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【摘 要】本文就高层建筑结构设计中剪力墙设计的相关内容进行论述，结合实际工程案例，分析高层建筑结构剪力墙设计的一般思路，剪力墙设计作为结构设计中重要的一部分，其设计的规范、合理程度将直接影响到整个建筑项目的安全稳定以及建设单位的经济效益，所以对剪力墙进行科学规范设计是必不可少的。
【关键词】高层建筑；建筑结构；结构设计；剪力墙设计
引言
剪力墙是高层建筑结构体系中的重要组成部分，对建筑结构稳定性产生重要影响，做好高层建筑结构设计中剪力墙设计的质量控制工作具有一定的实际意义。从当前剪力墙结构设计现状来看，受设计思想、建筑项目特殊要求等诸多因素影响，设计人员难以有效控制剪力墙设计的整体质量，留下风险隐患。因此要重视对高层建筑结构设计中剪力墙设计的讨论，为全面提高高层建筑质量奠定基础。
一、剪力墙设计简析
剪力墙设计工作有着很强的系统性，在设计的概念、类别、原理等诸多方面都可以看出本文针对几个重点方面，分析了剪力墙设计工作。
（一）设计概念
剪力墙设计的设计理念是独立的，工作人员一般还将其称作抗风墙、抗震墙或者结构墙。进行建筑工程的施工时，剪力墙能够分担大部分的风荷载和地震产生的水平荷裁，设计工作者开展剪力墙的设计工作时，有几点需要注意的：①测量准确各方面数据，使墙体水平、垂直方向上的作用力以及墙体整体结构作用力符合墙体承受范围，②准确计算墙体的正截面承载力。⑧分析验算斜栽面承受的剪承载力。经过精确计算后，能整体提高剪力墙的荷载水平，使其在建筑工程中发挥更好的作用。
（二）设计类别
剪力墙的设计类别体现了它的鲜明特征，比如：在开洞工作中必须排列整齐、上下一致，要突出墙肢以及连梁，并保证墙肢刚度的一致性。要将建筑的力都集中在梁突变的位置，还要确保墙肢高度内不存在反弯点不仅如此，由于实体墙上没有开洞、不存在开洞面积，所以其受力形式就是弯矩图，并保证其形变均为弯曲型形变，避免产生反弯点。此外，进行剪力墙的设计工作时，一定要确保剪力墙的规格与有关规定相符。
（三）我国相关规定对高层建筑的剪力墙参数提出了明确要求
当剪力墙结构的地震等级达到8度时，剪力墙抗震等级要大于等于2级。在这一规定的影响下，相关单位在开展剪力墙结构设计中，要保证剪力墙墙底的部分墙体厚度超过200mm。
二、剪力墙设计实际问题分析
（一）工程概况
某项目是整体建筑高度约为74.16m，地上建筑结构为25层，还设有两层的地下储藏室，工程等级为一级。在方案设计时，该建筑项目采取框架-剪力墙结构与剪力墙结构两种方案，考虑到建筑的主要功能为住宅楼，盲目增加框架柱会影响室内的整体空间结构，因此在最后设计决策中，决定采取剪力墙结构。
（二）剪力墙布置方案
在该项目中，剪力墙布置方案主要考虑了剪力墙的数量、剪力墙参数、布置位置等多种问题，而在考虑建筑结构经济性的基础上，其底部肩梁截面总面积约为楼层面积比的8.3％。同时，由于住宅建筑结构特点十分明显：受建筑外观、使用功能等多种因素影响，建筑在结构设计中采取了不规则的平面结构设计形式，并且竖向位置上因为下部缺乏足够的大空间部位导致剪力墙会以连续的形式从下而上连续分布。针对这一要求，该项目在剪力墙平面布置设计过程中，适当地增减左右剪力墙与轴线上下剪力墙的尺寸，实现对结构扭转参数的控制。
（三）建筑材料
建筑材料作为影响施工质量的重要因素，其质量对建筑整体质量产生重要影响。因此在该项目设计环节中，设计单位高度重视对原材料相关内容的控制。
1.总体设计思想
由于高层建筑混凝土结构需采用高性能的混凝土与钢筋，但考虑建筑结构安全性等因素后，设计人员确定了以下主要设计思路：通过采取高强度混凝土控制建筑柱截面面积、通过高强度钢筋减少配筋量。在该思想的指导下，设计人员在设计环节中尽量选择能满足强度、塑性、均质性等要求的施工原材料。
2.混凝土设计
