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摘要：近十年，城市发展日新月异，尤其在城市基础建设方面是一天一个变化，城中村改造、棚户区改造的进行使城市高层住宅越来越多，体量也越来越大，由此带来的问题是图纸设计的时间越来越少。如何在较短的时间内设计出既经济又安全的剪力墙住宅是结构工程师的一大问题，在经济与安全两个相互矛盾的问题上找出一个平衡点，是结构工程师应该做到的。以下几点是笔者对高层剪力墙结构的一些个人理解，愿与各位结构工程师一起探讨。
关键词：剪力墙；高层；住宅设计；分析
1剪力墙结构的优点
剪力墙结构有稳定性高、经济实惠、美观大方三大优势。稳定性高是指剪力墙结构拥有相对较大的刚度，承受力较高，能够抵挡住来自外界的各种荷载，尤其是水平荷载，支撑效果良好。它的存在极大地提高了建筑物的稳定性，这也是剪力墙结构最为重要的作用。经济实惠是指剪力墙结构采取混凝土浇筑的方式，减少了用钢量，在很大程度上节省了成本投入。这一优势对很多施工单位有较强的吸引力，这也是它能被广泛应用的原因之一。随着经济的发展，人们越来越注重生活品质，对建筑不仅要求安全可靠，还要求美观舒适。而剪力墙结构的出现则很好的满足了人们的这一需求。剪力墙结构将建筑物内部的分隔墙与承重墙完美的结合在一起，尤其是隔断墙的结构设计，在一定程度上增加了建筑物内部空间，不但增加了使用功能，而且美观舒适。
2剪力墙要求
对于高层剪力墙住宅来说，钢筋混凝土墙是最重要的竖向构件，厚度一般为200mm～400mm之间，它具有承载力大和平面内刚度大等优点，但也有剪切刚度大、平面外相对薄弱的缺点，所以墙体的布置方式及位置很关键，这直接影响整个楼座的质心及刚心的位置所在。当质心和刚心基本重合的情况下，剪力墙受力均匀，配筋相对合理，位移也比较好控制。因此，并不是剪力墙布置的越多越好，剪力墙过多，吸收地震力也大，计算难以满足。所以，如何正确合理的布置剪力墙，才是高层剪力墙住宅结构设计的关键。
2.1剪力墙位置要求
在剪力墙高层住宅中，楼座外墙要布置比较长的剪力墙，这样会使整个楼座的整体刚度比较好，而且会很好的控制楼座扭转。电梯井道(最好全部设置剪力墙，也会方便施工)、楼梯间也要布置剪力墙，这一部分属于楼座薄弱区，布置剪力墙后不仅对楼座刚度有好处，而且不影响住宅功能的使用。住宅高度大于24m的住宅属于高层建筑，一般情况，24m～60m的高层住宅功能房间剪力墙布置遵循隔一布一，不要所有墙体都布置剪力墙，这样既经济，又不会使楼座刚度过大，墙体厚度以200mm为宜。80m～100m高层住宅功能房间剪力墙尽可能多的布置剪力墙，只要不影响建筑功能的使用，墙体厚度以200mm最好，墙体长度尽可能长，底层墙体轴压比不满足规范要求或者墙体抗剪不足时，可局部提高混凝土强度。用高强混凝土时应根据当地实际情况，不要出现混凝土供应不足的问题，但也不要高过C60。60m～80m的高层住宅介于两者之间，计算决定。
2.2剪力墙长度要求
剪力墙长度不易过长，截面高厚比一般大于8，墙体长度也不宜大于8m，墙体长度大于8m以后对计算没有什么实际意义，施工保养不好时也会面临墙体开裂的问题，解决方法是在墙体中间开结构洞口，结构洞处连梁及洞口约束边缘构件(构造边缘构件)按规范要求设置。截面高厚比介于4～8属于短肢剪力墙，一般情况，当剪力墙结构中由短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构底部总地震倾覆力矩的40%～50%时，可以判定是短肢剪力墙较多的剪力墙结构。短肢剪力墙结构不是很好的结构类型，其承载能力、抗侧向刚度不足，延性很差，一旦结构出现问题，短肢剪力墙会首先破坏，并可能发生楼板的连续倒塌，住宅高度低时可以适当设置，住宅高度比较高时应避免设置，由于建筑功能不得不设置时，应采取应有的措施，轴压比及墙体配筋率的要求会相应提高，必要时墙体内可加入型钢来增大短肢剪力墙的侧向刚度与强度。高厚比小于4的墙体可按框架柱构造设计，但应尽量避免，如必须设置时应构造加强，提高墙体配筋率。
