【摘 要】随着我国经济水平不断提高，城市人口越来越多，住房压力不断增加，城市建筑也相应的在增多，且出现很多高层建筑。本文针对于高层建筑结构设计情况，重点分析了高层建筑结构设计特点和剪力墙设计。
【关键词】高层建筑；结构设计特点；剪力墙设计
前言：
随着我国城市化进程的加快，农村人口及外地人口大量涌入城市，造成了城市住房压力大，在建筑行业发展的同时，要解决人们住房问题，建筑越来越趋向于高层，在高层建筑中，剪力墙结构是指剪力墙承担水平和竖向荷载作用力的结构，现阶段在我国高层建筑中使用广泛，也占据着我国高层建筑结构设计中的重要地位。
1 高层建筑结构的设计特点
为使高层建筑质量得到保证，首先对高层建筑的结构设计特点总结如下。
1.1 水平荷载
对于高层建筑来说，水平荷载是高层建筑结构设计中一个重要影响因素，设计人员应该增加对水平荷载的重视度。由于在高层建筑中竖直荷载一般不会发生改变，然而水平荷载会随着天气、风向、外界环境的变化而变化，在发生地震时，水平荷载也会有改变，除此之外，高层建筑自身会产生轴力和弯矩，这些是由于建筑具有重量造成的，同时与高层建筑高度构成正比。因此，设计人员在设计时，应该充分考虑到水平荷载对建筑的影响。
1.2 轴向变形
在高层建筑中，竖直荷载一般不变，而且与楼层高度有关，由于高层建筑楼层数量较多，所以高层建筑竖向荷载较大，容易造成建筑物产生较大的变形，影响建筑弯矩和建筑梁，这些影响还会造成端支座产生负弯矩或使跨中正弯矩数值发生改变[1]。因此，设计人员应该考虑到高层建筑轴向变形的特点，尽量避免轴向变形对建筑产生的影响，及时发现建筑轴向变形问题，并采取合理的方法及时进行调整，使建筑更为可靠安全。
1.3 结构延性
结构延性是高层建筑设计中必须重视的内容，一般情况下，高层建筑结构相对柔和，这会使高层建筑在发生地震时，建筑变形更加严重，甚至发生建筑倒塌的情况。要最大程度减小高层建筑受到的破坏，保证人们生命财产安全，就要使建筑具有相应的抗变形能力，提高高层建筑结构延性，能够使建筑物所承受的冲击能力得到提高。在设计时，设计人员要采取有效手段保证建筑延性符合标准，保证高层建筑物的质量。
2 高层建筑结构剪力墙设计
高层建筑中剪力墙是由墙肢和连梁共同组成的，具有很多优点，同时也被广泛应用于高层建筑中，因此要对剪力墙进行全面了解分析。
2.1 剪力墙设计基本要求和设计要点
剪力墙设计要求：在进行高层建筑剪力墙设计时，应该考虑到剪力墙设计尺寸，一般情况下，剪力墙厚度相对较小，宽和高较大，受力特点与建筑中的柱子受力特点相类似，但是剪力墙形状为板型。由于剪力墙受力特点与柱子相类似，因此，当剪力墙的长度与厚度相比小于等于4的时候，可以按照柱子进行剪力墙的设计，但是，当剪力墙长厚尺寸之比大于4时，剪力墙为双向受压，可以按照异形柱进行剪力墙设计[2]。同时剪力墙设计还应该满足建筑刚性要求，由于剪力墙不仅要受到水平方向的压力，还要受到竖直方向压力，在这种情况下，剪力墙能够作为嵌固在建筑底部的梁进行考虑，在大风或地震情况下，剪力墙必须满足建筑的刚性要求，以防建筑受到破坏而发生坍塌现象，影响人们居住安全。
剪力墙设计要点：一是应该合理设置高层建筑中剪力墙数量，避免由于剪力墙数量过多造成的工程资金材料浪费情况，同时也避免高层建筑结构主体重量太大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二是要对剪力墙厚度和长度进行合理控制，如控制不合理会造成墙肢承载力不能得到最有效利用。三是对剪力墙构造配筋应该规范合理，严格按照规范执行，保证剪力墙延性满足高层建筑标准。四是根据不同地区进行剪力墙设计，例如在地震效果较大地区设计时，只提高剪力墙结构抗侧刚度是不够的，会造成剪力墙结构设计成本增加，资金浪费。
2.2 剪力墙布置基本技巧
