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摘要：剪力墙设计是高层住宅建筑的关键环节，其设计的合理性直接关系到整个建筑结构的受力性能与抗震性能。但是剪力墙结构设计受到的影响因素比较多，要完成一项优秀的设计具有一定的难度，因此要协调好各个方面的因素，灵活运用规范的要求，不断的优化设计，特别是合理进行连梁的设计、剪力墙配筋设计及边缘约束构件设计，使得剪力墙结构更为合理、更为安全、更为经济。本文介绍了高層建筑剪力墙的特点以及分类，探讨了高层建筑剪力墙结构设计要点。
关键词：高层建筑剪力墙结构设计特点分类
中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
引言：随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，城市规模不断增大，人口不断增加，使得城市住房建设用地高度紧张，新建高层建筑是城市发展的必然趋势。剪力墙结构由于其抗侧刚度大、侧移小和抗震性能好等特点，被广泛应用于现代高层建筑中，尤其是高层剪力墙住宅。但对剪力墙位置的具体布置、截面形状和尺寸等是否合理，相关的规范没有明确的规定，通常是由结构工程师根据经验来设计的。因此，在结构设计过程中可能会存在设计偏于保守等现象或设计不合理等情况，造成一定的浪费或结构安全性不够等。
一、高层建筑剪力墙的特点以及分类
剪力墙是一种用来抵抗侧向力的比较好的单元,它可以是完全由剪力墙来抵抗侧力的一种剪力墙结构,也可以是和框架共同组成的框架-剪力墙结构。剪力墙具有比较大的刚度,在结构中通常承受大部分的水平力,成为一种比较有效的抗侧力的结构构件。在地震区的高层建筑中，设置剪力墙或者剪力墙核心筒可以很好的改善建筑的抗震性能。
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:
1、实体墙
所谓实体墙就是指没有开洞或者开洞的面积小于整个墙体面积的15%。其受力的特点是就像一个悬臂墙。它的弯矩图既没有突变,也没有反弯点,整个墙体的变形是以弯曲型为主。
2、整体的小开口剪力墙
这主要是指开孔的面积虽然大于整个墙体面积的15%,但是仍然属于小面积开孔的墙体, 其受力的特点就是弯矩图在连接梁的地方发生突变,在高度上没有反弯点,或者是仅仅在个别的楼层才有反弯点。
3、双肢或者多肢剪力墙
所谓的双肢或者多肢剪力墙主要是说开洞比较大的或者洞口成列布置的墙体。它的受力特点是和整体的小开口的剪力墙相类似的。
4、壁式框架
壁式框架是指洞口的尺寸相对比较大, 而连接梁线的刚度和墙肢线的刚度比较接近的墙体。其受力特点是弯矩图在楼层的地方发生突变,而且在大多数的楼层中都会出现反弯点。
二、高层建筑剪力墙结构设计
1、设计原则
对于墙肢的长度大于墙体厚度3 倍以上的剪力墙结构，可以按照柱结构设计，并且在其全部高度范围内的箍筋进行加密处理。对于开洞而形成的连梁，当跨高比小于5 时，应该按照《高层建筑混凝土结构技术规程》及《建筑抗震设计规范》的有关要求进行设计，而当其跨高比大于或等于5 时，则应该按照框架梁结构进行设计。当剪力墙墙肢与其平面外的楼面梁连接时，为减小连梁端部的弯矩对墙肢的不利影响，可以采取下列措施中的一种：
（1）在梁的轴线方向设置剪力墙。
（2）当措施（1）不能够满足要求时，可以在梁与墙的结合处设置暗柱，其宽度可取1-2 倍墙厚，并按计算配筋。若以上两种措施都不能满足要求时，可以在墙、梁交接位置设置宽度为墙厚2 倍的暗柱。
（3）另外还可以将型钢安装于剪力墙的内部。对于一级和二级抗震墙，其底部加强部位在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比应该符合以下要求：一级（9 度）时不宜大于0.4，一级（7、8 度）时不得大于0.5，二级不得大于0.6。
2、剪力墙的厚度确定
剪力墙的厚度不得小于《高层建筑混凝土结构技术规程》《混凝土结构设计规范》及《建筑抗震设计规范》的要求。其中，一、二级剪力墙：底部加强部位不应小于200mm，其他部位不应小于160mm ，一字形独立剪力墙底部加强部位不应小于220mm，其他部位不应小于180mm。 三、四级剪力墙不应小于160mm，一字形独立剪力墙的底部加强部位尚不应小于180mm。非抗震设计时不应小于160mm。剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于160mm。现在很多住宅建筑结构中，都存在着为了满足使用功能的需要而减小了剪力墙的厚度，而满足不了规范要求。如果剪力墙的厚度小于规范要求的最小限值时，就必须对其稳定性进行验算。
