关键词：高层建筑;?剪力墙结构;?设计要点;
1 剪力墙概述
剪力墙本身具有较强的承载力，且平面内的刚度也比较大。但是在高层建筑结构中对剪力墙结构进行设计时，除了要充分考虑到剪力墙的应用优势，还要明确剪力墙在应用过程中的剪切变形情况以及外平面较薄弱的缺陷。这就要求剪力墙结构的设计人员要对剪力墙的受力特性进行准确掌握，同时要了解剪力墙的破坏机理，充分发挥剪力墙在高层建筑结构中的应用优势，克服剪力墙的缺陷和不足，选择科学合理的剪力墙布置形式。根据当前最先进的计算方法对剪力墙的设计数据进行有效计算，进一步提高剪力墙设计结构设计的准确性以及合理性，才能够确保高层建筑的施工质量以及抗震性能。
2 高层建筑剪力墙设计原则
在对剪力墙结构进行设计时，必须要按照墙体截面高度以及厚度的比值确定合理的剪力墙类型。同时，要充分考虑柱以及双向受压构件对剪力墙的影响，确保设计的科学性以及合理性。在设计过程中，设计人员必须确保剪力墙的刚度、变形能力以及延伸性能。尤其在对高层建筑的剪力墙结构进行设计时，要考虑到剪力墙结构会承载多方面的荷载以及压力。要认识到剪力墙结构除了要承担水平剪力和弯矩外，还要承担建筑物产生的竖向压力。剪力墙是在承担弯矩、轴力以及剪力多种作用力的荷载下工作的。设计人员在设计剪力墙时，要充分考虑剪力墙的延伸性以及弯曲性能，这样才能够提高建筑物的抗震性能，同时防止剪力墙脆性对建筑物造成的不良影响。在对剪力墙进行设计时，要防止与平面外进行搭接设计，如果必须进行搭接，要采取有效措施确保剪力墙平面的安全性。
3 高层建筑剪力墙类型
剪力墙的刚度比较大，在建筑结构中会承受大部分水平力，是建筑工程中合理的抗侧力结构。在地震区的高层建筑中设置合理的剪力墙，可以在一定程度上提高建筑的抗震性能，确保建筑物的安全性。根据是否开洞以及开洞面积的大小，可以将剪力墙分为以下类型。
3.1 整截面剪力墙
这是一种不开洞口或者洞口面积比较小的剪力墙。整截面剪力墙的洞口面积一般在墙体总面积的16%以下，剪力墙的受力状态与竖向悬臂梁相似，截面上的正应力是以直线形态分布，沿墙肢高度方向上的弯矩不会出现突变，也不会出现反弯点，变形曲线为弯曲型。
3.2 整体小开口剪力墙
这种剪力墙指的是洞口沿着竖向布置，布置的墙肢与连梁的刚度都比较均匀。这种剪力墙的洞口面积占墙体总面积的16%以上，但是仍然是小面积开洞墙体，受力性能主要通过整体悬臂进行考虑。与此同时，要充分考虑墙肢的局部弯矩，墙肢的轴力主要承担水平荷载作用弯矩，墙体自身的弯矩相对较小，弯矩图出现突变情况，但是无反弯点，截面上的正应力以直线分布，变形曲线为弯曲型。
3.3 联肢剪力墙
联肢剪力墙指的是洞口沿着竖向陈列布置，是一种洞口面积占墙体总面积的16%以上，连梁的刚度小于墙肢刚度的墙体。如果开有一列比较大的洞口的剪力墙是双肢剪力墙。而有多列洞口的剪力墙就是多肢剪力墙。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这一类剪力墙中，连梁会在一定程度上约束墙肢。墙肢弯矩出现突变与反弯点，墙肢的局部弯矩比较大，截面上的正应力并非直线分布，变形曲线仍然以弯曲型为主。
3.4 壁式框架剪力墙
这类剪力墙指的是洞口的尺寸比较大，连梁刚度与强制刚度接近的墙体结构。这一类剪力墙的受力特点主要表现为弯矩图在楼层处出现突变，并且大多数楼层都会出现反弯点。变形曲线以剪切型为主。
4 框架剪力墙结构设计优化
4.1 剪力墙位置与数量
