1、浅析高层建筑剪力墙设计工艺摘要: 本文阐述了高层建筑剪力墙结构设计的基本内容，然后重点分析了现代高层建筑最常用剪力墙设计工艺。 关键词: 剪力墙；转换层；设计工艺 Abstract: This paper introduces the basic content of shear wall structure in high-rise building design, and then focus on the analysis of the modern high-rise buildings are the most commonly used shear wall design proc
2、ess. Key words: shear wall; transition layer; design process 中图分类号:TU398+.2 文献标识码：A 文章编号： 一、剪力墙的设计内容 剪力墙以其良好的抗侧移能力、灵活的空间布置，良好的建筑使用空间，在高层住宅类建筑中广泛使用。以剪力墙为竖向构件的结构包括纯剪力墙结构、框架剪力墙结构、框支剪力墙结构、框架核心筒结构，分析剪力墙的设计是实现上述结构体系的基础。短肢剪力墙属于特殊的剪力墙，其构造要求较高，适用于建筑受限制、框架结构的构造要求不能满足的情况。 剪力墙通常被设计成压弯构件，单片剪力墙的高宽比不宜过小，剪力墙的设计包括剪力
3、墙的布置、墙肢和连梁的设计、转换构件的分析、以及结构体系的力学合理性和经济性。本文对规范构造要求1之外的剪力墙力学性能和经济性能做综合分析。 二、剪力墙的设计工艺 1、设计步骤 剪力墙结构的设计包括：剪力墙布置，梁布置，竖向构件的混凝土强度等级的确定，细化附属结构构件。剪力墙的布置和梁布置通常情况下可以用标准层来确定，主要是确定质心和刚心是否重合、标准层的梁截面，结构平面布置确定后进行整体分析。 2、设计工艺 （1）结构选型 剪力墙的布置影响到结构的经济性，其包括剪力墙的形状尺寸、数量和平面布置。 剪力墙的形状通常为矩形、L 形、T 形、I 形2。同等矩形截面的稳定性较差、若形成短肢墙其轴压比
4、控制更严格、构造配筋量更大，从配筋量和对整体结构刚度贡献来讲 L 形截面是较好的，单从边缘构件的配筋来分析结构应该减少墙肢的数量，避免墙肢长度大于 600mm。 剪力墙的数量可以通过轴压比估算。墙肢的轴压比是指重力荷载代表值作用下墙肢承受的轴压力设计值与墙肢的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值1。确定混凝土的强度等级，以及规范规定的墙肢轴压比限值，估算墙肢承受轴压力设计值即可估算出剪力墙的合理截面积。 剪力墙的平面布置。剪力墙应沿纵横两个方向布置，每个方向剪力墙均匀、周边布置。剪力墙的数量决定结构的抗剪抗弯能力，剪力墙均匀布置可以使各墙肢轴压比接近，充分发挥结构承载力，剪力墙沿周边
5、布置结构的抗扭刚度较大。 （2）连粱设计 连梁是剪力墙结构的耗能构件构件，联肢剪力墙连梁内力最大值多出现在结构 1/3 高的位置3，连梁剪跨比小，延性很差易剪坏，所以在结构设计时，要注意提高连梁的延性。提高连梁延性的主要措施是控制连梁的剪压比，即控制连梁的受弯钢筋，加强箍筋构造。 剪力墙结构中连梁的受力与两端的墙肢刚度有关。图 1a 为一实际工程剪力墙墙肢与连梁的模型，调整剪力墙 Q2 的截面高度分析 LLa 的剪力如图 1b，LLa 的弯矩变化规律同剪力。 (a)墙肢连梁计算简图 (b)墙肢刚度-剪力关系图 图 1 墙肢刚度对连梁的影响 分析以上原因发现，水平荷载作用下连梁承受了较大剪力，随
6、着剪力墙 Q2 截面高度 h 的变小 LLa 的剪力逐渐增大，当剪力墙 Q2 的刚度与LLa 接近时随着剪力墙 Q2 截面高度 h 的变小 Lla 的剪力逐渐减小，即成了框架剪力墙结构。可见合理的剪力墙布置是在连梁两端墙肢刚度接近，此时连梁受力较小。 （3）框支剪力墙的设计 转换梁与上部剪力墙和下部框支柱轴线居中布置，可避免转换梁受扭，沿转换梁垂直方向设置构造梁，可平衡剪力墙平面外的弯矩，减小楼板应力。 框支剪力墙转换梁上一层的不落地剪力墙内力突变分析，在竖向荷载作用下尤其明显。图 2a 为一实际工程框支剪力墙的模型，调整 LLa 的截面尺寸分析 Q2 的剪力如图 2b。 (a)框支剪力墙计算
7、简图 (b)梁刚度-墙肢剪力关系图 图 2 框支剪力墙墙肢内力分析 分析以上原因发现，Q2 的剪力墙内力是由于变形不协调引起的，转换梁在剪力墙传来的竖向荷载作用下，将产生挠度，剪力墙 Q2 的 a、b节点有一个相对沉降差，c、d 节点有个向右的变形，即两片 Q2 发生倒 V形变形，Lla 刚度越大，抑制 Q2 的变形也明显，导致墙肢剪力变大。STAWE 采用刚性楼板假定，倒 A 形的顶部水平变形被限制，导致梁顶剪力墙变形不协调，从而产生巨大的内力突变。合理的结构可以在保证结构整体刚度的情况下弱化 LLa，同时加强其所在楼层板的配筋，提高结构的变形能力。 三、结论 随着社会的发展经济水平的提高，剪力墙结构因其抗侧刚度大能有效地减少侧移且具有较好的抗震性能因而被广泛应用于多层和高层钢筋混凝土建筑中所以，掌握好剪力墙结构受力特点，把握好剪力墙结构设计的基本原则，建筑的结构设计就会更加安全适用可靠经济。 参考文献 1中华人民共和国行业标准，高层建筑结构技术规程M，JGJ3-2010，2011，(78)； 2梁兴文，史庆轩，高层建筑结构设计M，北京：科学出版社，2006； 3戴自强，钢筋混凝土房屋结构 M，天津：天津大学出版社，2002；
