高层建筑剪力墙结构设计应注意的几点问题
2022-06-09
摘 要：随着社会的不断发展，科技的不断进步，人们生活水平的不断提高，以及一线城市，二线城市人口越来越多，这就增加了用地紧张的情况，一些开发商在不断的追求小高层，以及高层建筑。就目前的状况来看，高层建筑是房地产发展的主流形式，这就需要结构在向高发展的同时具有足够的安全性能，具有抵抗各种荷载的能力，本文就对高层建筑剪力墙结构设计应注意的问题做了简要分析。
关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计
剪力墙就是在结构内增设的主要用于抵抗水平剪切力的钢筋混凝土墙体。由于剪力墙的刚度大，稳定性好，具有良好的延性，因而剪力墙结构在高层建筑中被广泛应用。
一、剪力墙结构的特点
1、剪力墙有着很好的抗侧移刚度和很好的抗压能力，能够承受高负荷的重力，并能承受风力和水平地震作用，能够有效的控制高层建筑的变形能力。剪力墙结构破坏时一般表现为弯曲破坏，具有一定的延性，特别是在抗震方面，能够表现出令人满意的抗震性能。
2、剪力墙在施工过程中的运用非常普遍，采用大模板或滑升模板等先进施工方法，可缩短工期和节省人力，从而达到控制造价的目的。
3、由于剪力墙的布置是直上直下，墙体厚度一般为200mm，与室内外分割墙厚度相同，通常剪力墙还充当室内外分割墙的角色，这使得室内无突出结构，最大限度的增加了使用空间，并且外观上能给人以简洁、舒适、大方的感觉。但是剪力墙的平面布置较为不灵活，剪力墙间距较小，一般控制在8m以内，只适合于住宅项目和对平面分割简单的其它类型建筑。目前剪力墙用于10～30层高层住宅颇多，其它类型建筑，很少采用剪力墙结构，一般采用框剪结构和框筒结构较多。因此，剪力墙结构不适合用于大跨度和大空间的建筑。
二、剪力墙在高层结构设计中应该注意的几点问题
（一）剪力墙的布置要合理
1、剪力墙结构应具有适宜的侧向刚度，其布置应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第7.1.1条的规定，宜在建筑的周边和楼梯间、电梯间以及建筑上有从上至下的分割墙位置处布置剪力墙，以减少对建筑空间的影响。剪力墙的墙肢在平面上宜对齐，以保证通过连梁能直接有效的传递内力，避免内力的分布不均。
2、不应全部采用短肢剪力墙的平面布置，不宜采用短肢剪力墙和一字型剪力墙，当不可避免时，应适当控制其数量，最好是采用墙肢截面高度与厚度之比≥8的剪力墙进行结构布置。这是从控制造价方面来考虑，因为短肢剪力墙较不经济，其配筋率比一般剪力墙高出很多，JGJ3-2010第7.2.2条对短肢剪力墙规定了最小配筋率。由于剪力墙平面内刚度很大，而平面外刚度近乎为零，采用一字型剪力墙时其平面外稳定性很不利，需通过墙体稳定验算，适当时可加大墙厚。
3、合理确定底部加强区，底部加强部位的墙体厚度应根据上部结构传至本层的荷载进行强度计算和墙体稳定验算。对于底部层高较高时，当不满足JGJ3-2010第7.2.1条条文说明中初步选定剪力墙厚度的经验公式时，再按附录D进行墙体稳定验算，适当加厚底部墙厚，直到满足为止。但这样容易使底部剪力墙变成短肢剪力墙，可将底部剪力墙的墙厚设计成不小于 310mm，就能很好的避免这个问题所带来的困扰。
（二）连梁设计时应注意的问题
1、连梁是连接剪力墙墙肢的水平构件，其跨高比必须不大于 5，否则就不能算是连梁，而是框架梁。在开洞剪力墙的设计中，应合理布置连梁，按照“强肢弱梁”的原则开洞，并宜规则开洞、洞口成列、成排布置。
