高层剪力墙结构设计的探讨
摘要：随着高层建筑数量的不断增多，对于高层建筑结构的安全，人们更加的
重视。

剪力墙结构作为建筑结构中重要的结构形式，更加需要重视。

关键词：高层；剪力墙；结构设计
1 高层建筑剪力墙结构的相关优缺点
高层剪力墙的特点：剪力墙结构的墙肢的长度通常远大于厚度，自身平面内
具有很大的刚度和承载力，平面外刚度和承载力都相对较小，墙肢属于偏心受压
或偏心受拉构件。

在低层建筑中，水平向所承受的荷载和发生的位移都较小，近
乎可以忽略不计。

可是随着层数的增加，水平荷载和地震作用将逐渐成为控制因素，其中位移占据主导控制，弯矩次之。

因此这便对高层建筑剪力墙结构设计提
出了更高的要求，要求其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。

所以优化设计方案十分重要。

1.1剪力墙结构的优点：
1.1.1 剪力墙可以兼做承重构件和分隔墙体，从而使得其经济适用。

目前大多
数以小房间为主的住宅多采用这样的结构，从而既保障了房屋的稳定性，又具有
经济实惠的优点。

1.1.2 剪力墙结构具有较好的抵抗水平荷载的能力，抗侧移刚度大，侧移小，
室内墙面较为平整，这样不仅会使室内较框架结构简洁，没有露梁和露柱现象，
而且外形美观，有利于装修，更加便于室内布置。

1.1.3 由于剪力墙结构具有自重大的特点，因而具有一定的稳定性和安全性；
又由于剪力墙截面弯曲破坏极限承载力较好，可以按照全截面抗弯计算，所以当
剪力墙的洞口较小时，其整体的性能比较好，因而其性价比还是相当高的。

1.2 剪力墙结构的缺点
1.2.1由于剪力墙结构的墙体采用混凝土浇筑，使得建筑物的自重增加，同时，剪力墙结构具有抗侧移刚度大的特点，因此在某些特殊情况下可能会造成较大的
地震反应，为了保证结构的安全性，在设计时需要加大基础及上部结构的刚度，
从而造成了费用投入的增大。

1.2.2 由于构造的要求，剪力墙的墙肢长度需要满足一定的要求，而有些墙肢
的轴压比却不是很大，这就造成材料应用不是很充分，所以建筑物层数如果不是
很高的话，采用剪力墙结构就显得有些浪费了。

1.2.3 延性是结构性能的一个重要指标，而剪力墙结构的墙体多为构造配筋，
而且其配筋率一般较低，因而虽然其简便灵活，但是其结构的延性受到了很大程
度的限制。

2 剪力墙结构设计原则
伴随着社会经济的发展，人们生活水平也随之不断提高，同时人们在生活中
对于物质需求日益增高，尤其是对建筑结构，更是提出了新颖的要求。

在这种新
的住宅结构要求上，不仅是外观设计提出了新的要求，而且对于空间结构的美观性、个性化都提出了新要求。

在目前的剪力墙结构设计中，通常都需要根据建筑
工程的施工环境、地质情况、自然情况等多个因素进行综合分析和归纳，从而实
现设计工作的合理、科学、有效进行。

2.1尺寸控制
在目前的剪力墙结构设计工作中，剪力墙的墙高、墙长等尺寸都往往较大，
而厚度却很小，几何特征是以板结构为主，但是在其受力形态的设计中却是趋向
于主体结构的设计要求。

剪力墙的尺寸与框架结构框架柱存在着一定的差异，这
些差异主要表现在肢长、厚度之间的比值，其比值不大于4的时候应当按照框架
结构的要求来进行设计，而当比值在4～8之间的时候，我们可以将墙体判定为
短肢墙，比值大于8的时候按照剪力墙结构进行设计。

2.2剪力墙的受力
在剪力墙结构设计工作中，剪力墙体本身就是一个水平受力构件，同时也是
竖向受力构件，因此在设计工作中，需要从水平和竖向两个方面入手去考虑，不
但要满足竖向受力要求，比如轴压比等要求，同时还要满足水平受力要求，比如
抗侧刚度、抗侧承载力等，同时剪力墙结构还要满足剪重比要求，以求在地震中
的抗震能力更有保障，剪力墙结构的侧向位移比要求比较严格，以减少二阶效应
引起的内力增加。

