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【摘 要】剪力墙结构设计成为高层建筑工程的重要组成部分，良好的剪力墙结构设计不仅有利于充分发挥剪力墙的重要作用，还有利于保障建筑工程的质量，更能有效的节约成本。在进行剪力墙结构设计时，一定要与实际情况相结合，利用先进的科学技术进行合理设计布局，将剪力墙设计结构功能有效的发挥出来。文章主要对高层建筑中剪力墙结构设计要点进行了分析探讨。
【关键词】建筑结构；剪力墙；结构设计
引言
剪力墙结构具有刚度大、整体性强、用钢小等优点，被广泛的应用于高层建筑当中，但是其本身也有不足之处，由于剪力墙具有较大的抗侧刚度，因此会引发较大的地震反应。剪力墙结构中的各墙肢的轴压通常不大，从而导致不能充分发挥各墙肢的承载力。因此在进行高层建筑剪力墙结构设计时，应该充分发挥剪力墙本身的优势，克服不足之处，从而进一步完善设计环节。
1剪力墙结构概述
剪力墙结构是建筑的主要承载部分，并且还是承担地震、风等传递水平载荷导致的轴力、剪力以及弯矩等结构构件，同时也是建筑的分隔墙和围护墙，所以在设计剪力墙的过程中，应该满足建筑物的结构布局和平面布局，剪力墙结构的开间相对较小，高层建筑的楼层盖板通常选用现浇的混凝土结构平板，这样，其空间结构的利用率更高，能够有效节约建筑的层高。剪力墙结构的整体性和空间作用都非常好，并且具有很强的承载性能和抗侧力性能，因此，许多高层建筑都采用剪力墙结构。但是，剪力墙结构也具有许多缺点，例如建筑物的布置方案相对固定、不灵活，空间间距有很大的限制，不适合空间较大的建筑，而适用于高层的小空间建筑以及住宅等。
2剪力墙结构设计应遵循的原则
2.1剪力墙连梁超限的调整原则
在剪力墙进行设计过程中，要对连梁的跨高有所掌握，严格控制好剪力墙与弯矩之间的最大规定范围，通常情况下，剪力墙与连梁之间的跨度比在2.5 左右之间，如若是连梁过高就要对具体施工框架梁设计进行具体分析，减少因不规范跨度比的出现而影响整个剪力墙的建筑质量。
2.2层间层高比和最大位移的优化设计
根据相关的规定，在计算多遇地震作用标准值产生的楼层最大的弹性层间位移时，除了以弯曲变形为主的高层建筑之外，通常不扣除结构整体弯矩变形，并计入扭转变形。因此，对于高层建筑来说，重点应该控制楼层间的扭转变形和剪切变形。通过控制竖向构件的数量能够控制剪切变形，单数竖向构件如果布置得不合理，同样会造成较大的扭转变形，因此，在高层建筑中，应该尽可能地降低扭转变形，不能不经过分析就随意增加竖向构件的刚度。
2.3楼层最小剪力系数的优化设计
在满足短肢建立墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩小于40%的条件下，应该尽量减少剪力墙，以大开间剪力墙布置方案为目标，使楼层最小剪力系数接近于规范限制。这样不仅能够增大剪力墙结构的侧向刚度，还能够有效降低结构的自重，降低地震作用对建筑的影响和工程成本。
3高层建筑中剪力墙结构设计
3.1剪力墙平面布置设计
在对剪力墙进行平面布置时，要尽可能地按照均匀对称的原则，使墙面结构的质量中心和刚度中心达到完全重合，从而减少扭矩，内外剪力墙要尽量进行拉通和对直，减少不均衡作用力的产生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，剪力墙最好可以沿着主轴的走向，进行双向或多项布置；对抗震功能进行设计时，要尽可能避免出现单向墙的设计模式，保证剪力墙的功能可以得到充分发挥；为了确保建筑质量和安全，减少施工成本，剪力墙在进行结构设计时，其抗侧力的刚度不应过大，如果抗侧力的刚度过大，会导致震力过大，墙体自身的重力也会随之增大。在设计剪力墙肢截面的时候，尽量达到规则、简单、竖直刚度均匀等要求。
