高層住宅框架剪力墻結構設計

黃炳森

（中裕建設工程有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

根據我國對小區高層住宅的結構設計規范的有關規定，7到 9層為中高層住宅，10層以上則是高層住宅。而對于7到11層的住宅，有高層住宅在平面設計布局中類似的布局，裝有載人電梯，且未安裝消防電梯，在保持高層住宅節約用地的特點的同時，能夠更接近自然，同時兼具采光、通風以及觀賞效果最佳的特點，被人們所喜愛，越來越多的人在選擇住宅時偏向于這類住宅。這類中高層住宅通常采用的都是框架剪力墻結構設計，在保證住宅具有以上優勢的同時，提升住宅的安全水平。

1 剪力墻設計原則

框架剪力墻結構在設計之時，應以剪力墻為主軸向兩側布置，在設計框架剪力墻抗震設計時，要保證剪力墻雙向布置，遵循剪力墻截面規則、簡單的原則。

中高層建筑框架剪力墻設置時，不宜全部采用短肢剪力墻結構。

框架剪力墻門窗要上下對齊，橫列要布置整齊，要構成明確的連梁和墻肢。在抗震設計時，三級以下的抗震等級，剪力墻的底部結構以及不能夠采用錯洞墻和疊合錯洞墻。

如果需要設置長度非常長的剪力墻結構，應該將剪力墻均勻的分成幾部分，再由弱連梁連接，且墻肢的截面高度要≤8米，同時剪力墻的間距要符合圖表 1中的標準。

5）在布置剪力墻時要自上而下的連續布置，能夠避免剛度突變。6）高層建筑的樓面主梁支承不能夠設置在框架剪力墻的連梁上。

剪力墻間距表圖表1

2 剪力墻布置的具體內容

根據對以往高層建筑抗震能力的數據分析，在高層建筑的剪力墻結構設計中，鋼筋的使用面積對剪力墻的性能有著很大的影響。正常情況下，剪力墻自身的剛面積大概在百分之四十五到六十五之間。由此可見，剪力墻結構的設計很容易對整個工程的施工成本造成影響。在不降低建筑質量和使用性能的大前提下，要盡量的減少墻體以及墻體邊緣的鋼筋使用。

2.1 加強結構邊緣，減弱結構中部

應該在剪力墻的主體結構邊緣以及外圍進行剪力墻的設置，與陽臺以及窗口的高連梁相連接，從而達到增加剪力墻剛度的作用。在高層建筑的設計中，剪力墻結構的使用要在河里范圍之內，盡量不要超過一定的數量，這樣不僅能夠提高高層建筑主體結構的剛度，更有利于對整體結構位移以及周期的調整，能夠在一定程度上增加高層建筑外墻的防水性能。

2.2 減少復雜形狀及轉折的設計

施工人員在布置剪力墻時，首先應該根據施工圖紙的設計內容，同時要充分考慮墻體的轉折對邊緣部位的影響因素，并將其作為參考依據，剪力墻的設計應該在墻體內部設置最少的暗柱數量，且暗柱的體積也要盡可能的小，盡可能的避免出現大暗裝的情況。因此，在剪力墻布置指出，設計人員要經過周密的計算，并且結合實際的施工情況，盡可能的避免電梯井中出現墻垛或者橫墻，這樣就能夠有效的避免邊緣鋼筋的過度使用。

2.3 墻肢軸壓應相近

不同的剪力墻設計，要有其相對應的框架應用方式，所選擇的連梁也要充分適合當前的剪力墻設計。連梁和框架的有效應用能夠健全剪力墻的整體結構，使剪力墻之間能夠貫穿完整，形成完整的、統一的并且抗震、抗風的結構。通過這種連接方式，能夠極大程度的避免半框架結構等不良墻體的出現，能有效的提高高層建筑的整體抗震、抗風能力。在高層建筑整體的結構設計中，有效的剪力墻設置能夠滿足建筑的整體空間需求。因此，再設計剪力墻結構時，要充分對整棟建筑進行多角度的分析，在最合適的位置進行剪力墻結構設置，避免剪力墻的濫用，導致建筑出現剛度降低的情況。

