建筑剪力墙结构设计要点及优化措施分析

剪力墙结构设计要点分析

发表时间：2018-06-29T15:17:32.500Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第3期 作者： 郭凌波

[导读] 随着我国城市土地的日益紧张，为有效利用土地使用率，缓解土地紧张状况，高层建筑如雨后春笋般的涌现出来。

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摘要：剪力墙结构抗侧刚度大及整体性强，能够承受各种荷载并控制结构的水平力等优点，被广泛应用。合理、科学的设计及布置剪力墙结构，对于整体建筑结构的设计可靠性具有重要意义。本文通过某高层建筑剪力墙设计的要点进行分析。

关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计；要点

引言

随着我国城市土地的日益紧张，为有效利用土地使用率，缓解土地紧张状况，高层建筑如雨后春笋般的涌现出来。由于剪力墙具有独特的优势，被高层建筑广泛应用。而剪力墙的稳定性影响着整个建筑结构的安全性，所以要严格的按照剪力墙设计原则，结合建筑设计要

求和主要特点，对剪力墙结构进行设计，使其发挥出最优的作用和效果，这也保障了整个高层建筑的可靠性和安全性，使得最终能够获得

较好的经济利益。

一、剪力墙的特点

（一）优点

剪力墙结构由于自身具有较强的刚度，性能较强，可以承受荷载力大，特别是水平方向的承载力较强。将剪力墙结构融和到高层建筑建设中，可以把高层建筑内部的承重墙与分隔墙进行有效结合，这对于建筑结构的美观性与安全性具有重要意义。

（二）缺点

虽然剪力墙结构在高层建筑应用有很多优势，但实际运用过程中存在一些不足。如抗震性能减弱、增加建筑整体重量。虽然合理运用剪力墙结构可以降低钢筋的应用率，但对建筑结构的延展性带来一定影响。由于剪力墙的自身承载力受到一定阻碍，这便造成剪力墙的价

值无法充分发挥出，虽然剪力墙的刚度可以有效的抵抗侧向变形，但在实际运用中，需要提高高层建筑整体结构的强硬度，进而致使建设

成本增多。

二、某高层建筑工程的结构设计概况

某高层建筑共16层，地上15层，地下一层，层高3.8m。采用剪力墙结构承受建筑自身具有的水平荷载力和垂直荷载力，其自身的刚性结构体系具备高抗侧强度，用来进行抵抗水平侧力。

·175·建筑设计建筑工程技术与设计2014年12月下

高层建筑剪力墙结构的设计要点分析

陆志峰

（苏州市城市建筑设计院有限责任公司 215000）

【摘要】剪力墙结构是高层建筑工程常用的一种设计方式，面

对日益复杂的工程结构，需要对传统设计方式做进一步的研究，

对存在的各类问题进行优化，在满足工程功能需求的基础上，提

高建筑的抗震性能。本文就高层建筑结构特点分析了剪力墙结构

设计的要点，并提出了相应的优化措施。【关键词】高层建筑；剪力墙；结构设计

剪力墙结构主要分为连梁与墙肢两种结构，与其他结构形式

相比具有更大的优势，如刚度大、整体性好、抵抗力强以及侧移

水平高等，现在已经被更为广泛的应用到高层建筑工程中。随着

建筑工程结构现代化与多样化的实现，需要在原有基础上更进一

步的对剪力墙结构设计进行研究，提高结构的稳定性与安全性。一、高层建筑结构受力特点分析1.水平荷载

对于高层建筑来说，大部分工程结构的竖向荷载都是固定的，

而相对应的说水平荷载因为受外力因素影响比较大，如风荷载以

及地震作用等，会造成结构动力特性区别发生着比较大范围的变

化。在对工程结构进行设计时，需要注意这一点，采取有效措施

进行管理。2.结构侧移

在高层建筑结构设计中，结构侧移也是需要重点关注的内容，

尤其是随着建筑工程楼层的增加，会使得水平荷载下结构侧移变

形随着楼层高度增加而变大。想要有效控制结构侧移程度，就需

要结合实际需求，将水平荷载作用力控制在接受范围内。3.轴向变形

与普通建筑相比，高层建筑结构竖向荷载要更大，会造成柱

中轴向变形增大，对连续梁弯矩造成影响，同时也会在一定程度

上影响到预制构件下料长度[1]。因此需要在结构设计时，充分做

好轴向变形计算值，通过对下料长度的适当调整来提高工程建设

的下料长度，提高工程结构设计的精确度。4.结构延性

于高层建筑结构来说，其结构柔和性更高，这样一旦受到地

震作用影响，结构就会更容易的发生变形，影响建筑结构的稳定

性与安全性。为了提高建筑结构在塑性变形阶段的变形能力，需

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论剪力墙结构优化设计在高层建筑的意义

作者：甘海军

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第07期

摘要：随着我国经济的发展，用地紧张，高层建筑到处拔地而起，本文分析了高层建筑剪力墙结构的概念设计对优化设计的重要性，并着重介绍了剪力墙结构的特点及结构布置原则，并对剪力墙结构的设计和计算分析中应注意的问题进行了探讨。

