覃小紅 黃滿華 劉莉莎

[摘要]近年來，隨著建筑領(lǐng)域的飛速發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)越來越多的被現(xiàn)代年輕人所接受。高層建筑不僅能夠很好緩解我國土地資源緊張的情況，也能適應(yīng)我國人口日益增長的需求。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計作為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成成分，極強(qiáng)的專業(yè)性是必然要求。因此，設(shè)計出滿足人們生活需要的建筑是建筑行業(yè)工作者的最終目標(biāo)。本文就高層建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)行要點分析。

[關(guān)鍵詞]高層建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計

文章編號：2095 -4085（2018）02 - 0018 - 02

在城市化進(jìn)程不斷加劇的今天，城市人口不斷增多，城市用地尤其是建筑用地越來越少，高層建筑能更好的緩解這一問題。在高層建筑工程中，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計尤為重要，它對于提高建筑結(jié)構(gòu)整體的實用性和持久性有著很大影響。其中，剪力墻結(jié)構(gòu)在大型和中型的建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛，且在提高建筑物整體質(zhì)量方面具有獨(dú)一無二的作用。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)概述

剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑物結(jié)構(gòu)中的一種表現(xiàn)形式，尤其在高層建筑的建設(shè)過程中，具有功能性強(qiáng)和價值廣泛等多種優(yōu)勢。剪力墻結(jié)構(gòu)在防止強(qiáng)風(fēng)攻擊和抵抗地震方面功能顯著，所以又被人們稱為防風(fēng)墻和抗震墻。盡管剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中應(yīng)用廣泛，但并不是所有墻體都適合該結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要運(yùn)用較多的剪力墻結(jié)構(gòu)時，常常需要設(shè)計一些筒體，來共同抵抗水平方向上的切力。在進(jìn)行抗震設(shè)計時，墻體所承受的第一振型底部地震傾覆力距應(yīng)小于建筑結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。

2 常用類型及設(shè)計原則

2.1 高層建筑剪力墻的分類

（1）整截墻面。剪力墻根據(jù)開洞的總體面積分類，對于不開洞或者是洞口面積不大于墻體總面積的16%則稱為整截墻面。它的受力狀態(tài)就像豎直方向上的懸臂梁，正應(yīng)力在其截面上呈現(xiàn)直線分布的狀態(tài)，在沿著墻肢的高度方向上彎矩既不發(fā)生突變也不發(fā)生反彎，變形曲線以彎曲型為主。

（2）整體小開口墻。整體小開口墻指洞口沿著豎直方向按列布置，各列墻肢和連梁的剛度較為均勻，洞口面積為大于墻體總面積16%的小面積開混洞墻體。它的受力性能可以按照結(jié)構(gòu)整體的懸臂來考慮，加上墻肢的局部彎矩，水平荷載作用所產(chǎn)生的彎矩主要由墻體自身的軸力來承擔(dān)，其本身彎矩較小，彎矩圖會有突變，但大體不發(fā)生彎轉(zhuǎn)，正應(yīng)力在其截面也呈直線分布，變形曲線也以彎曲型為主。

（3）連肢墻。連肢墻是指洞口沿豎直方向成列分布，洞口的面積超過了總面積的16%，但連梁的剛度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于墻肢剛度的墻體。其中，開有一列較大的洞口的剪力墻稱為雙肢墻，開有多列洞口的被稱為多肢墻。連梁對于墻肢在一定程度上具有約束作用，墻肢彎矩圖有突變發(fā)生，并伴有反彎點的存在，墻肢的局部彎矩比較大，此時正應(yīng)力在其截面不再按照直線分布規(guī)律，變形曲線仍以彎曲型為主。

（4）壁式框架。壁式框架是指墻壁洞口的面積較大，連梁與墻肢的剛度基本一致的墻體。它的受力特點是彎矩圖不但在樓層的地方有突變，而且在大部分樓層中都會出現(xiàn)反彎點，其變形曲線不是彎曲型而是以剪切型為主。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

