广东江门 529000
摘要：近几年来，随着城市化进程的加快，为了提高高层建筑整体的承载能力、抗风抗震性能以及耐用性，剪力墙结构的设计和应用受到了建筑企业的高度重视。剪力墙结构的抗侧刚度较大，可以有效的抵抗水平剪力，同时具有较好的抗弯性能和抗竖向压力，从而能有效的抵抗各种自然灾害对建筑物的破坏。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；结构设计
引言
随着我国科技经济的飞速发展，高层建筑的发展已经成为一个城市乃至一个国家发展的主要象征，因此对高层建筑的设计要求也逐渐升高，所以，如何提高我国大型建筑质量和安全是人民所关注的热点。目前，剪力墙结构是我国高层建筑中应用最广泛的结构类型，剪力墙结构广泛的应用提高了我国大型建筑实现的可能性，使我国建筑业取得了突飞猛进的发展。因此，我们要设计更好的剪力墙结构，从而提高高层建筑工程的整体质量，使我国建筑业的发展更上一层楼。
1剪力墙结构设计的基本原则
1.1调整剪力墙的整体布置
剪力墙结构应具有适宜的侧向刚度。平面布置宜简单、规则，宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置，两个方向的侧向刚度不宜相差过大，不应采用仅单向有墙的结构布置。剪力墙应自下到上连续布置，避免刚度突变，门窗洞口宜上下对齐，成列布置。剪力墙宜在整个平面内均匀对称布置，提高结构的抗扭能力。
1.2调整楼层间最大位移与层高的比例
剪力墙结构在计算最大楼层的位移时，一般不扣除结构的整体弯曲变形所产生的楼层水平绝对位移值。但当H/B＞6时，结构的整体弯曲变形所产生的楼层水平绝对位移值占计算的层间位移的比例较大，应扣除较合理。同时应计入扭转变形的影响。高层建筑中，楼层间的剪切变形和扭转变形是需要重点考虑的。通常，通过竖向构件的刚度来计算结构的变形，然而在实际工程中，所有竖向构件的总刚度可以满足变形要求，但由于构件平面布置的不合理从而发生扭转变形，则楼层间的位移就不能达到工程的要求。因此，高层建筑的竖向构件应布置合理，尽量减少扭转变形，使竖向构件在尽可能少的情况下满足位于的要求。
1.3控制短肢剪力墙的数量
在设计剪力墙结构时，短肢剪力墙可能有较多楼层的墙肢会出现反弯点，受力特点类似于异形柱，又承担较大的轴力与剪力，抗震性能较差，为安全起见，短肢剪力墙布置不宜过多，不应采用全部为短肢剪力墙的结构。一般规定，短肢剪力墙承担的倾覆力矩不宜大于结构底部总倾覆力矩的50%，最好控制在30%以内。同时，对于短肢剪力墙结构，应采取加强措施。
1.4调整剪力墙结构的连梁超限
根据相关规定，剪力墙结构连梁的跨高比要合理，如果跨高比较小的话，就会产生剪力过大的现象，一般情况下，跨高比不宜小于2.5。当连梁的跨高比小于2.5时，可以较大幅度的折减连梁的刚度从而减小连梁的剪力，同时，可以采用配置斜向交叉钢筋、集中对角斜筋、对角暗撑等配筋形式提高连梁在剪压破坏时的延性。
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2高层建筑剪力墙结构设计要点
2.1剪力墙的合理布置
实际工程中，考虑墙的高宽比、墙厚、层高等因素，可以把剪力墙分为一般剪力墙、短肢剪力墙、柱型剪力墙。在实际工程中，结合建筑布局，应合理的布置剪力墙，特别是较高的建筑，尽量布置一般剪力墙，少布置短肢剪力墙和柱型剪力墙，当布置短肢剪力墙和柱型剪力墙时，对其承载力应留有足够的余地，以提高结构的抗震性能，并降低综合造价。另一方面，结合建筑布局，剪力墙的布置应尽量规则，避免出现薄弱位置以及对扭转效应过于敏感，应具有必要的承载能力，刚度和延性。避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承载重力荷载，风荷载和地震作用的能力。
2.2明确剪力墙厚度和数量
