高层住宅剪力墙结构设计中应注意的问题

王娟娟

摘要：在高层住宅剪力墙结构的设计中，剪力墙是借助建筑外墙与内墙隔墙位置而设计的钢筋混凝土结构，具有固定下端的功能。剪力墙具有较大的承受水平力的能力，一般与房屋高度相同，自房屋基础至房屋楼顶。在高层住宅建设中，剪力墙结构是最常使用的建筑结构之一。如何在充分发挥剪力墙建筑功能的前提下，保证建筑的美观性与质量，是值得思考的问题之一。

关键词：高层住宅;剪力墙;结构设计;注意问题

一、设计高层住宅剪力墙结构应注意的问题

剪力墙作为建筑工程中常用的一种建筑结构形式，在我国各类建筑中得到广泛应用。伴随着国家发展，房地产领域的不断壮大，群众的居住条件得到有效地改善，小高层住宅建设数量越来越多。为了保证房屋质量，保证群众居住安全与良好体验，住宅剪力墙结构的设计在这之中起到重要的作用。想要保证高层住宅质量，就必须在高层建筑中充分发挥住宅剪力墙结构设计的功能。

（一）高层住宅层高低

在高层剪力墙结构设计中，连续化法是最常用的方式之一。在实际施工过程中，剪力墙并不是一侧受力的平面模型，其所承受的外在荷载是通过各楼层楼盖及水平线荷载方式共同作用的结果。一方面，层高低是设计高层建筑剪力墙结构的主要特点之一，高度一般为2.7-2.8m，墙间距一般在3-6m之间，由于结构的刚度大、周期短，因此受到地震的影响也大。另一方面，墙体计算配筋不大，暗柱配筋不难，只要按照阶段性计算的层间位移与顶点位移法都能满足相关的限制要求，但连梁超筋现象普遍存在。这也是在高层住宅建筑中，剪力墙设计受限的主要因素之一。

（二）开洞变多，剪力墙功能变弱

有部分设计者为了降低结构高度，减少地震带来的不良影响，会开设更多的洞口来解决连梁超筋的问题，这也使剪力墙的功能被削弱，致使其几乎成为了短支剪力墙结构。对于高层住宅而言，这种剪力墙结构是非常不妥帖的。一是由于竖向墙肢的构件比水平连梁结构更加的重要，过多打洞只会削弱墙体的受力能力，这会降低建筑整体安全系数。二是由于开洞变多就必须用其他材料进行填充，若是两种材料的衔接效果不佳，例如，抹灰质量低劣等，则会产生建筑裂缝。三是由于若一味地将降低结构高度作为设计重心，则会增加施工难度。施工人员为了保证房屋质量，必须在洞口两侧增设拉墙筋。四是由于开洞变多会使墙体截面削弱，在导致墙肢轴压比增加的同时，还会导致墙体延性变差。五是会提高建筑费用。将高层住宅剪力墙结构正常洞口使用，与过多开洞两种情况进行电算比较发现，二者用钢量相差不大。但由于开洞较多，实则消耗的钢量会更多一些。由此可见，过多的开洞并不能使剪力墙的功能得到充分地发挥。

（三）剪力墙配筋设置不合理

在高层住宅剪力墙结构设计中，剪力墙的水平钢筋拥有重要的作用。它不仅具有承受剪力墙水平分布钢筋主要承受水平剪力的作用，还能防止横向错开破坏，将所有钢筋连成网片形式还能加强剪力墙的整体性。在剪力墙的受力过程中，竖向的压力是由混凝土与墙身的竖向分布筋所承担的，平面内弯矩引起的竖向拉力，则是由边缘构件纵筋承担。墙身竖向分布筋辅助承担，平面内水平剪力与混凝土和墙身水平分布筋来承担，这是因为只有在这种情况之下，水平分布筋才能够受拉。

二、解决高层住宅剪力墙结构设计的策略

（一）根据建筑形式，设计连梁

在高层住宅建筑中剪力墙的安全性能关系到住户的人身安全，唯有在设计剪力墙的过程中减少对剪力墙的破坏，才能保证连梁设计的有效性。一方面要根据高层住宅的层高设计剪力墙，扣除建筑面积层及垫层的厚度，一般来说，连梁高度为500-600mm，外墙门洞的连梁高度则是300-400mm，连梁跨高比小于2.5，连梁的剪切刚度大，而超筋的主要原因也是由于抗剪强度不够，因而造成了断面高度小、抗弯强度不强的普遍现象。为了保证剪力墙结构功能得到充分地发挥，一般采取以下几点措施：一，降低连梁高度，规范建筑体的抗震设计功能，连梁刚度折减0.5。二，增加剪力墙体的厚度。三，提高混凝土强度。四，扩大洞口尺寸的同时，增加连梁的跨度数值，也就是降低连梁的刚度。五，弱化连梁处理，将连梁弯矩、剪力转移到墙肢上。在提高强支配筋的基础上，对未超筋的连梁，使之向纵向受力钢筋面积乘1.2进行加强。

