減小施工難度，會采用合理布置建筑剪力墻和合并洞口的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（3）對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行恰當(dāng)選擇。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用，雖然提高了結(jié)構(gòu)布置的靈活性，降低了結(jié)構(gòu)本身的重量，但同時也降低了結(jié)構(gòu)的抗震性能，難以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。所以，對于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)要進(jìn)行恰當(dāng)選擇。

（4）剪力墻結(jié)構(gòu)布置過程中應(yīng)當(dāng)盡量選用帶翼緣的T型和L型墻肢，且要對墻肢的軸壓比進(jìn)行控制，并增加縱向箍筋和鋼筋的配筋率，以增強(qiáng)墻肢的抗震水平；墻肢開洞時應(yīng)當(dāng)確保上下對齊，成列進(jìn)行布置，以構(gòu)造成明顯的連梁和墻肢。

（5）剪力墻結(jié)構(gòu)布置過程中應(yīng)當(dāng)防止出現(xiàn)樓板主梁平面安置在剪力墻上，如果必須安置則要在剪力墻的恰當(dāng)部位擱置相應(yīng)的暗梁；要合理均勻布置剪力墻，沿主軸雙向布置的方式來保證兩個方面擁有相近的抗側(cè)強(qiáng)度。剪力墻結(jié)構(gòu)布置圖如圖1所示：

圖1 剪力墻布置圖

3、底部加強(qiáng)部位設(shè)計(jì)

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，對于底部附帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)墻肢總高度的1/8與框支層加上框支層以上2層的高度兩者中的較大值作為剪力墻底部加強(qiáng)部位應(yīng)有的高度；對于普通的高層剪力墻結(jié)構(gòu)，其可以根據(jù)底部兩層高度與嵌固部位以上墻肢總高度的1/8兩者中的較大值作為底部加強(qiáng)部位應(yīng)有的高度。

4、重視轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著高層建筑結(jié)構(gòu)形式和功能設(shè)計(jì)的多樣化發(fā)展，當(dāng)綜合大樓一樓建筑物的下部和上部擁有不同的使用功能時，就需要改變結(jié)構(gòu)布置，即添加相應(yīng)的轉(zhuǎn)換構(gòu)件來使上下結(jié)構(gòu)之間互相銜接，這種設(shè)置具有裝換構(gòu)件的樓層成為轉(zhuǎn)換層。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)當(dāng)盡可能選用輕度較高和剛度較小的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式，并充分分析結(jié)構(gòu)內(nèi)存在的薄弱部位，根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)分配內(nèi)力特點(diǎn)來調(diào)整構(gòu)件配件和內(nèi)力設(shè)計(jì)，從而提高薄弱部位的整體性能。

結(jié)束語：

高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的良好改善，可以有效提高剪力墻結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)越性能，增強(qiáng)高層結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)從剪力墻結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)計(jì)算和配筋等方面加強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平和能力。

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