2、连梁设计时应注意在计算地震作用效应时对其刚度予以折减，折减系数不宜< 0.5，对其它作用效应不宜折减。连梁主要承受墙肢之间相互作用产生的约束弯矩和剪力，按照“强剪弱弯”的要求进行构件设计，水平钢筋伸入墙肢的长度不小于抗震锚固长度和600mm的较大值。
关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计
剪力墙就是在结构内增设的主要用于抵抗水平剪切力的钢筋混凝土墙体。由于剪力墙的刚度大，稳定性好，具有良好的延性，因而剪力墙结构在高层建筑中被广泛应用。
一、剪力墙结构的特点
1、剪力墙有着很好的抗侧移刚度和很好的抗压能力，能够承受高负荷的重力，并能承受风力和水平地震作用，能够有效的控制高层建筑的变形能力。剪力墙结构破坏时一般表现为弯曲破坏，具有一定的延性，特别是在抗震方面，能够表现出令人满意的抗震性能。
2、剪力墙在施工过程中的运用非常普遍，采用大模板或滑升模板等先进施工方法，可缩短工期和节省人力，从而达到控制造价的目的。
3、由于剪力墙的布置是直上直下，墙体厚度一般为200mm，与室内外分割墙厚度相同，通常剪力墙还充当室内外分割墙的角色，这使得室内无突出结构，最大限度的增加了使用空间，并且外观上能给人以简洁、舒适、大方的感觉。但是剪力墙的平面布置较为不灵活，剪力墙间距较小，一般控制在8m以内，只适合于住宅项目和对平面分割简单的其它类型建筑。目前剪力墙用于10～30层高层住宅颇多，其它类型建筑，很少采用剪力墙结构，一般采用框剪结构和框筒结构较多。因此，剪力墙结构不适合用于大跨度和大空间的建筑。
二、剪力墙在高层结构设计中应该注意的几点问题
（一）剪力墙的布置要合理
1、剪力墙结构应具有适宜的侧向刚度，其布置应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第7.1.1条的规定，宜在建筑的周边和楼梯间、电梯间以及建筑上有从上至下的分割墙位置处布置剪力墙，以减少对建筑空间的影响。剪力墙的墙肢在平面上宜对齐，以保证通过连梁能直接有效的传递内力，避免内力的分布不均。
2、不应全部采用短肢剪力墙的平面布置，不宜采用短肢剪力墙和一字型剪力墙，当不可避免时，应适当控制其数量，最好是采用墙肢截面高度与厚度之比≥8的剪力墙进行结构布置。这是从控制造价方面来考虑，因为短肢剪力墙较不经济，其配筋率比一般剪力墙高出很多，JGJ3-2010第7.2.2条对短肢剪力墙规定了最小配筋率。由于剪力墙平面内刚度很大，而平面外刚度近乎为零，采用一字型剪力墙时其平面外稳定性很不利，需通过墙体稳定验算，适当时可加大墙厚。
3、合理确定底部加强区，底部加强部位的墙体厚度应根据上部结构传至本层的荷载进行强度计算和墙体稳定验算。对于底部层高较高时，当不满足JGJ3-2010第7.2.1条条文说明中初步选定剪力墙厚度的经验公式时，再按附录D进行墙体稳定验算，适当加厚底部墙厚，直到满足为止。但这样容易使底部剪力墙变成短肢剪力墙，可将底部剪力墙的墙厚设计成不小于 310mm，就能很好的避免这个问题所带来的困扰。
（二）连梁设计时应注意的问题
1、连梁是连接剪力墙墙肢的水平构件，其跨高比必须不大于 5，否则就不能算是连梁，而是框架梁。在开洞剪力墙的设计中，应合理布置连梁，按照“强肢弱梁”的原则开洞，并宜规则开洞、洞口成列、成排布置。
2、连梁设计时应注意在计算地震作用效应时对其刚度予以折减，折减系数不宜< 0.5，对其它作用效应不宜折减。连梁主要承受墙肢之间相互作用产生的约束弯矩和剪力，按照“强剪弱弯”的要求进行构件设计，水平钢筋伸入墙肢的长度不小于抗震锚固长度和600mm的较大值。