框架剪力墙结构中剪力墙作为侧向刚度的主要承担者，应多方位的考虑枪神的布置情况以保证建筑的安全使用。具体设计措施如下：
4.1.1 剪力墙的位置设计
应在主轴上双向均匀布置，只在一个主轴设计容易造成结构扭转，不利于抗震；位置设计时还应考虑地震作用力，均匀布置剪力墙。剪力墙的具体位置一般设计在主体结构的外围及周边，以充分利用阳台、窗口的高连梁来加强侧向刚度，避免剪力墙的滥用。
设计时多长墙少短墙且轴压应相近，从而保证在位置上应扩大空间，不在较小的空间设计较多剪力墙；剪力墙的长度则要在合理范围内尽可能长且长度应尽可能接近，在减少剪力墙的数量的同时保证了剪力墙的延展性，建筑空间也更加灵活。
4.1.2 剪力墙数量的设计
设计时剪力墙要随建筑高度均匀变化。在高层住宅中，建筑底部的200nm厚剪力墙不宜过多，上部剪力墙数目再减少就会降低建筑的抗震性。因此设计时要根据整体布局多角度进行分析，合理设计厚度，根据建筑高度的增加使厚度均匀增加，并结合建筑底部的剪力墙数目，以确保剪力墙的刚度合适、刚度均匀变化，不会发生刚度过大、刚度突变问题。设计时剪力墙之间还要通过连梁与框架进行连接，形成完整的抗风抗震结构，防止独立剪力墙、半框架剪力墙等劣质墙体的出现。设计时设计人员应充分考虑墙体转折对边缘位置的影响，周密地进行计算。
4.2 框架结构的设计
在进行框架部分结构设计的时候，梁按双肢或多肢剪力墙设计，第三种在进行设计时应保证强剪弱弯，对于构件内力与位移的计算要考虑折减系数。对于剪力墙的边框梁、柱，楼层上的边框梁能够增加剪力墙的极限承载力，所以要设置边框梁，因建筑要求无法设置明梁的应该设置暗梁置于墙身内；框架柱能增加剪力墙的承载能力、稳定性，应将剪力墙的端部设计在框架柱截面内。
4.3 边缘构件设置要点
在对边缘构件进行设置时，要注意以下要点：(1)必须充分考虑到梁的约束作用，这时剪力墙的结构刚度特征值会增加，而自振周期T1减小，地震力也会增加，最终导致总底部的剪力增加。而剪力墙承担的剪力加大，导致除了底层外的墙弯矩减小。而框架承担的剪力降低，建筑物顶点的位移也会减小，但是层间的位移会增加。(2)而在对总剪力墙、总框架以总连梁内力进行计算后，要根据各构件刚度进行合理分配，确保构件控制断面内力计算的准确性。(3)为了有效减小建筑物层间位移转角情况，可以增加剪力墙的截面长度，可以加大翼柱以及翼墙。虽然增加剪力墙的数量以及厚度也可以减小层间位移转角，但是其施工成本会增加，经济性并不高，不建议采用这种方法。增加剪力墙的厚度的主要目的是控制剪力墙平面外的稳定性。
总而言之，随着经济水平的不断提高，建筑行业的发展十分迅速。但是在建筑行业发展过程中，只有对建筑工程的施工质量进行严格审查，才能够确保建筑等行业的稳定可持续发展。而剪力墙构造是高层建筑中的重要组成部分，剪力墙自身的施工质量以及设计科学性会直接影响建筑物的牢固性及安全性。因此，设计人员必须充分掌握剪力墙的受力特性以及破坏机理，充分发挥剪力墙的优势，选择科学合理的布置形式，确保剪力墙结构应用的合理性以及科学性。从而确保建筑物的整体施工质量，促进建筑行业的进一步发展。
参考文献
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论文作者:吴晓虹
论文发表刊物:《城镇建设》2019年 24期
论文发表时间:2020/3/4
标签：剪力墙论文; 刚度论文; 弯矩论文; 结构论文; 建筑论文; 墙体论文; 洞口论文; 《城镇建设》2019年 24期论文;