1、概述高層剪力墻結構設計技術要點 摘要：在高層建筑中，剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替之前建筑物中承擔豎向和水平方向荷載作用的墻體。剪力墻結構以其特有的剛度大、用鋼量小等優點在我國建筑結構設計中應用較為廣泛，使用現澆剪力墻結構可以將承重墻和分隔墻以現澆剪力墻的形式體現出來，可以節約資金成本的投入，剪力墻結構設計在我國建筑結構設計中的地位越來越重要。 關鍵詞：高層 剪力墻 結構 設計 中圖分類號：tu97 文獻標識碼：a 一、引言 剪力墻結構是指將原來建筑物中的框架結構用鋼筋混凝土的墻板代替，以承擔建筑物產生的各種荷載作用，能夠有效地制約建筑結構產生的水平力，剪力墻結構具有很好的經濟性，為了最大

2、可能的節省高層建筑的資金成本投入，剪力墻結構在我國高層建筑中的應用非常普遍，如果一個建筑物中的剪力墻過多的話，就會將筒體和剪力墻放在一起使用，已承受建筑物水平方向上的荷載作用。 雖然剪力墻在我國高層建筑中的使用頻繁，但是高層建筑物中的墻體也不能全部都使用剪力墻結構，會損壞建筑物的質量，從而影響建筑物的使用壽命。在對剪力墻結構抗震能力的設計過程中，要非常注意剪力墻墻體所承受的地震傾覆力矩要大于結構承受的地震傾覆力矩 1/2，而地震傾覆力矩是位于第一振型的底部。如果剪力墻墻體的數量較少時，可以適當的減輕剪力墻墻體承受的傾覆力矩，但是要把減輕的傾覆力矩控制在1540%這個范圍內。 二、高層建筑剪力墻

3、布置 1.剪力墻結構類別 剪力墻結構類別有整體墻和聯肢墻。根據不同類型墻體的特點、受力特征、墻體內力分布進行配筋和構造。整體墻包括山墻、魚骨式結構片墻、小開洞墻; 聯肢墻是由梁連接的剪力墻。 將建筑的墻體作為豎向承重和抗側力結構體系的被叫做剪力墻結構，在剪力墻上可以進行開洞設計，當洞口越大時，越接近剪力墻的框架。 2.高層建筑剪力墻布置原則 高層建筑剪力墻的布置是沿著主軸方向或者其他某一方向進行雙向布置，在同一平面內剪力墻的布置要保持均衡。高層建筑剪力墻的高與寬通常尺寸都比較大，厚度又較薄，在墻體受力方面受到水平剪力、彎矩、豎向壓力。高層建筑的剪力墻需要具有抗震、抗風載的能力，所以其結構需要滿

4、足非彈性變形和避免脆性剪力斷裂，剪力墻的設計類型可以盡量采用延性彎曲型。 3.剪力墻結構設計計算 剪力墻結構設計計算是對剪力墻的正截面承載力和剪力墻斜截面受剪力進行驗算。驗算時需要對剪力墻的整體結構進行分析，根據剪力墻水平受力與豎向受力求得剪力墻的內力。剪力墻結構計算的原則是: 1) 要與施工圖一致; 2) 剪力墻荷載取值準確; 3) 地下室作為指定層數; 4) 整體計算參數與內力配筋調整參數應與整體分析程序相對應; 5) 地下室人防、樓梯、地下室側壁、頂板、水池壁板、擋土墻、車道板、雨篷等抗扭構件，異型板、立面小構件等的補充計算，盡可能采用其他結構軟件的計算工具計算，無相關工具的采用手算。

5、三、高層建筑剪力墻結構厚度確定與配筋處理 1) 建筑規范規定高層建筑的剪力墻結構的地震等級 8 度時，剪力墻抗震等級為2 級以上，這就要求剪力墻墻底部分墻體厚度在200 mm 以上，并且要求墻底加強部分厚度大于樓層高度的 1 /16。 2) 高層建筑剪力墻墻體配筋率規定應在 025% 以上，剪力墻底部加強部分的配筋率規定在 03%以上。 高層剪力墻的水平配筋，是對墻體加入水平分布的鋼筋，目的是能夠提高剪力墻的抗脆性剪切破壞和抗溫度應力破壞。對于高層建筑的大面積剪力墻的較大面積墻體需要適當的增加配筋，尤其高層建筑的連梁與溫度變化敏感位置，配筋的添加要保證剪力墻結構的穩定性。 高層剪力墻的豎向配筋