2.3剪力墙的翼缘
要尽量把墙肢设计成带翼缘的构件，这样即可以满足与墙体相交的梁的锚固
要求，又可以防止墙的侧向压屈，当剪力墙进入弹塑性受力阶段时，这些带翼缘
的构件还可以对塑性铰区的混凝土形成约束，增加结构的延性。

顶点位移和层间
位移都会随剪力墙的抗弯刚度的增大而减小，这对控制结构的变形是有利的。

但
是抗侧移刚度的增加会导致地震作用的增大，对抗震不利。

所以剪力墙结构设计中，在满足承载力和变形的前提下，应尽可能少设置剪力墙或将较长的墙肢用洞
口分割成较短的墙肢，以减小剪力墙的抗侧移刚度。

在两片剪力墙（或两个筒体）之间布置框架时，楼盖必须有足够的平面内刚度，才能将水平剪力传递到两端的
剪力墙上去，发挥剪力墙为主要抗侧力构件的作用。

3 剪力墙结构的设计要点
3.1 剪力墙布置
剪力墙的布置一定要均匀合理，这样就能让整个建筑物的质心与刚心趋于重合，且x、y 两向的刚重比接近。

在结构的布置时要尽量避免仅单向有墙的结构布置形式，以使其具有较好的空间工作性能，并且使两个受力方向的抗侧刚度接近。

当梁高大于墙厚的2.5 倍时，应计算两端暗柱配筋，转角处墙肢应尽可能长，因
转角处应力容易集中，有条件两个方向均应布置成长墙。

3.2 剪力墙厚度确定
剪力墙墙肢截面比较适宜简单、规则，剪力墙的竖向刚度应均匀，其门窗洞
口最好成列布置、上下对齐，形成明确的连梁和墙肢。

避免使墙肢的刚度相差悬殊，在结构抗震设计时，剪力墙底部要设加强部位，最好不要使用错洞墙，二、
三级抗震等级的剪力墙均不可以采用叠合错洞墙。

《建筑抗震设计规范》中对剪
力墙的截面尺寸具体规定如下：“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200 mm，其
他部位不宜小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160 mm；按三、四
级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不可以小于层高或剪力墙无
支的长度的1/20，且不应小于160 mm，其他部位不宜小于层高或剪力墙无支长
度的1/25，且不应小于140 mm。

”
3.3 剪力墙墙体配筋
墙体的配筋率，目前在砼规规定在一、二、三级抗震等级的剪力墙中，竖向
和水平分布筋的最小配筋率均不应小于0.25%;部分框支剪力墙底部加强部位的配
筋率不应小于0.3%;和国外的配筋率0.1~0.25%的高者基本接轨，这在高层或者较
长的剪力墙结构中应该是合理的，但对于低矮、短小的剪力墙值得探讨。

墙的水
平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏，同时起到
抵抗温度应力防止砼出现裂缝，设计中当建筑物较高较长或框剪结构时配筋宜适
当增加，特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏感部位宜适当增加。

但对于矮、
短的房屋，其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。

3.4 设置边缘构件
在剪力墙结构中设置在剪力墙竖向边缘旨在加强剪力墙边缘的抗拉抗弯和抗
剪性能的暗柱,叫做剪力墙边缘构件。

边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件。

一、二、三级剪力墙底层墙肢截面的轴压比大于高规7.2.14的规定值时设置在剪
力墙底部加强部位及其上一层的剪力墙两侧的这种暗柱, ,叫做剪力墙约束边缘构件。

剪力墙结构中除以上情况外在剪力墙两侧设置的这种暗柱,叫做剪力墙构造边
缘构件。

4 结语
剪力墙结构设计应建立在对剪力墙结构性质、特点充分认识的基础上，设计
人员必须能够使剪力墙结构最大限度地发挥其优势，克服其缺陷。

本文作者结合
规范及自身工作实践，在分析了剪力墙结构优缺点的基础上对住宅建筑中剪力墙
结构设计的几个要点进行了介绍，希望能对剪力墙结构设计的发展有所帮助。

参考文献：
[1]祁瑞.剪力墙设计的几个问题[J].中小企业管理与科技，2012
[2]赵海峰.钢筋混凝土剪力墙设计中需注意的问题[J].内蒙古石油化工，2011
[3]韦静.浅析剪力墙结构设计[J].中国城市经济，2011。