高层建筑中剪力墙结构设计略谈

摘要：随着城市人口的急剧增加，导致城市土地非常短缺，高层建筑就成为了城市的主要建筑群体，为有效缓解城市人口居住压力发挥了极其重要的作用。剪力墙是高层建筑结构中最为常见的墙体形式，它能有效的解决高层建筑承重墙的问题。基于此，本文以《高层建筑中剪力墙结构设计略谈》为题，首先对高层建筑中剪力墙结构进行了概述；其次就高层建筑剪力墙结构的特点及类型进行了分析；再次就如何加强高层建筑剪力墙结构的设计提出了几点浅见；最后对全文进行了简单的总结。旨在与同行进行业务交流，以不断提高设计水平，为整个建筑稳定性和抗震性能的提升奠定坚实的基础。

关键词：高层建筑；剪力墙；框架承重

高层建筑是现代化、工业化和城市化的必然结果。在高层建筑的上半部分，比底部的一到三层的空间要小些，空间要相对紧凑些。这样就给高层建筑的设计带来了困难。剪力墙就是有效解决这个问题的墙体形式之一。那么作为新时期背景下的高层建筑结构设计人员，就必须对其特点和种类有一个全面的认识，并结合高层实际对其进行针对性的设计，为设计水平奠定坚实的基础。基于此，笔者结合自身工作实践，就此展开以下几点探究性的分析。

1.概述

近年来，由于我国城市化进程的加快，越来越多的农村人口源源不断地涌入城市。农民工给城市创造了巨大财富，促进了城市发展，同时，也给城市的住房造成了巨大的压力。高层建筑就是在这样的背景下迅速发展起来的，并已经成为城市建筑的主流。从高层建筑来看，剪力墙是常用在高层建筑中较高楼层中的墙体，它能够有效地抵抗侧向力。剪力墙可以和剪力墙组成一种剪力墙结构，还可以和框架组成一种框架加剪力墙结构模式的建筑[1]。

2.特点及种类

2.1特点

剪力墙是具有很强的抗侧向力的单元一种用来抵抗侧向力的比较好的单元。剪力墙的刚度比较大，从建筑结构的受力情况来看，主要承受的是水平力，是一种具有较强抗侧力的建筑结构。故此，剪力墙具有较强的抗震性能，比较适应于地震区。在地震区，一般通过设置核心筒或剪力墙的方式来增强建筑物的抗震性能。根据是否开洞或开洞大小来看，主要有以下几种类型剪力墙根据是不是开洞以及开洞的大小可以分为以下几个类型。

2.2种类

一是实体墙体。它是指未开洞或开洞面积非常小（在整个墙面的15%以下）的时候。这种实体墙的就好似悬臂墙，它的弯矩图没有反弯点，也无突变，也没有反弯点，整个墙体是以弯曲型为主体。二是小开口剪力墙体。开孔面积虽然超过整个墙面的15%，但仍属于小开孔，它的受力特点是高度上无反弯点，在连接梁的位置弯矩图发生突变。三是多肢剪力墙。即开洞较大的墙体与洞口排列布置的墙体，其受力特点与小开口剪力墙体的特点类似；四是壁式的框架，即不仅洞口尺寸较大，且与梁线和墙肢线的刚度较为接近的一种墙体，就其受力的特点来看，弯矩图主要在楼层地方出现突变，尤其在高层建筑中，很多建筑楼层均会产生反弯点[2]。

3.高层建筑中剪力墙结构设计略谈

通过上述分析，我们对高层建筑中剪力墙结构的特点和类型有了一定的认识，那么作为新时期背景下的高层建筑剪力墙结构设计人员，应采取哪些措施加强对其的设计呢？笔者以下带着这一问题，分别从高层建筑中剪力墙结构设计要点和抗震设计措施进行如下几点探讨

3.1高层建筑中剪力墙结构设计要点的总结

第一，在高层建筑剪力墙设计过程中，为了确保能将多个方面的剪力墙进行有效的联接，并严防出现对直、拉通等情况，在设计时应顺着主轴方向进行双向和多向布置，且在对其进行抗震设计时，应确保两个方向设计的侧向刚度的大小相近，但是在剪力墙墙肢截面时，应确保简便性和规则性，并不得设计单方向的墙体形式，以此确保空间的工作性能，且确保双向抗侧力所带来的刚度相接近。此外，剪力墙应在建筑结构中均匀分布，且数量适当，否则将会导致其抗侧力刚度降低或者强力利用不足，甚至加大地震力，变大自身的重力作用，使得建筑结构的抗震性能降低，因而必须确保分布的均匀性。

