高层建筑剪力墙结构设计优化探究

王永超

(哈尔滨宇洋建筑设计有限公司，哈尔滨 150001)

一直以来剪力墙结构在住宅、公寓以及旅馆等应用广泛，具有刚度大、整体性好的优点。剪力墙结构在水平力作用下位移小，竖向承重构件主要由钢筋混凝土墙体来承担，具有很强的抵抗风和地震作用传来的水平力(剪力)的能力，因此有更好的抗侧力能力，可用于建造层数较多的建筑。

一、我国高层建筑剪力墙存在的问题分析

由于剪力墙结构抗侧力刚度较大，使得其结构自振周期变短，引起较大地震反应;从而上部结构配筋相应增加，这增加了造价;而且钢筋混凝土墙体较多，使得建筑物自重增加，增加了基础的费用。上部墙体均为双层双向配筋，增加了钢筋用量;墙体间距的限制，空间灵活性较差;墙肢较长，墙肢轴压力很小，无法充分发挥墙肢的承载能力。所以设计中应该合理布置墙肢，减少或避免上述问题的产生。

二、剪力墙结构设计分析

1.剪力墙结构刚度大，整体性好。在高层住宅中，开间均较小，分隔墙较多，合理布置剪力墙是关键。另外，剪力墙外观整齐，没有露梁、露柱现象，便于室内布置，因此在高层住宅中常采用现浇剪力墙结构。

2.剪力墙结构设计中应注意的问题:剪力墙结构的抗侧刚度大，结构周期短，地震响应大;剪力墙结构墙体越多，建筑物的重量越大，地震反应也大，会造成浪费;另外，剪力墙结构墙体多为构造配筋，如果配筋率太低，则结构延性差。

3.结构位移控制最大层间位移角(应≤1/1000)、最大水平位移与层平均位移的比值(不宜大于1.2，不应大于1.5)及最大层间位移与平均层间位移的比值(不宜大于1.2，不应大于1.5)。结构在风荷载和地震作用下的位移均能很好地满足规范限值。

三、设计剪力墙过程中需要注意的问题

1.软件运用问题

高层建筑的剪力墙不免要用到计算机进行辅助设计，在运用相关软件的同时要根据具体的情况来设置模型。工作人员要能够调整软件中的各项参数，以此来反映实际的施工情况，要最大限度地使软件所计算出的结果与实际的模型相统一。设计剪力墙的工作人员还要了解软件中各项参数的实际意义，只有这样才能够合理地设置参数。另外，实际的工程施工不能够完全依赖计算机计算出的结果，也不能够因为计算出的结果中某一部分出现了问题就把全部的结果认为是错误的，要在软件的实际应用中找到其产生误差的原因，逐步积累经验和教训，这样才能使高层建筑的剪力墙设计更加安全、合理。

2.结构细部的构造措施

虽然高层建筑的剪力墙具有很好的抗侧力性能，但是地震的运动存在很大的不确定因素，我们要有意识地设计剪力墙，以提高其总体的抗震性能，特别是对控制的薄弱层采取有效的措施，使其不会因为地震而造成损害。在强大的地震力的作用下，高层建筑的剪力墙很可能发生整体的弯曲变形，尤其是底部外围的小墙肢很可能因其横截面积过小和强大的扭转力作用而发生严重的损坏，对原有的翘曲变形造成更大的影响，建筑平面的外缘会出现一字型的裂缝，然后是角点处的墙肢，其破坏也是最为严重的。所以，我们一定要采取有效的手段来提高剪力墙的抗震能力。

四、施工中应注意的问题

在实际的剪力墙施工过程中，要注意到轻质的隔墙材质与混凝土墙肢的材质是不同的，如果不能够运用合理的处理措施就会导致住宅的装修产生裂纹，甚至会在用户使用的过程中造成更严重的墙体裂缝。如果出现墙体模板之间没有相互联通的情况就可能导致混凝土浇筑过程中出现移位，经过长时间的风吹雨淋可能出现更加严重的后果，所以一定要做好模板检验和支撑检验工作。另外，就是电路管线的核查问题，在施工接近尾声的时候更不能掉以轻心，尤其是电路管线的安装与核查，因为电路管线位于填充墙和混凝土墙肢之间的预留位置，如果安装不到位很容易造成电路管线的偏移，给住户的使用带来很大的安全隐患。

综上所述，研究指出了我国高层建筑中剪力墙的设计中存在的问题，并就如何设计剪力墙提出了几点建议，希望我国建筑工程的施工人员能够建造坚固的房屋，使建筑事业得到更好的发展。