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摘要：随着国民经济的不断发展，高层建筑的数量也在逐年增多，其结构也越来越复杂，这些都给建筑结构的设计工作带来了一定的难度。在高层建筑的建设中混凝土剪力墙的结构设计是一个非常重要的部分，其直接影响着建筑物的抗震性、延展性。本文就对高层建筑剪力墙结构的设计进行了深入的探讨。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；设计；抗震性能
随着城市发展速度的加快，高层建筑逐渐增多，为了更好的满足高层建筑在抗震性能方面的要求，就需要对新的结构形式进行完善，近些年来，大量的高层建筑在结构的设计上均采用了剪力墙结构。剪力墙结构是由纵、横钢筋混凝土墙来承受竖向荷载以及抵抗的侧向力，通过对其结构进行合理的设计能够获得更好的抗震性能，能够有效避免梁柱在室内空间的露出，保证了建筑空间的美观性，使其使用起来更加的方便，因此，加强对高层建筑混凝土剪力墙结构设计的研究分析对高层建筑具有非常重要的意义。
1、剪力墙结构设计的原则
在高层建筑的结构设计中，设计人员大都采用了剪力墙结构，对其进行分析后发现，这种剪力墙结构的刚度比较大，并且还有抗侧向拉伸的特点。正是由于这些特点，当建筑在轻微的震荡中就会产生一定的弹性和刚度，最大程度的降低了建筑在震荡中的受损程度。当发生较大的震荡时，结构的下连梁会消耗，并吸收掉一些地震的剪力，并通过塑性铰变形对受到的力进行消耗，通过此来降低自身结构的刚度，有效地降低了低了地震对建筑造成的危害。在高层建筑中，对剪力墙结构的设计就是要在不降低建筑质量的同时还要降低建筑自身的刚度，并以此来提高建筑的抗震能力。但是虽然剪力墙结构具有这些性能，但是如果毫无原则的乱用，不但起不到抗震的效果，还会提高建筑的建设的成本。所以，在对高层建筑结构进行设计的过程中，应与实际情况结合起来，对剪力墙的刚度与结构进行合理的控制，促进了高层建筑质量与经济效益的共存。
2、剪力墙结构的设计
通过对大量的7度抗震能力的高层建筑数据进行分析后可发现，在对高层建筑剪力墙结构进行设计的过程中，钢筋的面积对剪力墙的使用性能有着非常大的影响，一般情况下，剪力墙的自身含钢占到了45%～60%，其边缘结构的含钢量为30%～45%。所以，从这方面来看，对剪力墙的设计还直接影响着建筑工程的成本，设计人员应在不降低建筑质量与性能的基础上，减少墙体和边缘中对钢材的使用量。
2.1加强边缘结构，将结构中部适当的减弱
在设计高层建筑剪力墙结构时，应通过在建筑主体结构的外围或者是周边，增加一些阳台、窗户等的高连梁，通过此高连梁来增加建筑本身的刚度。在实际的建筑工程设计中，设计人员要尽量减少对剪力墙的设置数量，这样不但能够提高建筑主体结构的扭刚度，还给建筑结构的位移比与周期比的调整提供了便利的条件，进而提高了建筑外墙的防水功能。
2.2减少复杂形状以及结构转折的设计
设计人员在依据建筑图纸进行设计的过程中，要依据建筑图纸对建筑结构的剪力墙进行合理的布置，如依据墙体转折对边缘部件的影响，尽可能的降低墙体中暗柱的数量，如果非要设置暗柱，则也要尽量减少暗柱的体积，这样能够有效避免大暗柱的出现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般来说，在电梯井中都会出现较大体积的暗柱，这就要求设计人员做好精密的打算，躲避电梯井中小墙垛与短横墙的设置，从另外一个方面来说，最大限度的减少复杂形状以及结构转折的设计，减少墙体边缘构件在钢材方面的使用量。
2.3各个墙肢的轴压应相接近