2.3剪力墙特殊构造要求
高层剪力墙开洞位置应上下对齐，可允许少量洞口局部上下不对齐，但应采取相应构造加强措施，如错开洞口两侧设加强暗柱并提高暗柱的竖向配筋率及箍筋的体积配箍率。高层剪力墙住宅开设转角窗也是经常遇到的情况，角部取消剪力墙，不仅减弱了结构的整体抗扭刚度和抗侧力刚度，而且使角窗周围的剪力墙内力增大，配筋增大，造成浪费。从计算角度来说，此处位移也会很大，高层尽量不要采用。如必须设置时，我们不仅要满足计算要求，在构造方面，也要有一些特殊处理，比如通高设置约束边缘构件，增设角部宽扁梁，转角处楼板厚度不小于150mm，并按0．25%设置双层双向配筋。如果底部剪力墙厚度大于200mm时，我们应根据计算结果(满足位移、配筋)由下至上逐渐减到200mm厚，以满足变刚度要求。加强区高度范围内墙体厚度尽量统一，建筑高度大于80m，最好设置剪力墙过渡层。
3梁
梁的位置是根据建筑条件设置的，原则上有砌块墙体下均应布梁。其中，客厅上空禁止设梁(除非结构计算要求)，梁一般按400mm考虑，当梁承载力不足或位移过大时，室内梁高可做到门顶(过道梁除外)，外墙梁可按建筑大样通高设置。在整体计算位移时，框架梁、次梁与墙连接时均可按固结考虑，连梁刚度可不折减，但配筋时梁与墙体垂直布置时应按铰接、连梁刚度折减考虑(此举是为了减小连梁的内力设计值、降低梁的承载力，让连梁两侧墙体刚度变大，增大配筋，增加结构的安全度)。为了满足位移、周期，连梁会做的很大，有时跨高比会小于2．5，连梁超筋过多(高层住宅80m～100m)是结构设计师经常遇到的问题，也很难解决，但连梁是耗能构件，当地震发生时，连梁是首先破坏的部位，以保证其他构件的安全，所以不要过多担忧，超筋连梁只需按照连梁最大配筋率配置即可，连梁的混凝土强度同相邻墙体的混凝土强度，设计时应特殊标注。当梁与墙按固结设置时，应设置约束边缘构件(构造边缘构件)或扶壁柱(条件允许的条件下)。阳台挑梁配筋应按照计算结果适当放大，通常为计算配筋的1．5倍。
4板
楼板布置一般注意以下几点:首先，作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶板厚度不小于180mm，应采用双层双向配筋，配筋率不小于0．25%。如果是基础嵌固的话，地下室楼层的顶板厚度不小于160mm，应采用双层双向配筋，配筋率满足混凝土规范要求。大屋顶厚度不应小于120mm，双层双向配筋。电梯前室由于设备管线的安装，楼板厚度不小于120mm，同样双层双向配筋，这点很重要，一般结构设计师容易遗漏。其次，标准层其余楼板作为很重要的水平支撑构件，板配筋最好先按最小配筋率双层双向设置，不够处附加钢筋。
5基础
24m～60m高层住宅由于重力荷载比较小，可采取复核地基。60m～100m高层住宅由于重力荷载比较大，可采取桩基础，桩基础对于控制基础沉降非常好。当然，如果地基非常好的话，均可采用天然地基。
结束语：高层剪力墙住宅是目前最普遍的结构体系，以上4点设计要求是结构工程师应该首先重点关注的，也是最基本的。概念设计是基础，计算是辅助，结构方案的正确合理永远大于繁琐的计算。
参考文献：
[1]JGJ3—2010，高层建筑混凝土结构技术规程［S］．
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[3]徐建．建筑结构设计常见及疑难问题解析［M］．北京:中国建筑工业出版社，2007．