1、    簡(jiǎn)述高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)要點(diǎn)    廖秀茹【摘要】文章通過結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)關(guān)鍵問題進(jìn)行了探討，總結(jié)出對(duì)于在實(shí)際工程中剪力墻結(jié)構(gòu)布置的合理性要點(diǎn)。同時(shí)通過結(jié)合工程實(shí)例，總結(jié)出剪力墻結(jié)構(gòu)相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)，從工程實(shí)踐效果上進(jìn)一步探討所采取設(shè)計(jì)措施的可行性，為同行提供參考。【關(guān)鍵詞】高層建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；討論1剪力墻結(jié)構(gòu)的基本含義1.1剪力墻結(jié)構(gòu)的定義剪力墻結(jié)構(gòu)的定義為：剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為58的鋼筋混凝土墻；高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)；剪力墻較多時(shí)，應(yīng)布置筒體（或一般剪力墻），形成剪

2、力墻與筒體（或一般剪力墻）共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)。1.2剪力墻結(jié)構(gòu)的必要條件抗震設(shè)計(jì)時(shí)，墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不大于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。1.3剪力墻結(jié)構(gòu)的下限當(dāng)墻較少時(shí)，如墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的15%40%，則可以按普通剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。下限規(guī)范沒有規(guī)定，設(shè)計(jì)師可以靈活掌握。如果在剪力墻結(jié)構(gòu)中，只有個(gè)別小墻肢，不應(yīng)看成剪力墻結(jié)構(gòu)而應(yīng)作為一般剪力墻結(jié)構(gòu)處理。2高層建筑剪力墻設(shè)計(jì)原則高層建筑剪力墻設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循設(shè)計(jì)原則，筆者根據(jù)多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為：剪力墻連梁超限原則、樓層之間最小系數(shù)原則、樓層之間最大位移和層高比原則。2.1剪力墻連

3、梁超限原則剪力墻連梁超限原則指的是剪力墻連梁在設(shè)計(jì)的時(shí)候跨高比值應(yīng)該高于2.5，保證墻體的彎矩和剪力值在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍之內(nèi)。高規(guī)中指出當(dāng)剪力墻的跨高比大于5的時(shí)候，應(yīng)該按照框架梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)際設(shè)計(jì)施工過程中按照規(guī)定進(jìn)行能夠取得良好的效果。2.2樓層之間最小剪力系數(shù)原則盡量減少剪力墻體的布置，能夠有效的減輕墻體自身的重量，對(duì)于地震有著較強(qiáng)的抵抗能力。合理調(diào)整樓層之間的最小剪力系數(shù)能夠最大限度提高建筑結(jié)構(gòu)的傾向剛度，減少工程投資。2.3樓層之間最大位移和層高比原則樓層層高約層間的最大位移比指的是建筑物在地震作用下能夠產(chǎn)生的最大彈性層間位移比值。實(shí)際工程中剪切墻的抵抗能力是由構(gòu)件組成的，如果構(gòu)件

4、過多可能會(huì)引起建筑結(jié)構(gòu)扭曲變形。所以設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該盡量減少構(gòu)件數(shù)量，盡可能提高建筑物抵抗外界干擾的能力。3高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.1工程實(shí)例某高層住宅建筑整體建筑面積58351m2，包括32層塔式建筑和18層板式建筑，基礎(chǔ)形式采用樁筏基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)形式為框架-剪力墻。在建筑中，地下1層為停車場(chǎng)，地上3層為店鋪和商場(chǎng)，4層以上則為住宅。3.2剪力墻結(jié)構(gòu)的合理布設(shè)在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布設(shè)時(shí)首先要注意以下幾點(diǎn)：（1）剪力墻應(yīng)沿主軸方向雙向均勻的進(jìn)行布設(shè)，采用兩個(gè)方向抗側(cè)剛度接近為宜，不宜采用單向的方式進(jìn)行布設(shè)。盡量使得剛度中心與質(zhì)量中心靠近，減小地震造成的扭轉(zhuǎn)。若無(wú)法避免，則最好在剪力墻的相應(yīng)部

5、位設(shè)置暗柱，當(dāng)梁高大于墻厚的2.5倍時(shí)，應(yīng)計(jì)算暗柱配筋。（2）剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度和承載力均較大，為充分利用剪力墻的這一特征，減輕結(jié)構(gòu)重量，增大剪力墻結(jié)構(gòu)的可利用空間，墻不宜布置太密，以便使結(jié)構(gòu)具備適宜的側(cè)向剛度。（3）在結(jié)構(gòu)布置過程中，應(yīng)避免布置墻肢長(zhǎng)度過長(zhǎng)（8m）的墻體。當(dāng)有少量墻肢長(zhǎng)度大于8m時(shí)，計(jì)算中，樓層剪力主要由這些大的墻肢承受，其他小的墻肢承受的剪力很小，一旦地震，尤其超烈度地震時(shí)，大墻肢容易遭受破壞，而小的墻肢又無(wú)足夠配筋，整個(gè)結(jié)構(gòu)容易被各個(gè)擊破，這是極不利的。所以，對(duì)于大的剪力墻墻肢，應(yīng)采用留置結(jié)構(gòu)洞口（洞口連梁宜采用約束彎矩較小的弱連梁），把長(zhǎng)墻肢分解成合理的墻肢長(zhǎng)度，調(diào)