第二，在竖直方向进行剪力墙的的布置时，应采取由上至下的原则进行连续的布置，以此更好地预防刚度突然出现变化，与此同时，还应确保刚度均匀，尤其是在门窗和洞口处应有明显的连接梁和墙肢，确保洞孔的设计的合理性，进而提高其刚度的均匀性。此外，随着多种设计实践证明，不管剪力墙的抗震等级为几级，在设计过程中均不得选用叠合的错洞墙。

第三，若高层建筑的剪力墙长度较大时，应对其进行洞口的开设，从而将墙体分成多个均匀而又独立的建筑墙体，且一般情况下每段墙体长度应小于等于八米。而在建筑剪力墙以及平面外的方向锁连接梁体的部位，则应提高其抗弯性能和承载性能，例如在建筑墙体内设置扶壁柱、暗柱等措施来达到这一目的。

第四，通常情况下，短肢剪力墙的长度与厚度的比值应在五到八之间，且不得完全采用此类结构，并在使用过程中尽可能地降低其最大使用的高度。

第五，由于连梁作为剪力墙承载性能和侧向刚度调整的重要构建，因而在连梁设计中，其刚度应适宜，具体来说就是与墙肢刚度之间相互匹配。并在实际工程中，结合工程实际进行针对性的谁。例如当需要将联肢墙设计为延性剪力墙时，就必须先将连梁屈服于墙肢，且连梁不能太弱，并结合剪力墙的整体系数对连梁是否太弱进行判定，且严格按照高规中的相关规定，对梁跨高比进行控制，一般不得大于五，且结合墙肢的长度对其进行针对性的调整。

第六，在剪力墙设计之前必须对建筑结构进行分析，在确保各项指标达标后，如最大的层间位移、位移比、周期比等技术之后，方能对剪力墙的厚度进行针对性的确定，并结合抗震的需要，考虑由于抗震等级的变化给剪力墙带来的影响，以最大化的确保厚度设计合理的同时保证工程质量和降低工程造价，提高工程效益[3]。

3.2高层建筑中剪力墙结构设计中的抗震设计措施

一是充分利用剪力墙的特性。剪力墙是高层建筑中具有抗震性能的主要结构。在水平方向，剪力墙具有较大的刚度，故此很容易抗击小震，特别是能够十分有效地控制高层建筑结构发生侧向位移。通过大量抗震事实可见，刚度较大的剪力墙结构比刚度小的所遭受的破坏要小些。但是，也不能够无限制增加建筑结构刚度，因为建筑结构刚度越大，所需的水平就越大，这样就会增加工程造价，故此，必须从经济性和抗震性等诸多方面进行综合考虑，掌握好尺度。水平也会随着变大，那么工程的费用也就变高了，这里就需要掌握好一个尺度的问题。二是严格控制结构水平位移。必须确保高层建筑结构满足有关技术规程，确保其水平位移限值控制在要求范围之内。可以在满足规范约束条件下得出优化的设计方案，降低成本造价，提高结构性能，增大使用空间，缩短施工工期，是设计者追求的终极目标[4]。

4.结语

综上所述，对高层建筑中剪力墙结构设计机械探讨具有十分重要的意义。作为新时期背景下的高层建筑结构设计人员，必须紧密结合我国建筑事业发展的需要，致力于自身专业技术水平的提升，切实掌握和分析剪力墙结构特点和类型，认真做好高层建筑剪力墙结构设计工作，以最大化地确保设计的科学合理性，在提高建筑工程质量和提高建筑抗震和承载性能的同时，为企业创造更多经济效益，进而提高企业的经济效益，实现企业的可持续发展。

参考文献：

[1]刘加良.浅议高层建筑短肢剪力墙结构设计[J].科学之友，2011，02：50-51.

[2]王永超.高层建筑剪力墙结构设计优化探究[J].黑龙江科学，2013，05：106.

[3]徐霞.高层建筑框支剪力墙结构设计优化[J].建筑施工，2013，06：524-525.

[4]赵春斌.浅谈高层建筑中剪力墙连梁的设计[J].山西建筑，2003，05：28-29.

作者简介：

范 华（1989-），男，广西贵港人，学士，主要从事结构设计。