摘要：当前，在我国城市化进程不断加速下，建筑行业得到了蓬勃的发展。而建筑结构设计也被提出了更高的要求，尤其是高层建筑。而剪力墙因其侧向刚度较大、侧向变形较小等特征，并广泛运用于建筑结构设计设计中。因此，因掌握剪力墙结构的设计原则，并对其原理有清晰的认识，以便更好的运用该种建筑结构，确保工程质量，提高我国建筑工程的整体水平。
关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计；要点
1剪力墙特点与设计原则
1.1剪力墙特点
剪力墙是高层建筑主体结构的重要组成部分，在保障结构抗震性能、稳定性和安全性方面占据着重要地位，同时将剪力墙结构引入房屋结构设计体系中，其能够帮助房屋承受风或者地震等因素导致的相关荷载，进而达到提高高层建筑刚度的目的。其次在剪力墙的结构设计中，墙体的高度、长度与刚度设计应遵循相应的准则，并需采用钢筋混凝土整体浇筑法。同时就剪力墙的优点而言，主要表现为侧向刚度较大、适合高层高层建筑、无外露梁柱和构件、对房屋内部空间美观无影响等；就剪力墙的缺点而言，主要表现为高层建筑空间限制较大、不易拆除、钢材消耗大、经济优势不明显等。
1.2结构设计原则
在进行剪力墙的结构设计时，要严格遵守以下几个方面的原则：第一，高层建筑的楼层和整体高度间产生的最大位移比；设计中需要将房屋结构的整体变形纳入考虑范围，同时剪切变形在很大程度上取决于房屋结构中的竖向构件，因此在设计中使用的剪力墙数量要适当，以免由于布置过多而产生扭转变形。第二，保证设计中连梁满足规范的超限标准限制；连梁超限主要是指将剪力墙中的连梁高跨比值设计在2.5以上，从而使墙体中的弯矩和剪力设计值符合剪力墙结构设计的规范规定，同时剪力墙结构所承受的地震能力要保证在规定的系数范围内，并需合理布置剪力墙，以保证房屋的最小剪重比能够满足规定的要求。
2关于剪力墙结构存在的主要问题
因剪力墙具有较高的刚度性、整体性以及抗侧力性，现代高层建筑施工中对于剪力墙结构的应用较为广泛。但是其自身也存在着一定的问题：因为剪力墙具有很高的刚度和较强的抗侧力，在地震效应较高的情况下，就会提高建筑基础以及上部结构的建筑成本；在建筑的过程中，如果混凝土使用较多，就会对建筑物自身的重量以及对具有的平面功能造成影响；剪力墙墙肢结构本身的轴压力不高，就不能充分发挥自身承载压力的作用；剪力墙结构都有相应的配筋标准，如果配筋率太低就会影响其延性。所以，将剪力墙结构运用在高层建筑的结构设计中时，不但要考虑到剪力墙结构的抗侧能力，还要对建筑工程的成本进行考量。
3房屋剪力墙结构的设计要点
3.1结构的合理定位
在运用剪力墙结构时，其平面布置要严格遵循均匀与对称的原则，尽可能的使墙体结构刚度，与建筑物质量要求相符合，进而大大减少扭矩。针对内外剪力墙，要尽量对直并拉通，让墙肢截面更加的简约、规范；
3.2平面布置
明确定位剪力墙设计要点，平面布置应尽量均匀、对称，同一平面内外的剪力墙结构的质量中心和刚度中心完全重合，减少扭曲，增加稳固性。建筑结构设计过程中较长的剪力墙结构要设计开洞口，并均匀分配成长度相等的几段墙面，为避免剪力墙发生剪切破坏，相关施工指标规定：每段独立墙面总高度与截面高度之间的比例必须≥2。剪力墙结构洞口一定要保证上下对齐，成列布置，避免墙洞交错叠合导致剪力墙受力刚度减小，否则剪力墙结构容易变形，发生施工事故。在建筑结构抗震功能设计时，进行双向或多向设置对剪力墙结构的功能性有一定的保障，形成一定的空间工作结构，当剪力墙结构洞口与墙边或洞口与洞口之间形成墙肢截面高度与厚度比例＜4的小墙肢时，应该采取框架柱箍筋设计对剪力墙结构进行全高加密。对较长的墙肢要分为两个墙肢施工，超过8m长的墙肢都应设置施工洞使其划分为小墙肢。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时剪力墙结构的抗侧力刚度不宜过大，否则会导致墙体自身重力增大，违背了抗震性能设计的初衷。剪力墙结构的抗侧力刚度值可以通过公式：T=n（0.05～0.06）来计算，式中，n为建筑结构的楼层数，建筑施工建模时计算得出精确数据，防止抗侧力刚度过大影响建筑施工。