3、底部加强
底部加强部位的高度一般情况是取八分之一墙肢总高与底部两层的高度中比较大的值，但是当剪力墙的高度特别大，超过150 米时，加强高度则应该取墙肢总高的十分之一；对于有转换层的高层建筑，加强部位的高度应取框支层加上框支层以上两层的高度与墙肢八分之一总高度的较大值。
4、配筋设计
高层剪力墙结构的竖向和水平分布钢筋不应单排配置。剪力墙截面厚度不大于400mm时，可采用双排配筋；大于400mm、但不大于700mm时，宜采用三排配筋；大于700mm时，宜采用四排配筋。各排分布钢筋之间拉筋的间距不应大于600mm，直径不应小于6mm。而且应该将受力主筋均匀的布置成排。在一、二、三、四级抗震设计以及非抗震设计时，剪力墙的竖向与水平分布筋配筋率应该不小于0.20%，钢筋直径应该不小于8mm，其间距应该不大于30cm。对于部分框支剪力墙结构，抗震设计时加强部位的配筋率应该不小于0.3%，钢筋直径应该不小于8mm，间距应该不大于200mm；非抗震设计时应该不小于0.25%。房屋顶层剪力墙、楼梯间、电梯间剪力墙、端部开间纵向剪力墙的配筋率应该要控制在0.25%以上，而且钢筋的布置间距不应大于200mm。
5、连梁设计
连梁也是剪力墙住宅建筑结构中非常重要的抗震构件，其设计的合理性直接关系到剪力墙结构的受力性能及抗震性能。在正常的荷载作用下，应该保证结构处于弹性工作状态，连梁也不允许产生塑性铰，而在遭遇地震时，可以允许结构进入弹塑性状态，此时，连梁也可以产生塑性铰。抗震规范要求，建筑物在低于本地区设防烈度的地震作用下，一般不损坏或者不影响使用；而在高于本地区设防烈度的地震时，不得发生倒塌及危及人们生命安全的破坏。在地震荷载的作用下连梁的破坏形式有脆性破坏与延性破坏两种，连梁的设计应该遵循强剪弱弯的原则，避免结构产生脆性破坏。因此在剪力墙结构连墙设计时可以采取下列措施：
（1）减小连梁截面高度；
（2）抗震设计的剪力墙结构中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅，以降低其剪力设计值；
（3）当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可考虑在大震作用下该连梁不参与工作，按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的结构内力分析，墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计。
连梁的配筋设计应该要满足一般框架梁的设计要求，抗震设计时，应该按照框架梁端部的加密区设计箍筋；非抗震设计时，箍筋直径应该不小于6mm，间距应该不大于15cm。当连梁的截面高度超过70cm 时，应该在梁高范围内设置直径不小于10mm 的纵向的构造筋，其间距应不超过200mm；当连梁跨高比大于2.5 时，其配筋率应不小于0.3%。在进行剪力墙刚度折减时，折减系数不宜小于0.5，也不宜大于1；对于跨高比大于5 以及连梁的内力仅仅是由风荷载引起时，可以不进行刚度折减。
6、边缘构件设计
剪力墙的边缘构件可以分为构造边缘构件以及约束边缘构造两种，这两种构件的设计方法也不一样，合理的边缘构造设计可以使得剪力墙结构更为合理。约束边缘构件主要有暗柱、端柱以及翼墙。这些边缘构件的作用与砌体结构中的构造柱一样，当结构刚度比较小时，在地震作用下层间位移及定点的位移就会较大，此时边缘构件也就起到相当大的约束作用，因此，要适当增大暗柱、端柱等边缘构件的截面尺寸与配筋。约束边缘构件沿墙肢方向的长度和箍筋配箍特征值应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》的要求。纵向钢筋的配筋范围不应小于规范规定的阴影面积，其纵向钢筋最小截面面积，一、二级抗震设计时分别不小于阴影面积的1.2%和1.0%。
结束语：
剪力墙结构的合理设计，影响因素诸多，所带来的影响也是多方面的。在剪力墙体的设计中，应当注意各个环节要素，合理确定设计标准，经济性措施和原则，既满足设计需求，同时改善人类的居住环境。