6、，是對墻體抗彎能力的加強。豎向配筋可以對剪力墻邊緣進行適當增加，鋼筋之間的間距控制在300 mm以下，并且豎向配筋應小于橫向配筋，這樣剪力墻的抗剪能力就大于抗彎能力，有效的解決了抗震問題。 3 高層建筑大面超長剪力墻結構處理 目前許多高層建筑中的現澆混凝土剪力墻結構的伸縮縫已經超過了規范設定，并且在遇到超長結構的情況下設計者設計的伸縮縫間距越來越大，這個問題對于設計者來說應該慎重，如果遇到超長結構的情況最好設置溫度伸縮縫，盡可能的依據規范設定限值進行設計。這是因為: 1) 剪力墻結構超長，當剪力墻受溫度變化較大時，混凝土剪力墻收縮、剪力墻容易發生變形，當剪力墻結構發生收縮變形時容易造成墻體結構

7、出現裂縫。2) 高層建筑的剪力墻體型龐大，受到結構變形和裂縫的因素也很多，如果遇到剪力墻結構超長情況時，需要設置溫度伸縮縫才能夠降低墻體大面積變形和開裂的現象發生。3) 隨著高層建筑使用的混凝土收縮量不斷加大( 由原有的300 增加到400以上) ，剪力墻結構超長導致產生裂縫的因素也增多。4) 高層建筑泵送混凝土時，增加了水泥的用量，從而導致剪力墻結構的收縮量加大，這也加劇了產生裂縫的必然性。 四、高層建筑的剪力墻的抗震設計 高層建筑中,剪力墻是主要的抗震結構,因為剪力墻的水平方向的剛度比較大,所以特別容易滿足小震作用下的結構,尤其是高層結構中的側向位移的限制。但是,對于建筑物的剛度的大小,歷

8、來都有很多的爭議。對于鋼筋混凝土的剪力墻的結構,通過一些地震災害的事實表明,剛度比較大的結構通常災害要小一些。但是,結構剛度并不能沒有限制的增加,因為在通常的情況下,建筑物的剛度如果越大,承受地震力的水平也會隨著變大,那么工程的費用也就變高了,這里就需要掌握好一個尺度的問題。針對高層建筑,控制這個標準的要素主要有兩個。 (1)控制結構上的水平位移。首先應該使結構的水平位移滿足高層建筑混凝土結構技術規程中的有關結構水平的位移的限值的規定。 (2)控制地震力。在地震力的計算值比較小的情況下,有的時候也會出現結構的頂點位移滿足要求的一些假象,所以,只有底部的剪力在合理的要求的范圍內,對位移和內力以及

9、配筋的情況做檢查才有意義,規范規定的剪力墻的結構的底部的剪力系數的范圍可以防止剪力過小。 嚴格控制以上兩個因素,就是對剪力墻的合理布置的有效控制。這些內容在高規中并沒有明確的規定,但是工程師出于結構的安全、設計的方便、設計周期的縮短等考慮,往往把結構設計的比較保守,在一定程度上沒有充分的發揮材料的性能,在造價上造成了一定的浪費。所以,深入的開展對剪力墻的結構的設計的研究是非常有現實意義的。 五、設計剪力墻過程中需要注意的問題 1.軟件運用問題 高層建筑的剪力墻不免要用到計算機進行輔助設計，在運用相關軟件的同時要根據具體的情況來設置模型。工作人員要能夠調整軟件中的各項參數，以此來反映實際的施工情

10、況，要最大限度地使軟件所計算出的結果與實際的模型相統一。設計剪力墻的工作人員還要了解軟件中各項參數的實際意義，只有這樣才能夠合理地設置參數。另外，實際的工程施工不能夠完全依賴計算機計算出的結果，也不能夠因為計算出的結果中某一部分出現了問題就把全部的結果認為是錯誤的，要在軟件的實際應用中找到其產生誤差的原因，逐步積累經驗和教訓，這樣才能使高層建筑的剪力墻設計更加安全、合理。 2.結構細部的構造措施 雖然高層建筑的剪力墻具有很好的抗側力性能，但是地震的運動存在很大的不確定因素，我們要有意識地設計剪力墻，以提高其總體的抗震性能，特別是對控制的薄弱層采取有效的措施，使其不會因為地震而造成損害。在強大的地震力的作用下，高層建筑的剪力墻很可能發生整體的彎曲變形，尤其是底部外圍的小墻肢很可能因其橫截面積過小和強大的扭轉力作用而發生嚴重的損壞，對原有的翹曲變形造成更大的影響，建筑平面的外緣會出現一字型的裂縫，然后是角點處的墻肢，其破壞也是最為嚴重的。所以，我們一定要采取有效的手段來提高剪力墻的抗震能力。 六、結語 隨著建筑高層化的發展，對剪力墻性能及施工質量提出了更高要求。對于從事高層結構設計的工程師來說，只有對剪力墻結構的優缺點和技術要點全面把握，并能夠吸收