范春鵬

（遼寧 沈陽，110000）

在不同的高層建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)時(shí)的布置是不相同的，所以，我們?cè)谶M(jìn)行高層建筑物的設(shè)計(jì)施工時(shí)，要進(jìn)行地質(zhì)情況的實(shí)地的考察和研究，同時(shí)對(duì)高層建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)仔細(xì)分析，以滿足高層建筑的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

一、剪力墻結(jié)構(gòu)的分類

剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)和施工特點(diǎn)有關(guān)，根據(jù)上述特點(diǎn)才能決定是否有開洞的必要，如過在設(shè)計(jì)當(dāng)中確定需要開洞，那相關(guān)的施工人員就要考慮所開洞的大小，并且根據(jù)洞開與否和其實(shí)際的大小我們可以將剪力墻分為以下幾種類型：實(shí)體墻、整體小開口剪力墻、多肢或多肢剪力墻、壁墻框架。其中實(shí)體墻就是開洞面積較小或者不開洞的墻，它的受力特點(diǎn)主要就是沒有突變也沒有反彎點(diǎn)，它是以彎曲型為主。整體小開口剪力墻就是指洞的面積大于百分之十五但是開洞面積仍然較小的墻，這種墻的受力特點(diǎn)就是彎矩圖發(fā)生突變，但是整個(gè)高度上沒有反彎點(diǎn)或者是只有個(gè)別的地方有反彎點(diǎn)。多肢或多肢剪力墻就是指洞面積較大的墻，這種墻的受力特點(diǎn)和前面說的整體小開口剪力墻的特點(diǎn)大致相似。壁式框架相比于前面兩種它的洞口面積還是比較大的，彎矩圖在樓層出發(fā)生突變，并且在很多樓層處都出現(xiàn)反彎點(diǎn)。

二、高層民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

（一）通常來說，在布置剪力墻的時(shí)候要盡量使剪力墻沿著高層民用建筑物的主軸線呈雙向布置，并且還要盡量讓雙向墻的抗側(cè)向剛度相互接近，這樣可以在一定程度上提高其抗震性能。

（二）在實(shí)際的設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)該盡量將剪力墻的拉伸并對(duì)直，同時(shí)還要將剪力墻上的門洞和窗口相互對(duì)齊，這樣一來，在保證了整個(gè)設(shè)計(jì)整齊的同時(shí)也保證了其美觀性。除此之外，在計(jì)算時(shí)明確的墻肢和連梁使整個(gè)受力更加明確，方便后續(xù)的計(jì)算。

（三）在豎直方向，應(yīng)該保持剪力墻貫穿整個(gè)建筑物，一旦豎向出現(xiàn)變化時(shí)就要沿著高度改變整個(gè)剪力墻墻體的厚度和混凝土的等級(jí)，進(jìn)而逐漸減小剛度，防止出現(xiàn)突變使應(yīng)力集中。

（四）在進(jìn)行布置時(shí)還要避免洞口、墻邊之間相互形成墻肢，小墻肢寬度應(yīng)該大于墻厚的三倍，加強(qiáng)暗柱設(shè)計(jì)。

（五）針對(duì)一些長(zhǎng)度較大的剪力墻應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的洞口，并且將其分成多個(gè)墻段，兩個(gè)墻段之間采用弱連梁連接，盡量保持每一個(gè)墻段的高度和它本身的截面的高度的比值大于2。當(dāng)墻的長(zhǎng)度較小時(shí)其產(chǎn)生的裂縫也就較小，這種情況下的墻體配筋就能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，所以一般來說截面高度應(yīng)該小于八米。

（六）高層民用建筑應(yīng)該盡量采用多種形式的剪力墻，避免全部采用短肢剪力墻，并且在設(shè)計(jì)短肢剪力墻時(shí)應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的翼緣。當(dāng)設(shè)計(jì)了較多的短肢剪力墻時(shí)應(yīng)該再設(shè)置一些一般剪力墻和短肢剪力墻一起形成剪力墻結(jié)構(gòu)體系以抵抗水平力。