参考文献：
[1] 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(01)
[2] 闫旭梅.高层建筑抗震设计分析[J]. 科技传播. 2010(08)
关键词：高层建筑剪力墙结构设计特点分类
中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
引言：随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，城市规模不断增大，人口不断增加，使得城市住房建设用地高度紧张，新建高层建筑是城市发展的必然趋势。剪力墙结构由于其抗侧刚度大、侧移小和抗震性能好等特点，被广泛应用于现代高层建筑中，尤其是高层剪力墙住宅。但对剪力墙位置的具体布置、截面形状和尺寸等是否合理，相关的规范没有明确的规定，通常是由结构工程师根据经验来设计的。因此，在结构设计过程中可能会存在设计偏于保守等现象或设计不合理等情况，造成一定的浪费或结构安全性不够等。
一、高层建筑剪力墙的特点以及分类
剪力墙是一种用来抵抗侧向力的比较好的单元,它可以是完全由剪力墙来抵抗侧力的一种剪力墙结构,也可以是和框架共同组成的框架-剪力墙结构。剪力墙具有比较大的刚度,在结构中通常承受大部分的水平力,成为一种比较有效的抗侧力的结构构件。在地震区的高层建筑中，设置剪力墙或者剪力墙核心筒可以很好的改善建筑的抗震性能。
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:
1、实体墙
所谓实体墙就是指没有开洞或者开洞的面积小于整个墙体面积的15%。其受力的特点是就像一个悬臂墙。它的弯矩图既没有突变,也没有反弯点,整个墙体的变形是以弯曲型为主。
2、整体的小开口剪力墙
这主要是指开孔的面积虽然大于整个墙体面积的15%,但是仍然属于小面积开孔的墙体, 其受力的特点就是弯矩图在连接梁的地方发生突变,在高度上没有反弯点,或者是仅仅在个别的楼层才有反弯点。
3、双肢或者多肢剪力墙
所谓的双肢或者多肢剪力墙主要是说开洞比较大的或者洞口成列布置的墙体。它的受力特点是和整体的小开口的剪力墙相类似的。
4、壁式框架
壁式框架是指洞口的尺寸相对比较大, 而连接梁线的刚度和墙肢线的刚度比较接近的墙体。其受力特点是弯矩图在楼层的地方发生突变,而且在大多数的楼层中都会出现反弯点。
二、高层建筑剪力墙结构设计
1、设计原则
对于墙肢的长度大于墙体厚度3 倍以上的剪力墙结构，可以按照柱结构设计，并且在其全部高度范围内的箍筋进行加密处理。对于开洞而形成的连梁，当跨高比小于5 时，应该按照《高层建筑混凝土结构技术规程》及《建筑抗震设计规范》的有关要求进行设计，而当其跨高比大于或等于5 时，则应该按照框架梁结构进行设计。当剪力墙墙肢与其平面外的楼面梁连接时，为减小连梁端部的弯矩对墙肢的不利影响，可以采取下列措施中的一种：
（1）在梁的轴线方向设置剪力墙。
（2）当措施（1）不能够满足要求时，可以在梁与墙的结合处设置暗柱，其宽度可取1-2 倍墙厚，并按计算配筋。若以上两种措施都不能满足要求时，可以在墙、梁交接位置设置宽度为墙厚2 倍的暗柱。
（3）另外还可以将型钢安装于剪力墙的内部。对于一级和二级抗震墙，其底部加强部位在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比应该符合以下要求：一级（9 度）时不宜大于0.4，一级（7、8 度）时不得大于0.5，二级不得大于0.6。
2、剪力墙的厚度确定
剪力墙的厚度不得小于《高层建筑混凝土结构技术规程》《混凝土结构设计规范》及《建筑抗震设计规范》的要求。其中，一、二级剪力墙：底部加强部位不应小于200mm，其他部位不应小于160mm ，一字形独立剪力墙底部加强部位不应小于220mm，其他部位不应小于180mm。 三、四级剪力墙不应小于160mm，一字形独立剪力墙的底部加强部位尚不应小于180mm。非抗震设计时不应小于160mm。剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于160mm。现在很多住宅建筑结构中，都存在着为了满足使用功能的需要而减小了剪力墙的厚度，而满足不了规范要求。如果剪力墙的厚度小于规范要求的最小限值时，就必须对其稳定性进行验算。
