高層建筑剪力墻結構設計優化探究

王永超

(哈爾濱宇洋建筑設計有限公司，哈爾濱 150001)

一直以來剪力墻結構在住宅、公寓以及旅館等應用廣泛，具有剛度大、整體性好的優點。剪力墻結構在水平力作用下位移小，豎向承重構件主要由鋼筋混凝土墻體來承擔，具有很強的抵抗風和地震作用傳來的水平力(剪力)的能力，因此有更好的抗側力能力，可用于建造層數較多的建筑。

一、我國高層建筑剪力墻存在的問題分析

由于剪力墻結構抗側力剛度較大，使得其結構自振周期變短，引起較大地震反應;從而上部結構配筋相應增加，這增加了造價;而且鋼筋混凝土墻體較多，使得建筑物自重增加，增加了基礎的費用。上部墻體均為雙層雙向配筋，增加了鋼筋用量;墻體間距的限制，空間靈活性較差;墻肢較長，墻肢軸壓力很小，無法充分發揮墻肢的承載能力。所以設計中應該合理布置墻肢，減少或避免上述問題的產生。

二、剪力墻結構設計分析

1.剪力墻結構剛度大，整體性好。在高層住宅中，開間均較小，分隔墻較多，合理布置剪力墻是關鍵。另外，剪力墻外觀整齊，沒有露梁、露柱現象，便于室內布置，因此在高層住宅中常采用現澆剪力墻結構。

2.剪力墻結構設計中應注意的問題:剪力墻結構的抗側剛度大，結構周期短，地震響應大;剪力墻結構墻體越多，建筑物的重量越大，地震反應也大，會造成浪費;另外，剪力墻結構墻體多為構造配筋，如果配筋率太低，則結構延性差。

3.結構位移控制最大層間位移角(應≤1/1000)、最大水平位移與層平均位移的比值(不宜大于1.2，不應大于1.5)及最大層間位移與平均層間位移的比值(不宜大于1.2，不應大于1.5)。結構在風荷載和地震作用下的位移均能很好地滿足規范限值。

三、設計剪力墻過程中需要注意的問題

1.軟件運用問題

高層建筑的剪力墻不免要用到計算機進行輔助設計，在運用相關軟件的同時要根據具體的情況來設置模型。工作人員要能夠調整軟件中的各項參數，以此來反映實際的施工情況，要最大限度地使軟件所計算出的結果與實際的模型相統一。設計剪力墻的工作人員還要了解軟件中各項參數的實際意義，只有這樣才能夠合理地設置參數。另外，實際的工程施工不能夠完全依賴計算機計算出的結果，也不能夠因為計算出的結果中某一部分出現了問題就把全部的結果認為是錯誤的，要在軟件的實際應用中找到其產生誤差的原因，逐步積累經驗和教訓，這樣才能使高層建筑的剪力墻設計更加安全、合理。

2.結構細部的構造措施

雖然高層建筑的剪力墻具有很好的抗側力性能，但是地震的運動存在很大的不確定因素，我們要有意識地設計剪力墻，以提高其總體的抗震性能，特別是對控制的薄弱層采取有效的措施，使其不會因為地震而造成損害。在強大的地震力的作用下，高層建筑的剪力墻很可能發生整體的彎曲變形，尤其是底部外圍的小墻肢很可能因其橫截面積過小和強大的扭轉力作用而發生嚴重的損壞，對原有的翹曲變形造成更大的影響，建筑平面的外緣會出現一字型的裂縫，然后是角點處的墻肢，其破壞也是最為嚴重的。所以，我們一定要采取有效的手段來提高剪力墻的抗震能力。

四、施工中應注意的問題

在實際的剪力墻施工過程中，要注意到輕質的隔墻材質與混凝土墻肢的材質是不同的，如果不能夠運用合理的處理措施就會導致住宅的裝修產生裂紋，甚至會在用戶使用的過程中造成更嚴重的墻體裂縫。如果出現墻體模板之間沒有相互聯通的情況就可能導致混凝土澆筑過程中出現移位，經過長時間的風吹雨淋可能出現更加嚴重的后果，所以一定要做好模板檢驗和支撐檢驗工作。另外，就是電路管線的核查問題，在施工接近尾聲的時候更不能掉以輕心，尤其是電路管線的安裝與核查，因為電路管線位于填充墻和混凝土墻肢之間的預留位置，如果安裝不到位很容易造成電路管線的偏移，給住戶的使用帶來很大的安全隱患。

綜上所述，研究指出了我國高層建筑中剪力墻的設計中存在的問題，并就如何設計剪力墻提出了幾點建議，希望我國建筑工程的施工人員能夠建造堅固的房屋，使建筑事業得到更好的發展。