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摘要：本文首先介绍了高层住宅的受力特点与支撑件，然后分析了剪力墙结构设计的原则，最后阐述了剪力墙结构的设计原则，并对优化高层结构设计的措施进行探讨。
关键词：高层住宅 剪力墙体系 结构设计
中图分类号：TU241.8 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
改革开放以来，随着我国国民经济的迅猛发展，建筑业已经成为我国的支柱产业。近年来，在国家城乡一体化统筹发展思路指引下，城市化进程加快，房地产开发如火如荼，其中高层住宅小区占了很大的比例。而目前的钢筋混凝土高层结构住宅以剪力墙结构居多，因此，对于从事高层结构设计的工程师来说，必须能够吸收当代高层建筑结构设计的一些成功经验，并把结构的经济性、合理性与结构抗震的安全性等诸多因素加以统筹考虑，才能很好的与建筑师配合并设计出经济合理的高层建筑结构体系。
1 高层住宅的受力特点与支撑件
对于高层住宅而言，越高所承受的竖向荷载就越大，水平风荷影响也越大，所承受的外力主要就是水平和垂直方向。对于比较低的建筑来说，高度较低，地基面积较大，相对而言所受的风荷及地震影响就相对较小，在高层住宅上，水平荷载产生的倾覆力会很大，设计人员主要考虑的问题是水平荷载，轴向变形及结构延性等方面。
1.1 水平载荷
建筑物的高度达到一定数值后，它们在竖直方向上承载的荷载变化量并不大，所承受的风荷载以及地震作用的水平荷载会呈现一定的规律性，建筑物的结构特性不同，风荷载及地震水平荷载则会随之发生较大变化。
1.2 轴向变形
建筑物越高，竖向荷载越大，竖向荷载越大，连接柱中的轴向变形就会越大，相应的，连续梁的弯矩所受影响就会越大，预制构件的下料长度也会受影响而有所改变，由此可见，在施工时必须计算出轴向变形值，并及时调整下料长度。
1.3 结构侧移
高层住宅的结构设计关键之一是结构侧移的控制，建筑物越高，水平荷载下结构的侧移就会越大，对于建筑物的稳定性威胁也就越大，因此，高层住宅的结构侧移一定要严格控制，以确保建筑物的稳定性。
1.4 结构延性
相对于低层建筑而言，高层住宅的结构柔和性较好，在地震侵袭发生较大震动时，会产生较大的变形。建筑物在塑性变形阶段中对变形能力的要求相对较高，要想保证结构延性，必须在建筑设计中采取一定的措施。
2 剪力墙结构设计的基本原则
剪力墙结构在建筑中主要承担竖直方向重力与水平方向荷载，剪力墙结构的设计既要安全合理，又要考虑经济问题。设计过程中，各种位移限制值都要满足，结构构件中抗侧力构件的作用也要充分考虑到。设计时，剪力墙的数量也要满足位移限制值相关规范的要求，数量应该尽量少，但又不能影响基本振型的要求。建筑中剪力墙结构所承受的倾覆力矩应不小于总数的一半。
2.1 调整楼层最小剪力系数方面的原则
设计中剪力墙结构的布置要尽量减小，大开间的剪力墙结构布置是最好的设计方案，侧向刚度结构可以达到较为理想的状态。楼层间的剪力系数尽量小，但不能超出规范的极限范围，短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩于整体总底部承受的地震倾覆力比要小于或等于1:4，这样既可以减轻结构自重，同时降低了地震带来的危害又可以节约费用。
2.2 调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则
规范规定的最大的楼层间的位移在计算的时候，如果楼层地区地震比较频繁，所用的标准值产生的楼层计算可以保留在结构的整体弯曲变形，应该计入扭转变形在以弯曲变形为主的高层住宅中。高层住宅重点考虑的方面就是楼层间的扭转和剪力变形。结构的剪切变形由竖向构件的数量决定，在建设施工中，有足够多数量的构件还是远远不够的，更要考虑构建的布局是否合理，如果不合理，就会产生过大的扭转变形，楼层间的位移就达不到要求。因此，对于高层住宅而言，不能只是以楼层间的位移来确定竖向构件的刚度，而应该尽量减小扭转变形。