6、整其剛度。（4）剪力墻的門窗洞口宜上下對(duì)其，成列布置，形成明確的墻肢和連梁。當(dāng)無(wú)法上下對(duì)其，成列布置時(shí)，應(yīng)按有限元方法仔細(xì)計(jì)算分析，并在洞口周邊采取加強(qiáng)措施。3.3剪力墻厚度的確定剪力墻墻肢截面比較適宜簡(jiǎn)單、規(guī)則，建立阿強(qiáng)的豎向剛度應(yīng)均勻，其門窗口最好成列布置，上下對(duì)齊，形成較為明顯的連梁和墻肢，避免出現(xiàn)使墻肢剛度相差懸殊的洞口設(shè)置。在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，一、三級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻底部加強(qiáng)部位最好不要采用錯(cuò)洞墻，二、三級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻均不宜采用疊合錯(cuò)洞墻。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中對(duì)剪力墻的截面尺寸有具體的規(guī)定，按一、二級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的剪力墻的截面厚度，底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無(wú)支長(zhǎng)度的

7、1/16，且不應(yīng)小于200mm，其他部位不應(yīng)小于層高或剪力墻的1/20，且不應(yīng)小于160mm；按三、四級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的剪力墻的截面厚度，底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無(wú)支長(zhǎng)度的1/20，且不應(yīng)小于160mm，其他部位不應(yīng)小于層高或剪力墻的1/25，且不應(yīng)小于180mm。3.4剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性設(shè)計(jì)要使剪力墻具有延性，就要控制塑性鉸在某個(gè)恰當(dāng)?shù)牟课怀霈F(xiàn)；在塑性鉸區(qū)域防止過早出現(xiàn)剪切破壞（即強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì)），并防止過早出現(xiàn)錨固破壞（強(qiáng)錨固）；在塑性鉸區(qū)域改善抗彎及抗剪鋼筋構(gòu)造，控制斜裂縫開展，充分發(fā)揮彎曲作用下抗拉鋼筋的延性作用。剪力墻的塑性鉸通常出現(xiàn)在底截面，因此，剪力墻底部應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)區(qū)，加強(qiáng)范

8、圍不宜小于h/8（h為剪力墻總高），也不小于底層層高。當(dāng)剪力墻高度超過150m時(shí)，其底部加強(qiáng)部位的范圍可取墻肢總高度的1/10。3.5剪力墻墻體配筋一般要求水平鋼筋放在外側(cè)，豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè)。鋼筋滿足設(shè)計(jì)計(jì)算及規(guī)范建議的最小配筋率即可。剪力墻的加強(qiáng)區(qū)域10200，非加強(qiáng)區(qū)域8200雙層雙向即可。雙排鋼筋之間采用6600×600拉筋。但是地下部分的墻體配筋大多受到水壓力、土壓力產(chǎn)生的側(cè)壓力控制，因此需要另行計(jì)算和配置，地下部分的墻體由于簡(jiǎn)化計(jì)算經(jīng)常有豎向筋控制，在這種情況下為增大計(jì)算墻體的有效高度，可以經(jīng)地下部分墻體的水平筋放置在內(nèi)側(cè)，豎向筋放置在外側(cè)。3.6高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)參數(shù)的控

9、制剪力墻的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)跟其中的各個(gè)參數(shù)設(shè)計(jì)有著直接的關(guān)系，因此，提高高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，必須要考慮到結(jié)構(gòu)各個(gè)參數(shù)的控制，要保證參數(shù)之間設(shè)計(jì)的合理性。主要包括位移比、側(cè)向剛度比、周期比、剛重比、層間的位移角等參數(shù)。本節(jié)主要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)位移比的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析。位移比是高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的本樓層平均值、水平位移、層間位移之間的比值。通過對(duì)自身結(jié)構(gòu)布置的不規(guī)則性的限值方式，可以有效防止建筑剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)偏心力過大的現(xiàn)象，使得剪力墻的結(jié)構(gòu)能達(dá)到扭轉(zhuǎn)的效果。另外，要對(duì)位移比的限制因素搞清楚，避免在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)參數(shù)設(shè)計(jì)誤差，位移比限制是將高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的剛性樓板作為確定的基礎(chǔ)參數(shù)，在此過程中，要將對(duì)建筑剪力墻結(jié)構(gòu)引起的偏心力影響進(jìn)行充分的考慮，需要保證高層建筑物剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的豎向構(gòu)件位移比的參數(shù)要低于1.2，避免受到偏心力的影響而使得高層建筑剪力墻整體結(jié)構(gòu)的抗震性能降低。4結(jié)語(yǔ)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使得高層建筑不斷涌現(xiàn)，而剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在高層建筑中的應(yīng)用越來越廣泛。本文主要針對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)進(jìn)行了分析，通過本文的探討，我們了