摘要：剪力墙本身因具有整体性强、用钢量少和结构刚度大等特点，所以在居住性建筑设计中广为应用。特别是在高层建筑的客厅或客房中，为了将承重墙和隔离墙合二为一，还能减少小开间的分隔墙，多采用剪力墙结构，可以大大提供经济效益。除此之外，剪力墙结构相比较于框架结构，应用更为广泛，主要原因在于它还具有简洁、不露梁和露柱等优势，使建筑外观美，而且内设空间更大，提高空间使用率。当然，还可以通过合理设计成延性剪力墙的方式来提升其抗震性能，该种剪力墙在震区或非震区均可应用。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；设计
1导言
在当前剪力墙的设计分析中，由于传统的设计理念和建设项目的特殊要求，通常都会影响高层建筑剪力墙的设计质量，从而对后期建设施工造成影响。因此在高层建筑剪力墙的设计工作中，我们必须既要把握好整体的设计，保证剪力墙的整体设计质量，同时又要确保剪力墙的关键部位和特殊部位得到有效合理的设计，针对细节进行具体的分析，立足于科学的设计理念，设计出切实可行的剪力墙方案。
2高层建筑中剪力墙结构设计方案
剪力墙结构具有整体性强，侧向刚度大，抗侧力性能好。在设计过程中，需做好下述几方面：
2.1合理的控制剪力墙结构参数
高层剪力墙结构设计时，需要合理控制各项参数，将高层建筑各项荷载控制在有效范围内，合理设计结构参数，保证位移比例、侧向刚度比例和周期比例设计的合理性，以此来保证高层建筑不会发生扭转和偏心力的情况。
2.2剪力墙的截面厚度设计
剪力墙截面中最小厚度一般是用于维持剪力墙平面的稳定，不会出现安全问题。如果剪力墙和墙体平面相交，处在平面外时交叉处可用作剪力墙支撑，能够很好地保持平面外的刚度与稳定性。抗震设计时，地震力会影响到底部加强区剪力墙截面，截面厚度至少在18cm以上，在非抗震设计时，截面厚度至少16cm。
2.3构造边缘构件设计
剪力墙结构抗震设计时，对于不同抗震等级，应设置约束边缘构件或构造边缘构件。
2.4考虑剪力墙结构的竖向与水平分布时钢筋配筋率最小值
设计剪力墙结构时，将竖向分布筋与水平分布筋配筋率的最小值考虑在内，钢筋配筋率最小值在于确保混凝土墙体发生开裂时，不至于马上达到抗弯承载力的极限，能避免斜裂缝产生后，发生脆性剪拉破坏的情况。一、二、三级抗震等级剪力墙水平分布筋与竖向分布筋配筋率0.25%；四级抗震等级0.2%。
2.5剪力墙结构的开洞构造设计
为维持剪力墙结构截面中承载力，需要补强钢筋切断集中位置的洞口，同时钢筋直径要在12mm以上。当剪力墙的截面高度较大，截面高度在8m以上时可开结构洞，再进行堵砌，划分一道剪力墙为几种较均匀的墙肢。各墙肢可以是整体墙、联肢墙，各墙肢高度和宽度比值至少大于2。设置门窗洞口时，防止形成薄弱短肢墙，独立墙段总高度与其截面高度之比（高宽比）宽度不宜小于3，从研究情况看，该薄弱短肢墙受地震影响，会较早产生破坏，即便强化纵向配筋与箍筋也是会出现，错洞墙与叠合错洞墙更为不利。
2.6剪力墙结构的连梁设计
通常连梁的特征包括截面大、跨度小。高层建筑受水平力影响，一般连梁中内力较大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆连肢墙受水平力影响，分为两种破坏，一种是是脆性破坏，还有一种就是延性破坏。脆性破坏也有两种情况出现。一方面，脆性破坏出现在墙肢部位，因为墙肢中抗剪能力不大，从而发生剪切破坏的情况，这就使得剪力墙承受更小的承载力，但结构发生突然坍塌，这是设计过程中不允许出现的问题。预防剪力墙在遭受破坏而出现剪切破坏。脆性破坏第二类情况是，如果连梁发生剪切破坏后，使得连肢墙所有墙肢不能约束墙肢。全部连梁均发生了剪切损坏，连肢墙的各墙肢变成了单一的独立墙，使得结构侧向刚度变低更小，导致墙肢弯矩变大。而第二种情况相较之下，如果连梁发生剪切损坏，结构还能够承载；但在墙肢破坏未破坏前，如果考虑的连梁不用承担较大的竖向荷载力，也不会出现倒塌的情况。
2.7对墙身设计环节的优化