（1）确定厚度。依据以往相关工程经验，国家相关规范对不同部位，不同抗震等级下的剪力墙厚度的最小值做出了规定。因此，在进行剪力墙结构设计时应注意，剪力墙不能取的太薄，其目的主要是为了保证剪力墙的平面外刚度和稳定性。在确定剪力墙的厚度时，规范规定的最小厚度是其最基本的保障，不容突破，在满足最小厚度的同时，还应根据层高、剪力墙的不同支撑方式等计算剪力墙的稳定性，用以确定合理的剪力墙厚度。除此之外，剪力墙还应满足受剪截面限制条件，剪力墙正截面受压承载力要求以及剪力墙轴压比限值要求。（2）确定剪力墙数量。剪力墙数量的科学选择要结合容许位移进行确定。高层建筑的剪力墙结构楼层层间最大位移与层高的比值不能大于1/1000，通常情况下，通过控制建筑物的位移角来确定结构的侧向刚度，通过剪力墙的数量来控制结构的侧向刚度。位移角作为刚度控制指标，通常选择其来判断剪力墙的数量是否满足刚度要求。
2.3单面超长剪力墙结构的整治
近年来，随着大型建筑工程的增多，许多建筑工程都采用现浇剪力墙结构，特别对于一些高大建筑，由于需要的刚度大，就会出现单片剪力墙过长的现象。对于一些超长的剪力墙，受弯后产生的裂缝会比较大，墙体的配筋容易拉断，同时，超长的剪力墙延性不足，不容易设计成具有延性的弯曲破坏剪力墙。对于超长剪力墙，一般采剪力墙开洞的办法，设置约束弯矩较小的弱连梁，把长墙分割成延性较好的独立墙肢，一般单片剪力墙不宜超过8米。值得注意的是，超长剪力墙开洞宜避免形成偏心受拉状态，特别应避免出现小偏心受啦墙肢，防止墙肢出现水平通缝而大大削弱其抗剪承载力。
2.4剪力墙结构抗震性能的设计
高层建筑中剪力墙结构的设计对抗震能力起着关键性作用，剪力墙水平方向的刚性强度比较大，完全可以抵制小型地震。随着高层建筑刚性强度的增加，它的抗震能力也随着增加，但是成本投入也比较大，因此我们要对高层建筑进行合理的设计，争取做到“低消耗、高效益”。接下来就从这两个方面来提高抗震能力：①控制剪力墙结构水平方向的位移；水平方向的位移要满足高层建筑规定的位移限制值。②地震力的控制；当地震力较小的时候，剪力墙结构的抗震能力和结构位移值会出现满足要求的假象，因此只有底部剪力满足要求的情况下，对位移、内力、配筋进行合理的设置才有意义，同时还要调整剪力墙结构底部的剪力系数，只有深入了解剪力墙结构的设计，才能全面提高高层建筑的实用性。
2.5调整建筑物楼层和楼层之间的最大位移比例
一般的建筑设计在楼层和楼层之间都有对于扭转弯曲和剪切弯曲的处置方案。在对建筑物的剪切弯曲进行处理的过程中，要注意对塑向配件的使用量进行规范，如果管控不够到位，就可能导致剪力墙中剪重占比太大，导致剪力墙不符合设计要求和设计规范，还可能导致相邻两层之间的扭转弯曲和剪切弯曲程度加大，出现楼层之间的相对位移现象，影响建筑物的整体质量。所以，降低关键楼层之间的扭转弯曲和剪切弯曲十分重要。
2.6连梁优化设计
在高层建筑剪力墙结构中，具有增加抗震效果的构件就是连梁，其产生作用的原理是依据消耗震能来控制破坏的力度。若是连梁受到影响，其他的抗震结构势必也会产生变化，这对整体结构体系而言是重要的影响因素。因此，在高层建筑框架剪力墙结构设计工作中，要对连梁实施强剪弱弯的控制，并确保这项工作是受到损坏后进行的。在人为操作连梁纵筋工艺的过程中，要确保其确实达到强剪弱弯目标的基础上落实的，因为只注重增加箍筋是难以达到工作要求的，而且若是连梁不能达到管理要求的情况下提升箍筋，很容易让连梁在没有展现作用前就受到损坏。
结束语
综上所述，在高层建筑结构设计中，选用剪力墙结构，必须经过反复优化设计，才能够确定最终的方案，最大程度上保障建筑物结构设计的合理性。这需要设计人员能够遵循设计要求，做好优化设计要点的有效把控。
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论文作者:吴旗英
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/14
标签：剪力墙论文; 结构论文; 位移论文; 刚度论文; 高层建筑论文; 楼层论文; 弯曲论文; 《防护工程》2018年第30期论文;