由于混凝土强度变化会影响结构自重、原材料使用率等诸多问题，并且使用强度过低的混凝土会导致建筑内有效面积降低，一定程度上影响建筑的整体功能。我国JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中对混凝土的相关参数水平提出明确要求：高层建筑结构的主要承重构件要使用强度不低于C20的混凝土，且最高混凝土强度不应大于C60。在相关规定的指导下，设计人员进一步完善了该项目剪力墙的混凝土等级水平。
3.钢筋材料设计
该项目在钢筋设计中，优先选择抗压强度等级高、可焊性能良好的钢筋，并且在施工过程中始终遵循“承载力相等”的原则展开钢筋配置。同时在最小配筋率选择中，以强制的规范要求对钢筋设计参数进行确定，保证替换钢筋数量的科学性。
（四）荷载计算
对高层建筑而言，除受到自重荷载的影响外，还有可能受到其他荷载作用的影响，例如屋面荷载、风荷载等，这些荷载都会对建筑结构的整体质量产生影响。本文选取该建筑结构设计中的几种荷载计算内容，对其荷载计算问题进行阐述。
1.风荷载计算
众所周知，风荷载对高层建筑整体参数的影响十分明显，因此在剪力墙结构设计中要予以高度重视。该工程项目根据GB5009-2012《建筑结构荷载规范》的相关内容展开风荷载处理分析，取当地工程基本风压为0.35KN／m的标准值。
2.楼面荷载计算
项目的楼面荷载问题主要是根据建筑方案的计算方案的计算参数进行分析处理的。
（五）设计结果分析
项目在剪力墙施工中，严格按照设计图纸的相关标准展开施工，并针对设计图纸中的不清晰问题及时与设计人员取得联系。从后期监理结果显示，该项目的剪力墙质量水平良好，能有效满足该建筑承重的要求。
三、剪力墙结构的厚度和配筋问题
（一）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混凝土出现裂缝，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。
（二）墙的竖向钢筋主要起抗弯作用
目前在一些多层低高层剪力墙中电算结果多为构造配筋；但配筋时所取的配筋率有人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋，竖向最小配筋率应该包括边缘构件中的钢筋，墙肢的竖向配筋原则也应该尽量将钢筋布置在墙端部边缘区并保证钢筋间距≤300mm，也应该注意防止竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度，对抗震不利。
（三）剪力墙结构墙体配筋的优化设计
关于墙体配筋在剪力墙结构中的优化设计，第一步要做的工作就是选择优质的材料，其中钢筋材料的选择是重中之重，选择质优的钢筋需要检查钢筋的各种合格证明，这是钢筋进场前的首要工作，符合要求的钢筋才可以进入施工场地，剪力墙结构墙体配筋大多数需要把垂直钢筋安置在里面，水平钢筋安置在外面这是因为地底下的墙体配筋相对于其他部分较多，而且地下水压和土压造成的压力较强，剪力墙结构的配筋通常符合建议标准和工程测算的最小配筋率即可。依据实际现状制定的剪力墙优化设计能够较好的减少投资成本。
四、结语
总之，在高层建筑剪力墙设计过程中，需要严格遵照相应的施工质量控制标准展开管理，并结合工程的具体要求进行控制通过实现全范围内的建筑施工设计质量管理，保证建筑剪力墙结构质量，为强化建筑整体性能奠定基础。
参考文献：
[1]冯运琴.高层建筑剪力墙结构连粱设计中的问题[J].科技咨询（建筑科学）.2013（18）
[2]夏卓文.高层建筑结构设计特点与剪力墙设计[J].住宅科技（规划设计）.2007（2），
[3]秦艳，焦雏.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].科技向导2011（27）.
论文作者:李国名 金明
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/11/11
标签：剪力墙论文; 荷载论文; 钢筋论文; 建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑结构论文; 《低碳地产》2016年13期论文;