2.3 调整剪力墙结构连续超限方面的原则
剪力墙结构的连续跨高比太小会导致弯矩超限及剪力过大，超过规范限度，跨高比一般大于或等于2.5。规范规定，在跨高比小于5的时候，连续梁不能够拆减。跨高比的正确选择，可以很好地避免弯矩及剪力过量，可保持在规定范围内。在结构设计时，如果可以有效合理的用上这些，可以大大降低工程成本。
3 剪力墙结构设计
剪力墙的刚度较大，整体性较好，容易达到承受的荷载要求。设计师主要考虑以下几个方面：
3.1 剪力墙截面的厚度要求
剪力墙厚度尽量小的优点主要是保证剪力墙平面的刚度及其稳定性。当剪力墙相较于墙体平面外面时，相交处可以作为剪力墙的支撑，对于平面外的刚度与稳定性有很好的保证。剪力墙最小厚度确认时，计算依据主要是建筑物层高及无支长度中的较大值。按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16，且不应小于200mm；其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm。当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时，其底部加强部位截面厚度尚不应小于层高的1/12；其他部位尚不应小于层高的1/15，且不应小于180mm；按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm；其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160mm；非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160mm。
3.2 剪力强结构中混凝土强度等级要求
剪力墙中混凝土要求相对较高，等级最少要为C20，如果剪力墙结构中带有筒体与短肢，那么其中的混凝土强度最少要为C25。
3.3 剪力墙结构在进行抗震设计时，构造边缘的构件在剪力墙墙肢中是必不可少的。在非抗震设计中，其墙端部位的构件配置及钢筋配置都要符合相关的规范。
3.4 剪力墙结构设计中要考虑竖向分布时钢筋配筋率的最小值，主要作用就是保证混凝土墙体在受到弯矩较大出现裂缝时不至于立刻达到抗弯承载力的极限，还可以防止斜裂缝出现后发生脆性剪拉破坏。
3.5 剪力墙结构开洞构造设计。若是剪力墙结构中开洞较小，其影响较小，在计算时可不必考虑在内。为了保证剪力墙结构截面的承载力，要在钢筋切断集中处将洞口补足，并且钢筋直径最小要达到12mm。具体施工要根据实际情况，边缘构件的设置根据实际情况。
3.6 高层住宅剪力墙结构体系受到的竖直方向荷载比较大，竖直荷载包括建筑整体的自身重量及楼面荷载产生的影响。由于荷载的存在，竖直方向会产生轴力，使连续梁内出现弯矩。计算时依据的是其受力面积。若是水平荷载，其计算就要按平面考虑了。剪力墙结构计算工作比较复杂且工作量较大，在设计时，要针对不同的剪力墙结构的受力特点进行计算。
剪力墙结构体系是一种抗剪性能較好的结构，设计时要考虑建筑施工的具体情况，设计时应尽量避免竖向刚度突变，确保其刚度。
4 结束语
目前我国城市土地供应紧张与住宅市场需求旺盛的矛盾日渐突出，城市转而向高度要空间的趋势越来越明显，高层剪力墙结构体系在住宅市场也随之大量应用。因而结构设计的合理与否直接影响千家万户的生命财产安全，作为结构设计人员，应严格按照设计原则进行合理的设计，反复验算，使剪力墙结构满足使用的需要并且有优良的抗震性能，并在以上前提下优化设计以达到合理的工程造价。
参考文献：
[1]苏绍坚.住宅楼剪力墙结构设计分析[J].核工程研究与设计，2007，01．
[2]吴继成.高层框架剪力墙结构设计[J].建设科技，2010，06．
[3]李盛勇，张元坤.剪力墙边缘构件的一种科学配筋形式[J].建统结构，2003，08.
[4]薛云飞，马晓霞.谈剪力墙结构设计中的几个问题[J].陕西建筑，2008，06．
[5]赵守勇.剪力墙结构设计分析[J].煤炭技术.2011.9.
