刘海芳

（北京中环世纪工程设计有限责任公司，北京 100097）

基于现代人对于房屋建筑的稳定性以及安全性的较高要求，使得剪力墙的设计在整个建筑工程当中的结构设计有着举足轻重的地位。对于剪力墙结构的设计人员们来说，先要对剪力墙的结构十分了解，然后按照建筑外型选择切合实际的结构形式，选择符合实际情况要求的结构，并且还要具有设计较好的抗震性、抗风性能的结构，以确保建筑结构的合理性、安全性和可靠性。在保证建筑结构的安全性的同时，还应当适当地降低造价，从而保证经济效应。这些方面也是今后的设计发展的主流方向，同时，还应当根据实际情况以及相关法律法规做相应的加强措施。

1 剪力墙结构设计原则

在设计的过程中，为了保证建筑物自身的重量降低，并且同时可以增强建筑物的抵抗地震的效应能力。应在规定的系数范围之中，尽可能地减少剪力墙使用的数量，将楼层的最小剪力系数准确、完整的控制在设计及规范的要求范围之内。

在设计剪力墙的过程中，会发现剪力墙的内部强度比外部强度要高，所以，设计师一般会对剪力墙内部进行计算、分析，然而对于剪力墙外部就不会去进行相应的计算，运用外加防护使承载能力达到设计及规范要求，从而保证施工质量的要求。

在设计剪力墙时，不仅要对剪力墙在水平方向和垂直方向进行相关的计算，还应该对剪力墙模版挠度和承载能力进行相关计算，确保建筑物质量能够达到建筑物本来的要求，同时，也能更好满足人们对居住环境的要求。

剪力墙在受力时要求较高，所以宽度会相对较大，这种情况和结构柱相似。所以在对这种建筑物进行相应的受力分析时，需要分别针对剪力墙的宽度、高度和跨度进行相应计算，从而使其达到更高的精确度，以保证在质量方面能够达到标准。

2 剪力墙结构布置

高层建筑应该为空间留出足够的地方，因此剪力墙结构应该采取双向的方式进行布置，这样就能形成空间的结构。所有剪力墙的受力点应当均衡的布置，让建筑物质心和剪力墙的刚度中心尽可能地重合，从而达到扭转相应减小的目的。特别是频发地质灾害的区域，根据地质结构的特点，应当适当避免单向设计这种方式进行布置剪力墙结构，而且应该让两个方向的剪力墙的刚度相对接近。还可以通过对墙肢的长度和连梁的高度进行相应的调整或者改变，从而对刚心的位置进行调整。剪力墙抗侧刚度的数值越大，结构自振的周期相对就越短，可以承受的地震作用就相对越大，对结构来说就相对上越不利。因此，可以利用剪力墙的承载力以及抗侧刚度两项指标都相对较大的特点，竭尽所能地对纵横墙体的厚度进行适当减少，也可以适当地采用主次结构，以此来对墙体的距离进行加宽，尽可能地减少墙的数量，从而对结构的抗侧移刚度进行降低并且同时对结构的重量进行相对减轻，减少墙体剪力与弯矩。

3 连梁设计

在高层建筑的剪力墙结构中，因为开间较小或者墙长较长，开洞后就形成了连梁，如果两墙肢的中间出现了跨高比相对较小的连梁的情况，在计算的过程中，有可能发生连梁抗剪超过限定标准的情况，那么通常，有下面几种解决的方案。

（1） 增大截面面积，提高连梁自身抗剪能力，但是随着连梁的刚度越来越大，其相应内力也越来越大，因为其对抗剪能力提高是有限的，在梁宽不变的情况下，可以通过采用对梁宽加宽的方法，使抗剪力的提高值大于分担剪力增加值，虽然加宽截面面积对连梁刚度贡献相对较小，仅仅是线性关系，但是也可以起到一定的作用。