3、底部加强
底部加强部位的高度一般情况是取八分之一墙肢总高与底部两层的高度中比较大的值，但是当剪力墙的高度特别大，超过150 米时，加强高度则应该取墙肢总高的十分之一；对于有转换层的高层建筑，加强部位的高度应取框支层加上框支层以上两层的高度与墙肢八分之一总高度的较大值。
4、配筋设计
高层剪力墙结构的竖向和水平分布钢筋不应单排配置。剪力墙截面厚度不大于400mm时，可采用双排配筋；大于400mm、但不大于700mm时，宜采用三排配筋；大于700mm时，宜采用四排配筋。各排分布钢筋之间拉筋的间距不应大于600mm，直径不应小于6mm。而且应该将受力主筋均匀的布置成排。在一、二、三、四级抗震设计以及非抗震设计时，剪力墙的竖向与水平分布筋配筋率应该不小于0.20%，钢筋直径应该不小于8mm，其间距应该不大于30cm。对于部分框支剪力墙结构，抗震设计时加强部位的配筋率应该不小于0.3%，钢筋直径应该不小于8mm，间距应该不大于200mm；非抗震设计时应该不小于0.25%。房屋顶层剪力墙、楼梯间、电梯间剪力墙、端部开间纵向剪力墙的配筋率应该要控制在0.25%以上，而且钢筋的布置间距不应大于200mm。
5、连梁设计
连梁也是剪力墙住宅建筑结构中非常重要的抗震构件，其设计的合理性直接关系到剪力墙结构的受力性能及抗震性能。在正常的荷载作用下，应该保证结构处于弹性工作状态，连梁也不允许产生塑性铰，而在遭遇地震时，可以允许结构进入弹塑性状态，此时，连梁也可以产生塑性铰。抗震规范要求，建筑物在低于本地区设防烈度的地震作用下，一般不损坏或者不影响使用；而在高于本地区设防烈度的地震时，不得发生倒塌及危及人们生命安全的破坏。在地震荷载的作用下连梁的破坏形式有脆性破坏与延性破坏两种，连梁的设计应该遵循强剪弱弯的原则，避免结构产生脆性破坏。因此在剪力墙结构连墙设计时可以采取下列措施：
（1）减小连梁截面高度；
（2）抗震设计的剪力墙结构中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅，以降低其剪力设计值；
（3）当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可考虑在大震作用下该连梁不参与工作，按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的结构内力分析，墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计。
连梁的配筋设计应该要满足一般框架梁的设计要求，抗震设计时，应该按照框架梁端部的加密区设计箍筋；非抗震设计时，箍筋直径应该不小于6mm，间距应该不大于15cm。当连梁的截面高度超过70cm 时，应该在梁高范围内设置直径不小于10mm 的纵向的构造筋，其间距应不超过200mm；当连梁跨高比大于2.5 时，其配筋率应不小于0.3%。在进行剪力墙刚度折减时，折减系数不宜小于0.5，也不宜大于1；对于跨高比大于5 以及连梁的内力仅仅是由风荷载引起时，可以不进行刚度折减。
6、边缘构件设计
剪力墙的边缘构件可以分为构造边缘构件以及约束边缘构造两种，这两种构件的设计方法也不一样，合理的边缘构造设计可以使得剪力墙结构更为合理。约束边缘构件主要有暗柱、端柱以及翼墙。这些边缘构件的作用与砌体结构中的构造柱一样，当结构刚度比较小时，在地震作用下层间位移及定点的位移就会较大，此时边缘构件也就起到相当大的约束作用，因此，要适当增大暗柱、端柱等边缘构件的截面尺寸与配筋。约束边缘构件沿墙肢方向的长度和箍筋配箍特征值应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》的要求。纵向钢筋的配筋范围不应小于规范规定的阴影面积，其纵向钢筋最小截面面积，一、二级抗震设计时分别不小于阴影面积的1.2%和1.0%。
结束语：
剪力墙结构的合理设计，影响因素诸多，所带来的影响也是多方面的。在剪力墙体的设计中，应当注意各个环节要素，合理确定设计标准，经济性措施和原则，既满足设计需求，同时改善人类的居住环境。
参考文献：
[1] 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(01)
[2] 闫旭梅.高层建筑抗震设计分析[J]. 科技传播. 2010(08)