摘要：剪力墙作为高层民用建筑的一个重要结构，它设计是否合理关系到整个建筑结构安全性和防震性，所以一定要合理设计剪力墙。在设计时一定要根据建筑的实际情况选择合适的剪力墙设计方案，设计合理的门洞、过渡层、剪力墙平面，并且选择合适的边缘构建，严格遵循相应的剪力墙设计原则，进而保障建筑结构能够承受相应的荷载和水平压力，充分发挥其建筑结构的坚固性，为居民提供安全的住房环境。
关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计；优化措施
引言
伴随着城镇化不断的提高，我国剪力墙结构在高层建筑结构设计中，也得到了广泛的应用，从设计人员角度出发，需要先考虑到剪力墙结构的内部协调问题，力求使建筑结构中各个构件在重力荷载、水平荷载以及其他非荷载效应下手里都比较均匀，使结构构件都能处于良好的工作状态，都能充分发挥作用，才是一个好的高层建筑结构设计，从而使剪力墙结构设计更加经济有效合理安全的目的。
1高层民用建筑剪力墙结构的设计特点
1.1剪力墙结构的设计特点
高层民用建筑结构受力具有轴向变形、侧移控制、结构延性和水平荷载等几个主要特征，在进行高层民用建筑剪力墙结构设计时应该保证其具有以下特点：结构自重大、抗侧刚度大、侧移小、吸收性能较好、能够减弱地震带来的冲击等。一般来说，高层民用建筑的剪力墙结构的高度和厚度都较大，抗剪切力的机械强度在荷载下的能量消耗较小，所以在对二十层以上的高层民用建筑进行设计时可以以全截面抗弯为依据来计算剪力墙截面弯曲破坏的最大极限承载力，可以知道洞口越小，剪力墙的整性能就越好。另外，这种设计下的剪力墙还能对整体的空间结构进行合理划分，使室内的框架结构变得更加简洁美观。但是要注意的是，剪力墙结构是混凝土构件，也就是说它本身是有一定的重量的，这就很容易在地震时引发严重的地震反应，并且剪力墙的结构还有一定的抗侧刚度使地震时的反应进一步加大，进而在一定程度上使得建造费用增加，所以在实际的建造中应先对剪切力的结构特点有一个清楚的了解，把握好高层民用建筑剪力墙结构设计的特点。
1.2剪力墙结构的分类
剪力墙的结构设计和实际的建筑结构和施工特点有关，根据上述特点才能决定是否有开洞的必要，如过在设计当中确定需要开洞，那相关的施工人员就要考虑所开洞的大小，并且根据洞开与否和其实际的大小我们可以将剪力墙分为以下几种类型：实体墙、整体小开口剪力墙、多肢或多肢剪力墙、壁墙框架。其中实体墙就是开洞面积较小或者不开洞的墙，它的受力特点主要就是没有突变也没有反弯点，它是以弯曲型为主。整体小开口剪力墙就是指洞的面积大于百分之十五但是开洞面积仍然较小的墙，这种墙的受力特点就是弯矩图发生突变，但是整个高度上没有反弯点或者是只有个别的地方有反弯点。多肢或多肢剪力墙就是指洞面积较大的墙，这种墙的受力特点和前面说的整体小开口剪力墙的特点大致相似。壁式框架相比于前面两种它的洞口面积还是比较大的，弯矩图在楼层出发生突变，并且在很多楼层处都出现反弯点。
2剪力墙结构在设计中需要注意的问题
首先，剪力墙设计时要先合理的进行概念设计，从宏观上解决结构设计中存在的问题，要做好相应的结构布置方案，以此创造对抗震有利的条件。纯剪力墙住宅中，为满足建筑专业使用功能需要，结构梁和剪力墙的布置就受到比较大的限制，能不能在结构受力合理并满足建筑美观之间找到一个平衡点，这个就要靠结构工程师的工程经验和聪明智慧。其次，建筑转角窗的设置对结构设计带来了难题。转角窗以它室内视角开阔，室外立面造型丰富的优点，在建筑设计中大量应用。但是转角窗的设置破坏了结构的整体性，削弱了结构的抗扭转能力。应采取局部加强的措施，弥补由于设置转角窗对结构整体性及传力路径的削弱。转角处楼板应加厚，配筋宜适当加大，并双层双向拉通。必要时，可于转角处板内设置连接两侧墙体的暗梁，加强楼板的连接作用，提高转角窗两侧的墙体稳定性。