0、引言

高层建筑是社会生产发展和人们生活需求的产物，是现代化、商业化、工业化和城市化的必然结果。它反应了一个国家的建筑科技、经济发展水平。随着经济和社会发展的需求，以及城市人口密度的持续增长，高层建筑正逐渐成为城市建筑的发展趋势，也是城市现代化的象征。为了满足高层建筑的抗震性和经济性，对剪力墙结构的研究具有重要的理论和实践意义。

1、概念设计

高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载，还要抵抗地震作用，在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，通常可以忽略；而在高层建筑中，水平荷载和地震作用将成为控制因素。随着建筑高度增加，位移增加最快，弯矩次之。因此高层建筑设计不仅要有较大的承载能力，而且需要较大的抗侧刚度，以保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。

在框架剪力墙结构和剪力墙结构两种不同结构的过渡层必须设置转换层。剪力墙结构由于承受竖向力、水平力的能力均较大，横向刚度大，因此可以建造比框架结构更高、更多层数的建筑。

2、剪力墙结构设计和计算的优化

2.1 剪力墙结构设计方面的优化

（1）在剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置，形成空间结构；抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向布置剪力墙，并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近，以使其具有较好的空间工作性能。剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使其结构具有适宜的侧向刚度。

高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析

摘要：高层建筑剪力墙结构设计有助于保证高层建筑的抗震性，同时有效的优化结构有助于降低施工成本，但不同建筑物中剪力墙仍存在一定的问题，需要对相关因素进行全面分析，不断优化设计方案。本文对高层建筑剪力墙结构优化措施进行分析。

关键词：高层建筑；钢筋混凝土；剪力墙；结构设计

目前剪力墙结构已经得到了高层建筑工程的广泛应用，该结构刚度性能与侧翼性能较好，能够提高建筑的抗震效果，满足高层建筑对刚度、侧移水平及稳定性的要求。但是在剪力墙结构设计方面，因为受到多种因素影响，设计仍不完善，因此需要采取有效的措施对剪力墙结构进行优化设计，为高层建筑的安全性和稳定性提供保障。

1高层建筑剪力墙结构概述

剪力墙是一种具有一定刚度和整体性的结构，不但用钢量较少，同时建成后不存在露柱露梁情况。同框架结构进行比较，剪力墙结构的美观效果更好，适用性更广。因此在建筑中使用剪力墙结构为室内装修提供便利，有效提高室内使用面积。同时剪力墙具有较大的抗侧刚度，抗震效果较好。但是因为剪力墙需要使用较多的混凝土墙体，直接导致高层建筑物自重提升，可能会引发地震反应，因此需要做好防范措施，加大对剪力墙高层建筑上部结构与基础施工的投入力度，强化其稳定性。同时剪力墙结构各墙肢轴压比较低，难以发挥其承载性能。构造配筋施工形式导致结构延展性不佳，都会对剪力墙质量造成不利影响。因此需要在确保其本来抗侧性能的前提下，对结构进行优化，降低成本，提高高层建筑质量。

1.1剪力墙概述 现如今剪力墙已经得到了高层建筑的广泛应用，属于墙体结构的一种，其构成材料为钢筋混凝土，在横向与纵向承重板的交错作用下产生承重性能。因为其结构能够有效保障高层建筑的稳定性与抗侧性，提高其刚度性能与抗震性能，并且剪力墙能够将承重柱隐藏于内部，节约空间的同时满足居民生活需要。

1.2剪力墙分类

对目前情况进行分析，根据剪力墙性质可以将其分为下述几种类型：(1)实体墙。实体墙的承受载荷性能较好，同时具备良好的抗弯性能，通常情况下墙体不开洞或者存在少量小尺寸洞口。(2)整体小开口剪力墙。多数情况下，如果墙上开口面积大于全部剪力墙15%，通过受力分析能够发现，本来在洞口为直线分布的正应力移动到洞口两侧，虽然不会引发异常问题，但是可能因为外力因素导致反向弯曲情况。(3)壁式框架。洞口尺寸较大，连梁线刚度同墙肢线刚度较为贴近的墙体便是壁式框架。