试论高层建筑剪力墙的结构设计与完善措施

摘要：剪力墙结构，本身的抗侧力性能比较好，所以，在建筑高层建筑的时候，其被广泛的使用。基于此，本文主要对高层建筑剪力墙的结构设计与完善措施进行了探讨。

关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计；完善措施

Abstract: the shear wall structure, itself resist lateral force performance is better, so, in the building of the high-rise building, the widely used. Based on this, this paper mainly in high-rise buildings shear wall structure design and perfect measures are discussed.

Keywords: high building; Shear wall; Structure design; Perfect measures

中图分类号：TU97文献标识码：A 文章编号：

剪力墙的构成为：墙、梁、空间结构，在高层建筑中，常用剪力墙，因为既能够很少的承受来自横向和垂直方向上的荷载，而且剪力墙的结构性抗震、结构性抗风能力都比较强。所以作为结构工程师，在设计剪力墙的时候，一定要进行要点的认真把握，让建筑更加经济安全。

1 剪力墙结构的主要特点

剪力墙能够较好的对水平荷载予以抵抗，主要原因为，在总墙面结构上，剪力墙有如下特点：较大的抗侧刚度，较小的侧移；较平整的室内墙面；较大的结构自重，很好的吸收地震性能；一般情况下，剪力墙的抗剪刚度能够发挥很好的控制功能，耗能性就比较差。使用多在高层建筑上，如果洞口较小，整体性能一般就比较好，计算极限承载力的时候，可依照全截面进行抗弯的计算进行。除此之外，剪力墙结构也更加简洁，外形上也比较美观，非常适合进行室内布置。尽管如此，其也有自己的缺点，比如较大的抗侧刚度，较重的建筑物重量，较差的结构延性等等。

2剪力墙结构设计与计算的完善措施

2.1剪力墙结构设计的完善措施

（1）布置剪力墙的时候，比较适宜的方法为沿着主轴或者其他方向进行双向布置，使得空间结构得以形成；对于能够产生抗震效应的剪力墙，在设计结构的时候，需要尽可能的避免对剪力墙进行单向布置，双向布置的时候，在两个受力方向上，剪力墙的抗侧刚度需要能够充分的接近，这样空间工作性能才能够尽可能的好。对剪力墙而言，其在承载力和抗侧刚度方面，都要求比较大，为了实现剪力墙能力的充分使用，就需要将剪力墙本身的结构重量予以尽量减轻，使得剪力墙本身能够利用的结构空间得到增大，布置墙体的时候，不能够太密，结构的侧向刚度才是适宜的。（2）如果剪力墙较长，比较适宜进行洞口的开设，借助于此，将剪力墙从长度方面进行均匀的划分，使用弱连梁将不同的墙段连接到一起，独立墙段在高度和截面高度的比例层面，应该控制在2以上，这样就能够尽可能的避免剪力墙出现脆性的破坏。进行抗震设计的时候，要尽可能的避免洞口间或者洞口与墙边产生高度和厚度比在4至下，否则的话就容易出现小墙肢。一旦出现，就需要按照框架柱进行设计调整，按照加密区的要求对箍筋进行全高加密。（3）剪力墙的墙肢截面应尽可能的规则化、简单化，在竖向刚度上，剪力墙应尽可能的保持均匀，门窗洞口在上下两个方向保持成列对齐，这样墙肢以及连梁就非常的清晰了，对应力分布，只有规则化并且符合计算简图（普遍应用的），设计才能够达到安全的目的。设置洞口的时候，需要尽可能的避免墙肢刚度之间出现过大的悬殊，一旦洞口出现错乱或者叠合，配置墙内配筋的时候，就需要构成框架形式。（4）对结构抗侧而言，剪力墙的布置会产生较大的影响，适宜的剪力墙布置方式为从上到下进行连续布置，尽可能的避免刚度出现突变；墙厚、混凝土强度允许按照高度进行等级的改变，这样墙肢就可以得到减少，侧向高度也会出现减小。如果沿高度，剪力墙不能够连续，沿高度，剪力墙就会出现结构性的刚度突变，不利于结构性的抗震。（5）剪力墙本身的主要特点可以描述为：平面内具有较大的刚度和较大的承重力，相对而言，平面外就比较小。这个时候对平面外弯矩就需要予以控制，进而实现平面外之稳定。连接剪力墙墙肢和剪力墙平面外方向的时候，对于梁端部弯矩可能产生的对墙不利的影响应该尽可能的减少。