在高层建筑的剪力墙结构设计中，设计人员应考虑将连梁与框架应用在剪力墙结构中，通过连梁和框架将两个建筑的轻体连接起来，对剪力墙的结构进行了健全，使其更加完整，这样才能形成一个统一、完整、抗风性能强、抗震性能优的建筑结构。不但如此，这样所设计出来的建筑剪力墙还能够有效避免独立墙，半框架等结构的出现，对提高高层建筑整体的刚度和抗震性能等均有极好的效果。与此同时，在建筑空间内适当的设置剪力墙结构，能够有效满足建筑空间位移角的基本要求。因此，设计人员在对剪力墙以及施工图纸进行初步设计时，不但要从多个角度对其结构进行全方位的分析，还要当剪力墙数量增加之后，最大程度提升剪力墙的刚度。
2.4根据建筑的高度对剪力墙的结构进行调整
在高层建筑剪力墙结构设计中，剪力墙的结构要随着高度而均匀的变化，但是在建筑的底部，不应设置过多的较厚的剪力墙，而建筑的上部结构中也应减少剪力墙的设置数量，这样也会在很大程度上提高建筑的刚度，进而降低建筑的抗震能力。对于此，在建筑剪力墙结构的设计中，相关的设计人员也要对建筑底部剪力墙设置的数量进行周密的考虑，并在此基础上对剪力墙的厚度进行合理的安排，保证建筑剪力墙的厚度要随着建筑物高度的变化而均匀的变化，保证剪力墙的刚度能够均匀的变化进而达到适中的状态，这种剪力墙的设计方式有效的避免了剪力墙的刚度过大以及刚度突变的情况，进而为高层建筑更好的满足人们的需求做好了保障。
2.5多设计长墙，少设计短墙
在对高层建筑剪力墙结构进行设计的过程中，还要依据纵横承重进行，在隔墙的位置设置剪力墙，其保证了纵横的均匀受力，与此同时，还要考虑在不超限的情况下将剪力墙的尽可能的加长，但是在此过程中要尽量减少在狭窄空间内设置剪力墙的数量，在提高建筑结构强度的同时，保证建筑的抗震性能。另外，还可以适当的加长剪力墙墙肢的强度，减少剪力墙的数量，提高建筑整体结构的刚度，使建筑内的空间表现的更加灵活。
在实际的高层建筑剪力墙结构设计中，墙肢的轴压比和剪跨比直接影响着建筑剪力墙结构的延展性。当轴压比在正常的范围内时，剪跨比的值低于2时，建筑的剪力墙结构就会出现极大的破坏，对于此，设计人员在设计中一定要全面的考虑到。除此以外，设计人员在设计中还应注意，在高层建筑剪力墙结构的设计中，由于整个建筑是一个大的单元，在设置剪力墙时要避免墙肢过长，这是因为在一个大的单元结构中，当墙的墙肢长于墙体时，长度过长的墙体就会承受比较大的承载力，导致轴压比超限，对墙体的延展性造成了较大的影响。从另外一个方面来看，当墙体过长时，其刚度就会过大，这样该墙体就会承受大部分单元的地震力，当发生地震时，这个墙体也就会最先被破坏，进而造成其他的剪力墙结构遭到破坏，并且墙体的墙肢过长，也会导致建筑内部刚度以及荷载的分布出现不均匀的状态，减弱了高层建筑的抗震能力，严重时还会出现建筑墙体的倒塌。
3、结束语
总之，在高层建筑剪力墙结构的设计中，设计人员在降低建筑工程设计成本的同时，还需要对建筑的结构进行不断的优化，设置合理的建筑框架剪力墙结构，保证建筑成本的最低化以及建筑功能的完整性，更好的满足人们对高层建筑质量的需求以及建筑在延展性、抗震性等方面的要求，进而建设出品质、质量、性能、效益等全优的高层建筑。
参考文献：
[1]徐文斌.框架剪力墙结构建筑施工技术浅述[J].居舍,2018(31):75+90.
[2]李志飞.高层建筑框架剪力墙结构设计探究[J].建材与装饰,2018(35):80.
[3]黄起成.高层住宅框架剪力墙结构设计[J].河南建材,2018(02):207-208.
论文作者:钱晓康
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/16
标签：剪力墙论文; 结构论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 墙体论文; 设计人员论文; 《防护工程》2018年第31期论文;