在對剪力墻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)該嚴(yán)格按照墻肢截面的高度和它的厚度的比值來判斷結(jié)構(gòu)的類型，按照柱形或雙向受壓構(gòu)件的特點來進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計作品要在達(dá)到剛度的基礎(chǔ)上確保具有一定的變形彎曲能力和雙向延伸能力。剪力墻通常需要承受來自多方面的負(fù)荷力和壓力，既要承受水平方向上的剪切力和彎矩，又要承受建筑物自身豎直方向上的壓力。它在這些力共同的荷載狀態(tài)下工作，要求設(shè)計者在對剪力墻進(jìn)行設(shè)計時必須要考慮其彎曲性和延展性，只有這樣才能提高建筑物的抗震能力，并且較小脆性對建筑物造成的危害。另外，在設(shè)計剪力墻的過程中要注意不能與平面外進(jìn)行搭接，如果一點要搭接，則必須采取一定的措施，來確保剪力墻自身的平面安全。

3 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點

3.1 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點有剪力墻的連梁要點

高層建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點就是連梁的超筋處理，它的剪切變形是最為敏感的，對于建筑物整體的實用性和堅固性至關(guān)重要，必須引起設(shè)計者的高度重視。因此，連梁超筋是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為重要的一點。

（1）剪力墻的特點之一就是能夠抵抗地震，因此，在剪力墻中的連梁剪力和剪力墻中連梁的彎矩都必須要做到可以隨時進(jìn)行塑性調(diào)幅。

（2）剪力墻連梁的要點是要盡可能有效合理的減少剪力墻連梁的截面高度。

（3）剪力墻連梁的要點是當(dāng)剪力墻對連梁的破壞達(dá)到其承受的豎向荷載沒有什么明顯影響的時候，則可以在當(dāng)大震作用時，此剪力墻連梁可以不需要一起進(jìn)行工作，將此剪力墻連梁按照獨(dú)立的墻肢對其進(jìn)行第二次多遇地震作用的結(jié)構(gòu)分層分析，其中墻肢應(yīng)該按照兩次計算所得的較大內(nèi)力進(jìn)行配筋的合理有效的計算。

3.2 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點與剪力墻的定位

高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計和定位的科學(xué)性、合理性都對建筑的整體質(zhì)量有很大影響，如果需要保證施工的可行性和質(zhì)量，那么剪力墻的定位必須按照其它方向或者是沿著主軸方向進(jìn)行剪力墻的雙向布置。剪力墻的特點之一便是抗震，因此對于剪力墻的結(jié)構(gòu)必須要具有高度可靠性，施工工作必須嚴(yán)格控制，保證工程的質(zhì)量，盡可能避免單向的剪力墻結(jié)構(gòu)。下面我們就來探討下剪力墻定位的要點。

（1）針對弧形的平面和圓形的平面，以及正多邊形的平面，用沿徑向的方向為定位方向，進(jìn)行環(huán)向性的設(shè)計。

（2）針對Y形的平面和三角形的平面這兩種平面的設(shè)計，則應(yīng)該按照沿其它三個軸線的方向進(jìn)行合理的設(shè)計。

（3）針對一般的平面，例如T形的平面和L形的平面，以及矩形的平面等一般平面的設(shè)計，要沿著兩條軸線的方向進(jìn)行合理的設(shè)計。

3.3 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點對墻肢的處理

（1）高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計剪力墻墻肢處理中開計算洞的要點。所謂的開計算}同是指在進(jìn)行高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算時沒有洞，當(dāng)開始進(jìn)行施工的時候，仍然還是混凝土墻。當(dāng)剪力墻墻肢進(jìn)行開計算洞的計算時，可以有效加強(qiáng)其它剪力墻的小墻肢的配筋能力。這種開計算洞的方法一般是用在地下室的外墻中。

（2）開施工洞。開施工洞是指在對高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工的時候，在墻上留下的洞，然后在完成工時的時候再把其填充完整，最后把長的墻肢分成短的墻肢。

4 結(jié)語

總之，高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)承載力強(qiáng)、抗震性能好?？茖W(xué)合理的進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計有利于提升建筑質(zhì)量，很大程度上縮減工程造價。當(dāng)前剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中應(yīng)用廣泛，對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，對高層建筑設(shè)計的發(fā)展具有重要意義。

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