为保证高层建筑质量，使剪力墙设计符合规范要求，就要对剪力墙进行合理布置，一般情况下进行剪力墙布置时，应该按照建筑主轴方向进行剪力墙布置，但是在T型、巨型等其他建筑平面布置中，剪力墙应该按照两个轴线的方向进行布置。除此以外，在高层建筑中进行剪力墙布置时，要避免出现只有单侧有墙的情况，合理进行剪力墙布置，切忌越多越好的设计原则，由于不同地区地质情况不相同，天气也有不同，因此，应该根据实际情况实现剪力墙数量的合理设计[3]。要明确剪力墙的布置间距，使高层建筑结构质量中心与刚度中心相重合，避免结构出现逆转的可能。剪力墙合理的设置间距能够使建筑结构增加利用空间，使剪力墙抗侧力构件更好发挥作用，如果剪力墙布置间距不合理，间距过小会影响结构的经济合理，使建筑结构侧向刚度过大。高层建筑中剪力墙受力还会受到剪力墙上洞口大小的影响。要尽量避免在剪力墙中出现十字交叉墙上有三个或三个以上的洞口，保证剪力墙洞口能够上下对齐。除以上剪力墙布置技巧外，还不可将高层建筑的主梁的支承载在连梁上，主要是由于剪力墙连梁的承载能力相对较弱，刚性程度不强。
2.3 剪力墙各结构设计内容
剪力墙主要分为壁式框架、连梁、联肢墙、整体墙四种结构，下面分别对这四种剪力墙设计内容进行分析。
一是壁式框架结构。在对高层建筑进行剪力墙设计时，要全面考虑墙体所受的水平和竖向的力。对截面承载力进行计算时，设计人员应该按照偏压或偏拉的计算方式进行，专业计算人员应该对剪力墙局部受到的大荷载进行详细计算，发现问题及时解决，保证设计结构的整体稳定性和墙体的承载能力。
二是连梁结构。连梁是剪力墙中很重要的部分，不能缺少，它的作用是能够协调墙体。连梁能够使墙体的刚度提高，在设计时，连梁与墙之间的协调是剪力墙设计必不可少的部分，使剪力墙具有抗震性能、强度和刚度。在对连梁进行刚度调整计算时，不仅要保证剪力墙的刚度，还要保证高层建筑整体的抗震性，因此，设计人员应该将连梁的折减值控制在0.5到1.0范围内，使连梁状态达到最佳。
三是联肢墙。联肢墙梁钢度小于墙刚度小，一般情况下采用连梁进行连接，联肢墙能够起到明显的支撑作用。在进行联肢墙设计时，设计人员应该增加对墙的轴压比的重视，当剪力墙开洞大小较大时，墙肢会由于内力的作用而出现很多反弯点，为了避免连梁中部出现反弯点，在联肢墙设计时，要根据框架结构进行考虑，剪力墙受力特征与框架受力情况大致相同，与建筑的具体形态相结合，分析墙体内力分布情况和具体受力特点，使建筑配筋和建筑结构更加合理，保证高层建筑的质量。
四是整体强。整体墙的受力就像竖向的悬臂，类似于山墙、鱼骨较长式结构墙以及一般房屋的开洞墙，法向应线会呈现线性分布趋势，这种趋势一般发生在墙肢较长的情况下。为了提高高层建筑剪力墙墙体结构延性，在进行配筋时，要将竖向的钢筋设置在墙肢两侧，避免整体墙破坏形态出现偏心受压柱情况，同时，设计人员还要提高墙体截面底部组合内力的配筋率。
总结：
总之，随着我国经济水平的提高，城市化进程加快，城市建筑逐渐向高层建筑发展，由于高层建筑的结构特点，剪力墙在高层建筑中应用越来越广泛，为使其得到更好发展，应该增加对剪力墙的重视，保证高层建筑质量。
参考文献：
[1]徐家.框架剪力墙、剪力墙高层建筑结构优化设计探讨[J]. 中国住宅设施. 2016(06)
[2]殷晨杰.高层建筑剪力墙土木施工技术的应用研究[J]. 赤峰学院学报(自然科学版). 2016(13)
[3]申志灵,李凯峰.高层建筑剪力墙钢组合桁架连梁抗震性能的试验研究[J]. 四川水泥. 2016(07)
论文作者:吴海明
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/9
标签：剪力墙论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 荷载论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 延性论文; 《低碳地产》2016年9月第17期论文;