浅析高层建筑剪力墙结构设计
摘 要：随着城市化步伐的加快，城市建筑土地的紧缺，使高层建筑得到了很快的发展，也给高层建筑的结构设计带来了新的挑战。人们对高层住宅平面与空间的要求越来越高，高层建筑的结构设计成为人们关注的焦点。本文从剪力墙的结构类型及其特点、 剪力墙的布置和数量、 剪力墙墙肢分类以及连梁的设计等方面对高层建筑剪力墙结构设计中若干问题展开探讨。
关键词： 高层建筑 剪力墙类型 剪力墙布局 连梁设计 引言
随着经济和生活水平的提高，人们对住宅的空间结构和平面布局的要求也越来越高，高层建筑因其外观挺拔、节约用地以及人口容载巨大等优点越来越受投资者及建筑师们的青睐。剪力墙结构的高层建筑更是因为结构刚度大，在横向荷载作用下水平位移小以及建筑室内空间整体性好等特点， 被普遍推广和使用。 一、 高层建筑剪力墙结构的分类及其特点 1.1 剪力墙结构的分类
影响剪力墙分类的因素有如下几项： 剪力墙上是否开洞、 洞口大小、 洞口数量以及洞口位置等。根据以上影响因素， 剪力墙结构可划分为 5 类， 分别为： 壁式框架剪力墙、 整体小开口剪力墙、 整截面剪力墙、 独立悬臂剪力墙以及联肢剪力墙。 1.2 各分类的特点
（1） 整截面剪力墙与整体小开口剪力墙： 以上两种形式的剪
力墙均属于完整度高的墙体类型 （值高） ， 并具有相近的受力特征， 其形变曲线均为弯曲型。但两者也存在区别： 前者由于墙体不挖洞， 整体受力特性一致， 在水平荷载下弯矩不会出现突变以及反弯点， 而后者则会出现弯矩突变的情况。
（2） 独立悬臂型剪力墙： 与前两种结构不一样， 该种剪力墙墙面洞口较大， 值很小， 属于墙肢强、 连梁弱的类型。由于连梁极弱， 所以其对墙肢的连接和约束作用很小， 在水平荷载作用下极易发生弯曲，剪力墙刚度低、 整体性差。因此，我们在设计时，如果有更好的选择，此种形式的剪力墙尽量少用。 （3） 壁式框架式剪力墙： 跟上一种形式的剪力墙相像， 壁式框架式剪力墙墙面亦开有较大的洞口，连梁的抗弯线刚度与墙肢的抗弯线刚度相当， 但其整体性比独立悬臂型剪力墙好， 值也较独立悬臂型剪力墙高。 壁式框架式剪力墙在受到较大水平荷载作用时， 其会出现剪切型的变形， 且出现反弯点， 因此在设计时亦不宜过多使用。
（4）联肢剪力墙介于整体小开口墙和独立悬臂墙之间，连梁对墙肢有一定的约束作用，墙肢局部弯矩较大，整个截面上正应力已不再呈直线分布，变形曲线为弯曲型。 二、剪力墙的布置和数量研究 2.1 剪力墙的布置
在剪力墙分类和及各类型特点明确之后，我们需要对剪力墙的在平面上的布置方法和原则进行研究探讨。剪力墙平面分布需要遵
循几个原则：均匀性原则、 对称性原则、 分散性原则以及周边围合性原则。遵循以上原则， 可确保：（1） 剪力墙分散布置， 可确保墙体数量不会过少， 且每面墙体的刚度不需太大。 （2） 连续的墙体不会过长， 且抵抗水平荷载的构件增多，能有效分散外力的有害作用。 （3） 确保当某部分墙体在外来作用下发生损坏时， 建筑整体不会失稳。 2.2 确定剪力墙的厚度
根据施工经验和规范要求，剪力墙结构中的剪力墙宜设置约束边缘构件或构造边缘构件。根据高层建筑设计规范，剪力墙的截面的厚度规定如下：（1）一、二级剪力墙，底部加强部位厚度不应小于200mm， 且不宜小于层高的 1/16； 其他部位不应小于160mm，且不宜小于层高的1/20。（2）三、四级剪力墙，底部加强部位厚度不应小于160mm， 且不宜小于层高的 1/20； 其他部位不应小于140mm，且不宜小于层高的1/25。 2.3 剪力墙合理数量的确定
据研究和实践表明，剪力墙结构应避免仅单向有墙的结构布置方式，并宜使两个方向抗侧力刚度接近。内、外剪力墙应尽量拉通、对直。平面布置应尽可能均匀、对称，尽量使结构的刚度中心和质量中心重合，以减少扭转。在竖向，剪力墙宜自下而上连续布置，避免刚度突变。剪力墙间距不宜太密，侧向刚度不宜过大。否则，自重加大，抗震设计时地震作用加大，不经济。
剪力墙数量的确定应按照建筑在水平荷载作用下的许可位移来
高层建筑剪力墙结构设计
