刍议高层建筑剪力墙的结构设计

摘要：本文从剪力墙的概述、高层建筑剪力墙的结构布置、参数控制及相关计算并根据自己平时所做的设计，如宿迁市民政局建设的宿迁市社区福利综合服务中心大楼（抗震设防烈度为8度, 设计基本地震加速度值为0.3g, 设计地震分组为第一组）；昆山市金威房地产开发有限公司建设的黄金海岸高层小区（抗震设防烈度为7度, 设计基本地震加速度值为0.1g, 设计地震分组为第一组）等工程积累了部分的经验，等几个方面探讨了高层建筑剪力墙结构设计，旨在与广大从事这方面工作的同仁共交流，以达到同促进的目的。

关键词：剪力墙结构设计;结构布置; 高层建筑;参数控制

Abstract: this article from the shear wall paper, high-rise building shear wall structure layout, parameter control and related calculation and according to their own the peacetime do design, such as the construction of suqian civil affairs bureau of suqian community welfare comprehensive service center building (seismic fortification intensity for 8 degrees, design basic earthquake acceleration value is 0.3 g, design for the first group earthquake group); Kunshan kingway real estate development Co., LTD. Of the gold coast high-rise residential construction (seismic fortification intensity of 7 degrees, design basic earthquake acceleration value is 0.1 g, design for the first group earthquake group) and other projects accumulated part of the experience, and so on several aspects discusses the shear wall structure design of high-rise building, with our work in this area to work colleagues were exchange, to achieve the purpose of with promoting.

Key words: the shear wall structure design; The structure arrangement; High-rise buildings; Parameter control

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

剪力墙结构是高层建筑中最常用的结构方式，主要承担纵向荷载和水平荷载。由于剪力墙纵向、横向的刚度都非常大,能有效地抗击水平荷载。一般的水平荷载很难时期发生侧移，所以在高层建筑中应用最为广泛。作为设计师，应不断研究高层建筑剪力墙结构设计，能有效地解决设计中的重点难点问题，设计出最优秀的作品。

一、剪力墙的概述

在建筑结构中，既承担竖向荷载，又承担水平荷载或地震作用的墙体就是剪力墙，也叫做抗震墙。从高层建筑结构来看，钢筋混凝土是一般剪力墙采用的主要墙体材料，多层建筑的抗震墙亦也可以采用砌体砖墙。根据剪力墙墙肢高厚比（墙肢来划分，可分为两种：一般剪力墙和短肢剪力墙。按照剪力墙上洞口的情况，剪力墙一般可分为6种：整体墙、连肢墙、小开口整体墙、壁式框架、框支剪力墙和不规则洞口剪力墙等。

二、进行合理的结构布置，提高高层建筑剪力墙的抗震性

高层建筑剪力墙的结构布置是否合理、质量高低等，直接影响着高层建筑物剪力墙的抗震性能。科学、合理的结构布置，是剪力墙结构安全、经济的先决条件。进行结构布置时，主要有两个方面：平面布置和竖向布置。

(一)合理进行平面布置

一是高层建筑剪力墙结构平面形状应该尽量保障其规则、简单、对称,具有分布均匀的承载力和刚度，一些不规则的平面形状则不宜采用,以便最大限度地减少扭转对其的影响；二是必须考虑到风压对其的影响，确保其对于纵向荷载和水平荷载具有较强的抗击力。

三是剪力墙结构应具有较好的空间工作性能，因此剪力墙结构中的剪力墙应双向布置，以便形成空间结构。抗震设计的剪力墙结构，应避免单向布置剪力墙，并宜使剪力墙结构两个方向的抗侧刚度相接近。剪力墙墙肢的截面宜简单、规则。

(二)合理进行竖向布置原则

一是竖向布置应确保墙体造型规则、均匀,尽可能地避免有较大的内收和外挑,以免使抗侧力结构的承载力和侧向刚度发生突变；但允许沿高度改变剪力墙的厚度和混凝土的强度等级，或减少部分剪力墙墙肢，使结构抗侧刚度沿高度逐渐减小。二是为了底部大空间需要的剪力墙结构,底层或底层若干层剪力墙若不落地,可能会产生刚度突变,这时，应尽可能地使其它落地剪力墙、筒体或柱的截面尺寸增加一些,并对相应楼层混凝土等级进行适当地提高，以减少刚度的变化。

三、严格控制结构参数，确保结构布置的合理性

要检验结构布置的是否合理,需要对结构参数进行严格控制和分析，主要包括位移比、侧向刚度比、周期比、刚重比、层间位移角。

（一）位移比结构参数控制

位移比是指楼层竖向构件的层间位移和最大水平位移与本楼层平均值的比值。一是主要为保障结构布置的规则性,以避免因为结构布置的不规则性而产生过大的偏心，甚至造成结构出现较大的扭转效应；二是对位移比限制有着明确的规范，这主要是针对刚性楼板而假定作出的。规范指出应充分考虑地震作用对高层建筑的偶然偏心影响,对于A级高度的高层建筑而言，其楼层竖向构件的位移比最好能控制在1.2之内,最大应控制在1.5以内,对于B级高度复杂高层及混合高层而言，最好能控制在1.2以内,最大应控制在1.4以内。

(二)侧向刚度比参数控制

一是高层建筑剪力墙侧向刚度比参数控制的主要目的是控制结构的竖向规则性；二是高层建筑混凝土结构技术规程(后称高规)中要求:包括某楼层抗侧刚度小于其上一层的70 %或者小于其相邻三层侧向刚度平均值的80 %,或结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80 %,或某楼层竖向抗侧力构件不连续,其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15 的增大系数。

（三）周期比参数控制

一是周期比参数控制主要是控制结构发生扭转效应,最大限度地增加结构抗击扭转的能力，尽可能地减少扭转对结构的不利影响；二是关键是限制结构扭转为主的第一自振周期T t与平动为主的第一自振周期T1 之比。当二者接近时,由于振动耦联的影响,结构的扭转效应明显增大；三是规范中规定，对于A级高度高层建筑而言，其周期比应控制在0.9以内,对于B级高度高层建筑,混合高层建筑和复杂高层建筑而言，其周期比应控制在0.85 以内；三是如果周期比不符合规范的标准,设计人员必须使周边构件的刚度得到增加,并对结构中间构件的刚度予以降低处理,以达到使结构整体抗扭刚度增大的目的。