2.2剪力墙结构计算的完善措施

（1）调整层高和楼层层间位移的比例。按照相关的规定，可以知道对地震作用进行计算最大楼层层间位移的时候，主要考虑的为楼层间的弯曲变形，将其算作扭转变形，对建筑物本身的整体结构上的弯曲变形，可以不予以扣除，所以，对高层建筑而言，需要最小化扭转变形，但是不能够仅仅因为层间位移不够，对竖向构件刚度层面进行不加分析的增大。工程设计实际加工的过程中，部分设计人员，因为发现层间位移在某一方向上不能够满足要求，予以就对这个方向上的侧向刚度予以不断的增加，这样，问题虽然能够被解决，但是，结构的剪重比却没有得到很好的控制：如果剪重比过于大，就不能够进行一直增加，如果接近规范限制数字，尚为可行，能够操作的方法为，将对侧结构刚度予以减小，实现相关的目的。伴随着不断减小的地震作用，效果可以最优。（2）调整楼层之间的最小剪力系数。短肢剪力墙的承受力如果能够满足如下的数据条件，在布置的时候，就可以予以尽量的减少，这一数据为：第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩的百分之四十以下，这样剪力墙就可以实现大开间这一基本的目标，结构的侧向刚度在这个时候也是比较适宜的，对于楼层的最小剪力系数而言，其可能就比较接近规范的限值，但是不会小于这一限制。这样的情况下，结构自重就可以被减轻。输入的地震作用得到有效的见效，工程造价也可以被降低。（3）调整连梁超限。按照《高规》的规范，剪力墙在长度方面大于8米就是不合适的，在剪力墙大于8米的时候，就需要借助于弱连梁分开剪力墙。另外《高规》还规定，如果连梁跨高比大于等于5的时候，设计就比较适合按照框架梁实施。有基于此，需要调整连梁地塑性幅度，实现剪力设计值得降低。调整塑性幅度的方法主要有如下两种：其一计算内力之前，折减连梁刚度；其二计算内力后剪力与连梁弯矩这两者的组合值与折减系数相乘。不管使用哪种方法，调整后，连梁在弯矩和剪力设计值两个层面上都不能够在使用情况下的数值之下，也不能够比弯矩设计值（这一数值的低设防烈度一度）组合要低，这样，就可能够避免，在较小地震或者正常使用的时候，连梁有裂缝出现。（4）在第一自振周期和平动处于主要位置情况下的第一自振周期的比例调整的时候，结构就会产生扭转。震害告知我们，在结构的质量和刚度呈现偏心、结构本身没有很强的抗扭刚度、结构的平面非常不规则的时候，震中就会出现非常严重的破坏。设计的过程中，结构抗扭刚度一定不能过低，这一点一定要得到保证，这一目的的实现，要限制的首先为平面不规则型，避免扭转效应较大，计算扭转效应的时候，需要对偶然偏心产生的影响予以认真地考虑；另外，抗扭刚度不能过低的主要表现在第一振型底部地震倾覆力矩与结构总底部地震倾覆力矩之间的比例，这一数据指标，设计工程的时候，需要沿周边尽可能的布置结构竖向构件，最终达到抗扭刚度以及侧向刚度的提升。

3结语

总而言之，在中国城市建设的过程中，住宅建筑越来越商品化，伴随着这一基本的社会背景条件，同时相对应于日益缺失的土地资源，建筑必将越发的高层化，在这样的情况之下，剪力墙会得到充分并且广泛的应用，因为剪力墙本身具备诸多的优点，比如抗震、比如灵活的结构布置、再比如较好的经济性能等等，在设计的时候，相关方面的优化一定要得到更多的关注，只有这样，在整体上，结构才能够更加的安全、才可以更加的合理，高层建筑本身才能够实现更高的安全系数和更好的安全保证。

参考文献

[1]GB50011-2010，建筑抗震设计规范[M]．中国建筑工业出版社，2010．

[2]郭兆伟.高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析[J].建材技术与应用,2011,（1）.

[3]薛运飞，马晓霞.谈剪力墙结构设计中的几个问题[J].陕西建筑，2008，（6）.

[4]李雪峰.房屋剪力墙结构设计的思考［J］.中国新技术新产品，2010（03）