高层建筑剪力墙结构设计实例简述

摘 要：笔者结合某高层建筑工程，从结构布置、设计参数以及结构施工图的绘制等方面讲述了高层建筑剪力墙结构设计要点以及注意事项，具有较强的实践应用价值。

关键词：高层建筑；剪力墙结构设计；结构布置；设计参数；施工图

1 工程概况

某高层住宅建筑，东西方向长为55.89m，南北方向长为20.2m，地下室1层。该建筑在轴线15～16之间需要设置抗震缝，并将结构分成双塔形式。主体建筑为18层，高度为54m建筑基础采用筏板基础，地下室顶板可作为上部主体结构的嵌固端，上部结构采用的是剪力墙结构。上部主体结构采用SATWE软件计算，考虑耦连效应和双向地震作用。

2 基本设计参数

（2）抗震设防烈度、场地类别。根据地勘报告，该场地的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，设计特征周期0.35s。场地土属中硬土，场地类别为Ⅱ类建筑场地，处于建筑抗震有利地段。

（3）建筑结构安全等级：二级；抗震设防类别：丙类；抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度为0.10g；结构设计使用年限为50年。

3 结构布置的处理

3.1 结构布置时需遵循的一般原则

（1）结构布置中需要减少一字型剪力墙的应用，如果有一字型剪力墙则应布置在结构平面的对称轴上；且如有条件在一字墙端部加上端柱。一字墙尽量作成长肢。在转角位置尽量不设一字墙。布梁时，尽量支撑在一字墙端部。

（2）墙肢与墙肢最好能通过梁连成一个连续的传力体系，而不要打断；且最好在墙肢上都能拉梁，有利于墙体的稳定和有效传力。所以一般情况下，墙最好要对齐。

（3）转角窗位置处的地下室剪力墙，如有条件应尽量连接起来，可以减少对筏板的冲切影响。

（4）根据结构刚心和重心的相对位置关系来调整剪力墙的布置，力求做到结构刚心和重心基本重合。在调整剪力墙的刚度时，应首先考虑外墙（因为速度最快）；其次是平面内部的墙体；再次是连接外墙的梁截面尺寸。增减剪力墙时，应该考虑到刚心与重心应力求重合，保证在墙体位置或截面调整后，结构的刚心和重心位置仍然接近，避免二者相距太远造成扭转效应过大。例如：建筑平面为对称平面时，墙体可以成对增减。

（5）最好不要在连梁上搁置荷载较大的梁。

3.2 结构布置时对构造措施的考虑

（1）防震缝的宽度。《高规》JGJ3-2010第4.3.10条取为150mm（实际计算113mm）。地下室顶板防震缝处的处理：本次设计是采用的双柱双轴线。

（2）地下室顶板若不考虑作为嵌固端，最小板厚不得小于160mm；若作为上部结构的嵌固端则最小板厚不得小于180mm。本次设计把顶板作为嵌固考虑且顶板不设缝，故板厚取为180mm。

（3）相邻短肢剪力墙间距控制不超过5.5m。

（4）若地下室墙体变厚不满足短肢剪力墙的尺寸限值要求时，则水平截面高度应相应增大。地上建筑剪力墙的厚度由于层高变化，按《高规》7.2.2条分别设置了250mm和200mm两种墙厚。

（5）梁高的设计。为保证外墙立面门窗的整齐统一，外围梁高统一为500mm。对于房间内的梁，布置时应尽量减少竖向力的传递环节，防止在程序计算时出错。梁宽设计：梁宽宜与墙宽一致。（原因：①保证建筑立面平整；②可利用墙身内的水平钢筋作为连梁腰筋）。

（6）顶层大屋面板厚按《高规》4.5.5条取为120mm。

（7）当梁与剪力墙垂直布置时，为保证梁内纵向钢筋有足够的锚固长度，需在剪力墙的相应位置设置端柱。端柱的设置还要考虑到建筑使用功能和美观的要求。例如：端柱最好布置在门后等其他不影响使用的位置。

4 结构控制性参数

（1）单塔侧移刚度的比值和受剪承载力分别满足《高规》4.4.2、4.4.3条要求。刚重比满足《高规》5.4.4条要求，可以不考虑重力二阶效应。

（2）位移比最大值未超1.4。

（3）主要振型结构自振周期（S）、结构自振周期比、振型有效质量系数、剪重比，详见表1。

本结构周期比满足规范要求，振型有效质量系数均大于90%，振型个数15取用满足要求。

5 施工图绘制中一般问题的处理

（1）剪力墙边缘构件的配筋，应同时满足《高规》構造要求和SATWE中计算结果的要求。

（3）为了便于查找剪力墙边缘构件，在分楼层段绘制剪力墙平面布置图时，尽量保证上段楼层中投影对应位置处的边缘构件编号一致。

（4）在转角窗的位置处应加强。主要采取的加强措施如下：①设置暗梁用于拉结转角窗位置的两片墙体；②对转角窗位置处板厚和板配筋均作加强处理。

（5）地下室底板两类后浇带的设置。在塔楼和裙房交界位置设置沉降后浇带，在两塔楼之间的位置设置温度后浇带。后浇带设置的基本原则是在结构构件中剪力较小的位置设置，一般位于构件中部。

（6）沉降观测点的布置原则。观测点的设置，应能全面反应建筑物的变形并结合地质情况确定，且数量不少于六个点。

参考文献

[1]建筑抗震设计规范（GB50011-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2]混凝土结构设计规范（GB50010-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[3]高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

作者简介：林坚湘（1985-），男，汉族，广东台山人，硕士研究生，助理工程师，从事建筑结构设计研究工作。