3.3剪力墙墙肢的竖向布置
在竖向布置剪力墙的过程中，需要遵循上下对其的原则来进行，防止由于剪力墙的上下对照不齐，造成该层刚度与承载力不符合实际标准和需求，在对剪力墙楼层进行开洞的时候，需要根据设计方案来对洞口的位置进行确定，最大程度保证上下洞口位置对齐，保证开洞剪力墙的规则性，在这样的情况下，能够保证传力的明确性和结构设计的经济性。在另外一个方面，对于传力较为复杂的剪力墙布置来说，需要根据实际情况来对应力进行分析，在必要的情况下来采取加强措施，来保证结构设计的整体稳定性。
3.4墙肢截面厚度
剪力墙结构设计应用在建筑结构设计中，对墙体厚度施工有明确规范条例，例如短肢剪力墙，条例规定其底部加强部位不能＜0.2m，其他部位必须＞0.18m。剪力墙的厚度应按阶段变化，为防止剪力墙结构发生刚度突变，剪力墙阶段变化范围应控制为50～100mm，且要均匀连续变化，当混凝土等级和强度改变同时发生时，建筑结构设计必须将两者错开楼层。剪力墙结构墙体厚度的规范性施工能有效保证墙体的稳定性和刚度，直接决定了建筑结构的稳固性和安全性。
3.5剪力墙不同方向的钢筋设计
在对剪力墙水平和竖向水平钢筋进行设计的过程中，首先需要进行剪力墙墙肢计算，其中主要包括截面受压承载力计算、受拉承载力计算和受剪承载力计算等，以此来对剪力墙水平方向的钢筋需求进行确定。同时需要根据剪力墙的实际情况来对配筋率进行确定，以此来减少温度应力所产生的不利影响。
3.6剪力墙结构连梁钢筋配置
连梁是高层建筑的重要承重构件，按照国家四级地震抗震指标来说，剪力墙结构的配筋率不得低于0.2%，前三级抗震则要求不能低于0.25%。因此，在剪力墙结构设计过程中，连梁配筋率必须严格按照相关指标进行，结合实际对建筑结构连梁进行精确的承压计算，可适当增加剪力墙的配筋率，有效防止扭曲、剪切力对建筑结构的破坏，同时也不可盲目增加，避免剪力墙结构自身重力过大影响其抗震性。
3.7边缘构件设计
在建筑结构设计中设计剪力墙时，剪力墙的边缘构件也是一个比较重要的部分。剪力墙结构的边缘构件主要有端柱、暗柱等，增加边缘构件的延展性，结合实际设计需求约束边缘构件设计能防止剪力墙结构产生水平位移等问题。
4结束语
剪力墙结构是建筑结构中最常见和最重要的，对于建筑结构的性能和质量具有重要影响。因此，我们应该采取先进的科学技术进行建筑结构设计研究，策划合理的方案，设计好剪力墙布置中洞口的位置并发挥受力作用、考虑抗底竖向负荷、保证结构的刚度和承载能力等。此外，还可通过建筑体形设计节省施工的成本效果，加强其施工安全措施，提高建筑物的安全和质量。
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论文作者:孟博
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/20
标签：剪力墙论文; 结构论文; 刚度论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 高层建筑论文; 构件论文; 《基层建设》2017年第22期论文;