（2） 调整设计的内力，在增大连梁的截面面积对提高抗剪的能力没有较大的效果的时候，还可以人为的调整内力，对连梁的刚度进行相应的折减，再控制剪力的分配比，从而解决连梁的抗剪问题。其中，调控方法最简单的是在参数选取时，调整连梁的刚度折减系数，但是这种办法仅针对内力进行配筋计算的时候。在对整体进行计算时以及非地震的荷载作用下，连梁的刚度不能够予以折减，此时连梁应当具备足够的抗剪和抗弯的承载能力，从而满足正常的使用要求。对于连梁的跨高比＞5的，应当按照框架梁设计，而且还必须能够满足框架梁的各项要求。

（3） 通过设置水平缝从而形成双连梁，多连梁或者采取其他各种加强受剪力承载的构造或措施，比如设置一些交叉暗撑等技术措施，从而提高连梁的抗剪承载的能力，提高建筑整体安全性能。

4 剪力墙结构优化设计

剪力墙结构的优化设计，目的不仅仅是简单的降低材料的用量，也不仅是不分轻重的都要按照规范的底线进行相应设计，而是通过物尽其用，让材料的性能充分发挥，对影响结构的重点、难点、关键部位及相应计算程序，不能够准确的进行分析或者计算模型和实际情况有部分出入的，应当对其重点加强、分析。

在相对满足了短肢剪力墙这种墙所可以承受的第一振型地震倾覆力矩，并且占结构总底部数量的地震倾覆力矩的数量，同时，也得在不可以超过40%的要求的前提条件下，竭尽所能地对剪力墙的布置数量进行减少，采用布置大开间的剪力墙的方案，从而保证楼层的最小剪力的系数尽可能地接近规范的限值。采用这种方法，可以尽可能地减轻结构自重，同时，也能减小地震作用系数，并且降低了工程的造价。

在地震频繁的地区，对最大层间的位移的数值进行计算的时候，应该以楼间弯曲变形的数据为主要数据，同时，还要将扭转变形的数据一并计入。所以，相对于设计高层的建筑时，应该尽可能地做到让扭转变形的数值达到最小，但不能仅仅因为层间的位移不够，不加分析就增加竖向构件刚度。虽然这样做可以解决问题，但是，这时应该注意结构的剪重比的变化，如果这时结构的剪重比和相关规范的限值无限接近，此方案就相对可行；如果剪重比相对较大，就不应当一味地只增加竖向构件刚度，也应当相对减少刚度，让剪重比适当减小、地震作用适当减小，也可以达到较好的效果。

在建筑结构设计的时候，要保证结构抗扭刚度不能够太弱，首先，对平面结构不规则性进行限制，避免产生过大的扭转效应，计算扭转效应应当考虑偶然偏心对其影响，其次，限制结构抗扭刚度不应当太弱，具体体现在两个指标上：T1、T2。在工程的实际设计中，应当将结构的竖向构件，尽可能地沿周边进行布置，从而提高结构抗扭刚度和侧向刚度。如果结构形心附近的竖向刚度进行加大，那么只是对侧向的刚度贡献较大，对于抗扭刚度贡献甚微。

在建筑结构剪力墙的设计优化的过程中，要特别进行强调的是其抗震性能，避免在地震发生的情况下，出现局部的机构受力有不均衡的情况发生，所以在设计的过程中，应当充分利用相关经验和技术参数，及时对有可能产生薄弱情况的部位进行相应分析，并且及时对方案进行改正修订，从而保证有效地提高整体结构抗震性能。

5 结语

在对建筑结构剪力墙进行相关设计的时候，应当对剪力墙结构布置的位置进行充分考虑，以及剪力墙的宽度和长度需要达到配筋的相关规定的要求等。同时，设计建筑结构剪力墙应当严格遵循设计及相关规范的原则和要求，从而使剪力墙能够最大限度地发挥其优势，让建筑物更加的舒适、坚固，同时，也能够让建筑物质量达到最好的状态。