在剪力墙结构设计中，需对墙身进行优化，以此增强建筑结构的整体抗震性能。在优化过程中，需要做好钢筋间距与直径的协调，确保结构中横向钢筋和竖向钢筋能够对应搭配，并将斜截面与正截面的抗剪承载力与抗弯承载力有效结合。合理布置暗柱和端柱，进一步完善不同抗震等级结构设计，确保建筑结构稳定性的全面提升。
3高层建筑剪力墙结构设计
以某高层建筑工程为例，总计18层，地下部分1层，建筑总长度参数为72m，建筑高度参数为54m，长宽比值是3.2，高宽比值为2.7。此高层建筑结构设计，选择的是剪力墙结构，主要承受建筑物自身荷载。为保证剪力墙结构发挥自身的作用，在结构设计时，不断进行优化设计，形成最终的方案。现结合此工程结构设计实践，对剪力墙结构的优化设计进行分析。
3.1结构的选择
在此高层建筑物中，连接体的设置，实现了第八层和建筑屋顶层的连接，结构较为复杂。建筑塔楼和连体结构的连接，多采取强连接方式或者弱连接方式。对于此工程，其如果采取强连接的方式，若出现地震情况，在荷载的作用下，要承担的轴向力和弯矩比较大，无法达到协同变形的要求。除此之外，受到偏心的影响，很有可能会出现超限问题，难以达到抗震设计标准。建筑地上部分的第八层需要设置连接体，连接层跨度大，因此强连接方式不适用，最终选择弱连接方式。设计的连体结构，其为钢结构桁架活动支座。
3.2设计分析
此建筑物结构设计，遵循的抗震标准为8度，地震加速值参数为0.10g，划分为乙类。在结构优化时，利用SATWE分析，借助PM-SAP，对建筑物结构的设计进行校核。为了保证结构设计的科学性和合理性，要考虑到地震效应的影响，以及扭转藕联，采用时程法、振型分解反应谱法，计算结构响应。具体如下：
3.2.1墙身
结构设计中，对于钢筋的设计，要依据抗震设计要求，准确计算使用量，同时还需要进行抗剪承载力的检验和计算。基于此，此工程剪力墙的配筋率必须要大于0.2%；钢筋直径必须大于8mm；钢筋间距要把控在300mm左右。
3.2.2连梁
若折减值超过0.5，在0.5-1.0内取值。需要注意的是，折减刚度后，极易产生正截面受弯承载力不足问题，减少地震的不利影响。
3.3剪力墙布置
高层建筑结构设计中，选择剪力墙结构，在进行布置时，要尽量选择隔墙位置，最大程度上减少边缘化构件。按照高层建筑结构设计相关规范，设计的剪力墙，其截面厚度必须要符合轴压比的基本要求。在此建筑物中，连接部位设置的剪力墙，其厚度参数具体为160mm和240mm以及300mm；其余部分的剪力墙，其厚度参数是400mm。建筑各层剪力墙使用的混凝土，规格如下：1层-4层使用的混凝土规格为C50；5层-11层使用的混凝土规格为C45；12层-18层使用的混凝土规格为C40。
3.4高层建筑剪力墙结构优化策略的总结
在进行剪力墙结构设计时，为达到优化设计的要求，可采取以下措施：优选结构设计方案，建筑高度不同，剪力墙结构设计遵循的要求就不同，要同时考虑材料和高度的要求，一般来说，建筑物层数小于20，尽量选择短肢剪力墙。通过将混凝土结构设计为砌体墙体，减少结构重量，若层数超过20层，尽量选择框架剪力墙；进行剪力墙结构优化，要保证结构的均衡。
4结束语
总之，随着当前我国建筑行业的飞速发展，高层建筑的设计需要更为细致，在高层建筑结构设计中，剪力墙的设计尤为关键。进行高层建筑剪力墙的设计工作时，要满足国家和地方的设计规范要求，对每一个细节都要密切把握，同时保证施工的质量和水平，确保严格按照施工控制标准进行管理，保证高层建筑剪力墙的施工质量，从而促进我国的高层建筑的发展。
参考文献
[1]粟宇.高层建筑剪力墙结构设计分析[J].四川建材，2016，37（5）：38~39.
[2]陈耀.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].福建建材，2016，11（4）：36~37.
[3]王健.浅析高层建筑剪力墙结构优化设计[J].建材与装饰，2018（19）：109.
论文作者:艾克洋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/27
标签：剪力墙论文; 结构论文; 高层建筑论文; 截面论文; 结构设计论文; 钢筋论文; 承载力论文; 《建筑学研究前沿》2018年第27期论文;