[6]薛猛, 范蓉.框架剪力墙结构建筑施工技术[J].中华民居2001，08
关键词：高层住宅 剪力墙体系 结构设计
中图分类号：TU241.8 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
改革开放以来，随着我国国民经济的迅猛发展，建筑业已经成为我国的支柱产业。近年来，在国家城乡一体化统筹发展思路指引下，城市化进程加快，房地产开发如火如荼，其中高层住宅小区占了很大的比例。而目前的钢筋混凝土高层结构住宅以剪力墙结构居多，因此，对于从事高层结构设计的工程师来说，必须能够吸收当代高层建筑结构设计的一些成功经验，并把结构的经济性、合理性与结构抗震的安全性等诸多因素加以统筹考虑，才能很好的与建筑师配合并设计出经济合理的高层建筑结构体系。
1 高层住宅的受力特点与支撑件
对于高层住宅而言，越高所承受的竖向荷载就越大，水平风荷影响也越大，所承受的外力主要就是水平和垂直方向。对于比较低的建筑来说，高度较低，地基面积较大，相对而言所受的风荷及地震影响就相对较小，在高层住宅上，水平荷载产生的倾覆力会很大，设计人员主要考虑的问题是水平荷载，轴向变形及结构延性等方面。
1.1 水平载荷
建筑物的高度达到一定数值后，它们在竖直方向上承载的荷载变化量并不大，所承受的风荷载以及地震作用的水平荷载会呈现一定的规律性，建筑物的结构特性不同，风荷载及地震水平荷载则会随之发生较大变化。
1.2 轴向变形
建筑物越高，竖向荷载越大，竖向荷载越大，连接柱中的轴向变形就会越大，相应的，连续梁的弯矩所受影响就会越大，预制构件的下料长度也会受影响而有所改变，由此可见，在施工时必须计算出轴向变形值，并及时调整下料长度。
1.3 结构侧移
高层住宅的结构设计关键之一是结构侧移的控制，建筑物越高，水平荷载下结构的侧移就会越大，对于建筑物的稳定性威胁也就越大，因此，高层住宅的结构侧移一定要严格控制，以确保建筑物的稳定性。
1.4 结构延性
相对于低层建筑而言，高层住宅的结构柔和性较好，在地震侵袭发生较大震动时，会产生较大的变形。建筑物在塑性变形阶段中对变形能力的要求相对较高，要想保证结构延性，必须在建筑设计中采取一定的措施。
2 剪力墙结构设计的基本原则
剪力墙结构在建筑中主要承担竖直方向重力与水平方向荷载，剪力墙结构的设计既要安全合理，又要考虑经济问题。设计过程中，各种位移限制值都要满足，结构构件中抗侧力构件的作用也要充分考虑到。设计时，剪力墙的数量也要满足位移限制值相关规范的要求，数量应该尽量少，但又不能影响基本振型的要求。建筑中剪力墙结构所承受的倾覆力矩应不小于总数的一半。
2.1 调整楼层最小剪力系数方面的原则
设计中剪力墙结构的布置要尽量减小，大开间的剪力墙结构布置是最好的设计方案，侧向刚度结构可以达到较为理想的状态。楼层间的剪力系数尽量小，但不能超出规范的极限范围，短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩于整体总底部承受的地震倾覆力比要小于或等于1:4，这样既可以减轻结构自重，同时降低了地震带来的危害又可以节约费用。
2.2 调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则
规范规定的最大的楼层间的位移在计算的时候，如果楼层地区地震比较频繁，所用的标准值产生的楼层计算可以保留在结构的整体弯曲变形，应该计入扭转变形在以弯曲变形为主的高层住宅中。高层住宅重点考虑的方面就是楼层间的扭转和剪力变形。结构的剪切变形由竖向构件的数量决定，在建设施工中，有足够多数量的构件还是远远不够的，更要考虑构建的布局是否合理，如果不合理，就会产生过大的扭转变形，楼层间的位移就达不到要求。因此，对于高层住宅而言，不能只是以楼层间的位移来确定竖向构件的刚度，而应该尽量减小扭转变形。
2.3 调整剪力墙结构连续超限方面的原则