2.4 根據高度變化剪力墻結構

在高層建筑的剪力墻設置時，若果建筑底部設置的剪力墻過多，那么在上部結構減少剪力墻的設置數量時，會因剪力墻的分布不均勻而導致建筑整體剛度增加，從而使建筑的抗震能力降低。因此，剪力墻的設計要隨著建筑的高度均勻的變化，所以，設計人員的設計剪力墻結構數量之時，要充分考慮到建筑整體的高度，以及建筑底部剪力墻的設置數量，并且對剪力墻的厚度進行合理的測算，保證剪力墻的厚度能夠隨著建筑的高度進行均勻的變化，保證整棟建筑的剛度變化均勻，盡可能避免出現剛度過大或者突變，提升建筑整體的抗震能力，滿足人們對高層住宅的需求。

2.5 多長墻少短墻

以建筑主體的橫向縱向承重柱為依據，在隔墻位置設置剪力墻時，剪力墻的長度在不超限度的情況下盡可能的長，減少短墻的出現。另外，也可以通過增強剪力墻墻肢的強度，來減少剪力墻的設置，進而保證整體建筑的剛度，這樣既能夠減少邊緣構件的數量，還能夠擴大剪力墻之間的距離，提高建筑的空間靈活性設計。

剪跨比和軸壓比時影響剪力墻延展性的主要因素，軸壓比在正常值級范圍內時，如果剪跨比≤2，剪力墻就會出現脆性破壞，這一點，在設計人員進行剪力墻設置時要特別注意，盡量避免此種情況的發生。在剪力墻的結構設計中，要避免剪力墻的過長設計，因為，在一個單元結構中，個別的墻長度過長，所承受的重力也會越大，這種情況下會嚴重降低剪力墻的延展性，降低使用性能和安全性能，因此，再設計剪力墻時要在限度內盡可能的設計長的剪力墻，并且，各個剪力墻的長度要盡可能的相近。

3 控制成本的具體措施

3.1 選擇高質量高性能的材料

在實際的工程建筑過程中，開發商往往會進行成本測算控制，會對施工的成本進行資金上限控制，那么設計人員就要設計輕質墻體，同時要選取一些抗震能力強、性價比高的施工材料，能夠更好的實現在成本控制的情況下不改變工程質量的目標。同時在墻體設計時，采用一些高強度的鋼筋，這樣在保證剪力墻整體剛度的同時，極大程度上減少了鋼筋的使用量，從而節約工程施工成本。

3.2 對建筑整體的剪力墻布置進行合理的分配和計算

剪力墻是要根據建筑的高度不斷的進行均勻的變化的，因此，要求設計人員對剪力墻的整體布局進行合理分配和細化分析，，所有的剪力墻都要通過連梁來連接，防止出現半框架結構剪力墻。同時，通過精切的計算和設計，在不超過橫向和縱向符合的情況下，保證剪力墻的軸壓比互相接近，使剪力墻的變形基本保持一致。

3.3 減少整棟樓體的荷載情況

設計人員在設計剪力墻結構時，要將各種影響因素都考慮進去，充分計算樓面的負荷量，同時，遵循相關的質量規定進行鋼筋數量的合理分配，這樣才能夠有效的減少不必要的負荷，進而有效的減少初期的成本投入，進而減少建筑整體的使用性能和安全保障。

4 小結

總而言之，在現代建筑的建設過程中，相關的設計人員要不斷的優化設計圖紙，優化建筑設計結構，從源頭減少建筑成本的投入，在施工過程中采用高性能的建筑材料，能夠有效的減少建筑材料的使用，進而節約建筑工程成本。同時，剪力墻的合理設置能夠在不降低建筑質量的前提下，盡可能的節約、控制成本，能夠很好的滿足人們的日常生活需求的同時，也滿足開發者節約成本的初衷，最終能夠獲得高質量、高性能以及高效益的住宅建筑。