三、高層民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化

（一）剪力墻設(shè)計(jì)要為后續(xù)的建筑改造留有余地

在實(shí)際的設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)該為后續(xù)的設(shè)計(jì)改造留有余地，保證剪力墻主體在能滿足其結(jié)構(gòu)剛性的同時(shí)也為門窗的設(shè)計(jì)留有空間，切記不能隨意建造，要避免重復(fù)挖掘門洞。在設(shè)置剪力墻的空洞位置時(shí)要提前做好規(guī)劃，將墻體分為若干個(gè)部位，并且將門窗均勻分布在這些部位當(dāng)中。

（二）合理布置剪力墻平面

針對(duì)剪力墻平面的設(shè)置應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：首先，就是要保持剪力墻平面的對(duì)稱均勻，讓剪力墻面的重心和整個(gè)結(jié)構(gòu)剛度的中心盡最大限度重合，從而降低扭矩，對(duì)直并且拉通內(nèi)外的墻體。其次，在設(shè)計(jì)抗震剪力墻時(shí)要盡量設(shè)計(jì)兩側(cè)都有剪力墻的方案，排除一側(cè)有剪力墻的方案。再次，就是在設(shè)計(jì)剪力墻時(shí)要盡量使其沿著中心軸線的方向?qū)ΨQ。最后，就是在設(shè)計(jì)時(shí)要注意剪力墻的抗側(cè)力不能使其剛度太高，在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中可以借助公式T=(0.05-0.06)n,其中T是經(jīng)驗(yàn)公式，n是剪力墻結(jié)構(gòu)的層數(shù)，通過這個(gè)公式可以確定剪力墻剛度的大致范圍，并且保證剛度和剪力墻的層數(shù)相匹配，進(jìn)一步拓展其有效空間和承載力。

（三）正確處理剪力墻的墻肢

在設(shè)計(jì)剪力墻時(shí)應(yīng)該保證它有一定的延展性，尤其在針對(duì)一些較高的剪力墻的時(shí)候應(yīng)該盡可能用一些具有較好的延展性并且能夠用彎曲的剪力墻來替代原來的剪力墻，提高其機(jī)械強(qiáng)度。針對(duì)一些長(zhǎng)度較大的剪力墻可以通過開洞的方法將長(zhǎng)墻體分割成為單個(gè)的并且均勻的墻段，這種小墻段不容易出現(xiàn)裂縫，即使有裂縫也較小，進(jìn)而可以最大限度發(fā)揮剪力墻中鋼筋的支撐作用。由于大墻肢很容易在地震時(shí)發(fā)生破壞，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于那些長(zhǎng)度大于八米的墻肢可以采用開洞的方法減少地震帶來的影響。

（四）合理處理邊緣構(gòu)件

剪力墻的邊緣構(gòu)件有兩種分別是構(gòu)造型邊緣構(gòu)件和約束型邊緣構(gòu)件，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)剪力墻的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。針對(duì)那些下部位于加強(qiáng)位置上的和不具有抗震性能的高層民用建筑的剪力墻應(yīng)該選擇構(gòu)造型邊緣構(gòu)件，針對(duì)那些加強(qiáng)位置和臨部上層以及高層民用建筑和重荷載下墻體的軸壓比平均值等于或大于下表所規(guī)定的數(shù)值時(shí)，一般選用約束型邊緣構(gòu)件。

（五）合理設(shè)計(jì)過渡層

由于在地震時(shí)會(huì)給民用建筑底層框架剪力墻帶來較大的受力，并且在荷載的作用下，過渡層的剪力墻墻體的承載力會(huì)在一定程度上降低，所以在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中要對(duì)其過渡層進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。如果對(duì)剪力墻的墻體進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)荷載較小的時(shí)候計(jì)算的結(jié)果可能會(huì)變高進(jìn)而降低了其抗震性能。所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要設(shè)置相應(yīng)的構(gòu)造柱間，使后續(xù)的強(qiáng)過渡層能夠提高其傳遞地震剪切力的性能，進(jìn)而提升過渡層的延展性能和消耗能量的能力。

四、結(jié)束語

高層建筑在當(dāng)今已經(jīng)非常普遍，民用建筑是目前測(cè)試最多的住宅模型，剪力墻的優(yōu)良設(shè)計(jì)顯著提高了高層民用建筑的穩(wěn)定性和抗震性能，民用建筑剪力墻墻體設(shè)計(jì)師必須了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)從結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和混凝土剃須墻計(jì)算的角度出發(fā)，提高民用建筑剪力墻體的設(shè)計(jì)水平。