（二）注重剪力墙结构的布置

在高层住宅剪力墙设计中，有些墙体必须开洞，这能增强墙体的延性，这也从另一方面说明了合理开动的重要性与必要性。例如，为了保证建筑质量，开动墙体截面的高度大于等于8米时，人为开洞划分为联肢墙，根据地震作用的分散与均衡原则进行人为开洞。保证每道剪力墙承担地震作用力不超过地震总作用力的40%。为了保证在高层住宅建筑中，剪力墙功能得到充分地发挥，还需要做到以下9点：一，在剪力墙结构设计中，必须保证剪力墙布置均匀合理，可以沿着主轴方向或其他方向进行双向布置。而抗震部分的剪力墙结构应当避免单向结构布置的形式，最好使其具备空间工作的性能，使两个受力方向的抗侧刚度接近。二，最好将墙肢做成带有翼缘的形状，例如L、T形状。这不仅能减小墙肢的轴压比增大纵筋、箍筋配筋率，还能强化墙肢的抗震能力，这保证了剪力墙的结构更加的安全实用。三，避免将楼面主梁的平面放置在剪力墙上，若是不得不如此，则应当在相应的剪力墙部位设置相应的暗柱。

四，简单规划剪力墙的墙肢截面。保证其竖向刚度的均匀，门窗洞口成列对齐，这能保证墙肢与连梁的设计更加明确。五，根据实际情况计算暗柱的配筋。例如，梁高大于墙厚2.5倍时，转角处的墙肢应当尽可能地再长一些，条件允许的情况下，转角处两个方面的墙肢应当均应布置为长墙。六，保证洞口的合理性。这是为了避免剪力墙的脆性被破坏，在对长剪力墙开洞时，应当用砌体填充，并将其分成长度小且均匀的联肢墙，可将其看作为独立的墙段。与此同时，还要保证每个独立墙段都要用弱梁连接起来，且独立墙段的高宽比不得小于2。

七，自下而上连续布置剪力墙，能避免刚度突变现象的发生。八，控制好剪力墙平面外的弯矩，这是保证剪力墙平面外稳定性的有效方式。九，剪力墙厚度不宜小于160mm，一是由于在高层住宅剪力墙结构设计中，墙体配筋多为构造配件，无论是从安全性，结构，性利益性等多方面进行考虑，高层住宅剪力墙结构，墙体双层双向配筋的最小量不应小于10@200mm该范围。

（三）保证剪力墙配筋的合理性

剪力墙的功能对于高层住宅建筑来说是面广量大的，唯有合理设置剪力墙配筋，才能保证剪力墙的实用性与经济性。例如，剪力墙地面以上墙厚度为200mm，则应当将水平钢筋放置在外侧，竖向钢筋放置在内侧。水压与土压会产生测压力控制，地下墙体配筋部分应当由竖向筋控制。这不仅能加大墙体有效高度，还能将地下部分墙体的水平筋放置在内侧，竖向钢筋放置在外侧。

结束语：

伴随着高层建筑数量的不断增加，剪力墙结构设计的合理性得到越来越多设计者的重视。不仅要保证高层住宅剪力墙结构设计的刚度、位移的合理性，还要保证比梁柱結构的设计是宽敞且简洁的。由此一来，剪力墙的抗震性能得到优化，剪力墙的受力点更加的均匀，布置也更加的合理。基于此，注重高层住宅剪力墙结构设计是非常有必要的。

参考文献：

[1]章丛俊， 黄柏. 百米高层住宅剪力墙结构设计中若干问题的分析[C]// 建筑结构抗震技术国际会议. 2014.

[2]艾启亮. 高层剪力墙结构设计中的若干问题实践思考[J]. 砖瓦世界， 2019（10）：1.

[3]石星亮. 高层住宅剪力墙结构设计中常见问题及措施[J]. 建材与装饰旬刊， 2011， 000（002）：67-69.

[4]张全贞， 李照广. 高层住宅剪力墙结构设计过程及经验[C]// 全国建筑结构技术交流会. 2015.

[5]王耀虎. 剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述[J]. 建筑工程技术与设计， 2017， 000（015）：1075-1075.

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