剪力墙结构的连续跨高比太小会导致弯矩超限及剪力过大，超过规范限度，跨高比一般大于或等于2.5。规范规定，在跨高比小于5的时候，连续梁不能够拆减。跨高比的正确选择，可以很好地避免弯矩及剪力过量，可保持在规定范围内。在结构设计时，如果可以有效合理的用上这些，可以大大降低工程成本。
3 剪力墙结构设计
剪力墙的刚度较大，整体性较好，容易达到承受的荷载要求。设计师主要考虑以下几个方面：
3.1 剪力墙截面的厚度要求
剪力墙厚度尽量小的优点主要是保证剪力墙平面的刚度及其稳定性。当剪力墙相较于墙体平面外面时，相交处可以作为剪力墙的支撑，对于平面外的刚度与稳定性有很好的保证。剪力墙最小厚度确认时，计算依据主要是建筑物层高及无支长度中的较大值。按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16，且不应小于200mm；其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm。当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时，其底部加强部位截面厚度尚不应小于层高的1/12；其他部位尚不应小于层高的1/15，且不应小于180mm；按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm；其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160mm；非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160mm。
3.2 剪力强结构中混凝土强度等级要求
剪力墙中混凝土要求相对较高，等级最少要为C20，如果剪力墙结构中带有筒体与短肢，那么其中的混凝土强度最少要为C25。
3.3 剪力墙结构在进行抗震设计时，构造边缘的构件在剪力墙墙肢中是必不可少的。在非抗震设计中，其墙端部位的构件配置及钢筋配置都要符合相关的规范。
3.4 剪力墙结构设计中要考虑竖向分布时钢筋配筋率的最小值，主要作用就是保证混凝土墙体在受到弯矩较大出现裂缝时不至于立刻达到抗弯承载力的极限，还可以防止斜裂缝出现后发生脆性剪拉破坏。
3.5 剪力墙结构开洞构造设计。若是剪力墙结构中开洞较小，其影响较小，在计算时可不必考虑在内。为了保证剪力墙结构截面的承载力，要在钢筋切断集中处将洞口补足，并且钢筋直径最小要达到12mm。具体施工要根据实际情况，边缘构件的设置根据实际情况。
3.6 高层住宅剪力墙结构体系受到的竖直方向荷载比较大，竖直荷载包括建筑整体的自身重量及楼面荷载产生的影响。由于荷载的存在，竖直方向会产生轴力，使连续梁内出现弯矩。计算时依据的是其受力面积。若是水平荷载，其计算就要按平面考虑了。剪力墙结构计算工作比较复杂且工作量较大，在设计时，要针对不同的剪力墙结构的受力特点进行计算。
剪力墙结构体系是一种抗剪性能較好的结构，设计时要考虑建筑施工的具体情况，设计时应尽量避免竖向刚度突变，确保其刚度。
4 结束语
目前我国城市土地供应紧张与住宅市场需求旺盛的矛盾日渐突出，城市转而向高度要空间的趋势越来越明显，高层剪力墙结构体系在住宅市场也随之大量应用。因而结构设计的合理与否直接影响千家万户的生命财产安全，作为结构设计人员，应严格按照设计原则进行合理的设计，反复验算，使剪力墙结构满足使用的需要并且有优良的抗震性能，并在以上前提下优化设计以达到合理的工程造价。
参考文献：
[1]苏绍坚.住宅楼剪力墙结构设计分析[J].核工程研究与设计，2007，01．
[2]吴继成.高层框架剪力墙结构设计[J].建设科技，2010，06．
[3]李盛勇，张元坤.剪力墙边缘构件的一种科学配筋形式[J].建统结构，2003，08.
[4]薛云飞，马晓霞.谈剪力墙结构设计中的几个问题[J].陕西建筑，2008，06．
[5]赵守勇.剪力墙结构设计分析[J].煤炭技术.2011.9.
[6]薛猛, 范蓉.框架剪力墙结构建筑施工技术[J].中华民居2001，08