3.2剪力墙中大墙肢处理
剪力墙结构设计从一定意义上而言，具有其自身结构的延伸性优势，对此施工过程中必须充分发挥其效用。这对于整体结构而言有着至关重要的影响，在一般情况下，在对剪力墙进行结构设计时，极易将其设计为高状结构的剪力墙，这种墙体结构的出现对整个墙体的质量都有影响，所以设计中，要依据实际施工需要进行设计调整，避免其此情况的出现。当墙段长度较小时在受弯处就会极易出现裂缝的情况，从剪力墙作用而言，它质量的好坏将对整个墙体配筋的支撑力起到至关重要的影响。所以，为了有效避免这种情况的出现，就要对其进行施工留洞，待施工完成后可以对其进行填筑，从而有效的将长墙变成短墙。或是在设计过程中就可以依据结构实际情况进行设计然后预留洞，通过计算的方式也能增强短墙肢的承受力。
3.3剪力墙结构的墙体配筋控制
在进行剪力墙结构设计时，必须充分考虑整个建筑结构的设计安全及工程的经济效益，对于剪力墙而言，其设计不仅仅涉及到整个墙体的建筑质量，更与墙体内部的钢筋设置有着密切关系。通常情况下，在设计时必须将竖向钢筋放置在剪力墙内，但同时需要注意钢筋的配筋率必须满足设计及质量要求。
3.4强度与性能的设计
提升强度与性能是建筑工程结构设计中的剪力墙设计的重中之重。根据我国相关机构出台的《高规》中所规定，在建筑工程的设计、施工过程中一般的剪力墙的水平和竖向分布筋的配筋率都应当得到可靠的保障，即对于非抗震设计和四级抗震设计时这一数据应当在 0.20%之上，与此相对应的则是，当对于一、二、三级抗震情况的建筑工程设计时，设计人员应当确保这一数据不小于0.25%，从而能够促进建筑工程抗震强度与自身性能的有效提升。除此之外，在提升强度与性能的过程中设计人员还应当遵循《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》中的相关规定，即通过约束边缘和构造边缘的剪力墙构件来促进矩形截面剪力墙的极限承载力能够优化40%以上，并且促进其抗震能力得到20%左右的提升，最终促进建筑工程结构设计中的剪力墙设计合理性的不断进步。
3.5延伸性处理及设计
延伸性处理是建筑工程结构设计中的剪力墙设计的核心内容之一。通常来说由于剪力墙的结构自身存在着较大的延伸性，因此这意味着在进行剪力墙的设计和施工过程中其也当具备相应程度的延伸特性，这将会直接影响到剪力墙结构的整体性和耐久性。除此之外，在延伸性处理的过程中为了有效的避免剪力墙结构中出现相应的破坏问题，在进行剪力墙设计时设计人员应当确保其能够满足承载力的相应要求，并且通过均匀、对称、上下连贯的设计方法的有效应用来促进其整体支撑效果的有效提升，最终在此基础上促进建筑工程结构设计中的剪力墙设计可靠性的不断进步。
结束语
综上所述，科学合理的剪力墙设计更加符合现代建筑设计的发展要求，并在一定程度上能够满足人们对于建筑的使用，更为重要的是剪力墙设计充分发挥了其优势提高了建筑设计质量，对于建筑行业的长久发展有着至关重要的意义。但就现阶段而言，我国剪力墙设计的应用还存在着诸多问题需要结合实际加以解决，从而不断进行探索，为建筑工程的可持续发展提高更多的质量保障及基础完善措施。
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论文作者:郭伟
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第5期
论文发表时间:2016/8/24
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 建筑论文; 建筑工程论文; 《低碳地产》2015年第5期论文;