转角窗两侧的剪力墙宜采用整肢墙，避免墙肢开洞，不应采用短肢剪力墙。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最后，正如前文分析，剪力墙的平面内刚度比较大，平面外刚度比较小，所以在与平面外的梁进行连接的时候，会出现平面外的弯矩，但是大多数设计人员并没有对剪力墙的平面外刚度与承载力加以验算，这个时候就需要采取一些措施，以减小梁端弯矩对剪力墙的不利影响。第一，可沿着梁轴方向设置剪力墙，用来抵抗墙肢平面外的弯矩；第二，当不能梁轴方向设置剪力墙时，可在剪力墙与梁相交处设置扶壁柱，扶壁柱的截面以及配筋要按计算确定，而且还需要在梁以及柱的之间进行铰接。
3高层建筑剪力墙结构住宅的优化设计策略
3.1剪力墙设计要为后续的建筑改造留有余地
在实际的设计当中应该为后续的设计改造留有余地，保证剪力墙主体在能满足其结构刚性的同时也为门窗的设计的留有空间，切记不能随意建造，要避免重复挖掘门洞。在设置剪力墙的空洞位置时要提前做好规划，将墙体分为若干个部位，并且将门窗均匀分布在这些部位当中。
3.2合理布置剪力墙平面
针对剪力墙平面的设置应该注意以下几点：首先，就是要保持剪力墙平面的对称均匀，让剪力墙面的重心和整个结构刚度的中心尽最大限度重合，从而降低扭矩，对直并且拉通内外的墙体。其次，在设计抗震剪力墙时要尽量设计两侧都有剪力墙的方案，排除一侧有剪力墙的方案。再次，就是在设计剪力墙时要尽量使其沿着中心轴线的方向对称。最后，就是在设计时要注意剪力墙的抗侧力不能使其刚度太高，在实际设计当中可以借助公式T=（0.05-0.06）n，其中T是经验公式，n是剪力墙结构的层数，通过这个公式可以确定剪力墙刚度的大致范围，并且保证刚度和剪力墙的层数相匹配，进一步拓展其有效空间和承载力。
3.3正确处理剪力墙的墙肢
在设计剪力墙时应该保证它有一定的延展性，尤其在针对一些较高的剪力墙的时候应该尽可能用一些具有较好的延展性并且能够用弯曲的剪力墙来替代原来的剪力墙，提高其机械强度。针对一些长度较大的剪力墙可以通过开洞的方法将长墙体分割成为单个的并且均匀的墙段，这种小墙段不容易出现裂缝，即使有裂缝也较小，进而可以最大限度发挥剪力墙中钢筋的支撑作用。由于大墙肢很容易在地震时发生发生破坏，所以在进行设计时对于那些长度大于八米的墙肢可以采用开洞的方法减少地震带来的影响。
3.4合理处理边缘构件
剪力墙的边缘构件有两种分别是构造型边缘构件和约束型边缘构件，在设计时应该根据剪力墙的具体结构进行选择。针对那些下部位于加强位置上的和不具有抗震性能的高层建筑的剪力墙应该选择构造型边缘构件，针对那些加强位置和临部上层以及高层建筑和重荷载下墙体的轴压比平均值等于或大于下表所规定的数值时，一般选用约束型边缘构件。
3.5合理设计过渡层
由于在地震时会给民用建筑底层框架剪力墙带来较大的受力，并且在荷载的作用下，过过渡层的剪力墙墙体的承载力会在一定程度上降低，所以在实际的设计过程中要对其过渡层进行合理的设计。如果对剪力墙的墙体进行计算，当荷载较小的时候计算的结果可能会变高进而降低了其抗震性能。所以，在进行设计时要设置相应的构造柱间，使后续的强过渡层能够提高其传递地震剪切力的性能，进而提升过渡层的延展性能和消耗能量的能力。
结束语
综上所述，在高层建筑中，剪力墙结构不但能提升建筑的美观性、简洁性、实用性，同时也有助于提升建筑结构的抗侧刚度，同时，也可以有效管控建设成本，提升工程项目的经济效益。此外，节能环保设计理念和居住要求日益深入人心，而高层建筑剪力墙结构的设计和应用，对于减少施工资源消耗、减少环境污染具有重要意义，符合绿色环保型建筑的可持续发展要求。
参考文献：
[1]王益群.高层民用建筑剪力墙结构设计探究[J].城市建设理论研究（电子版），2015（9）：88~89.
[2]马红艳.高层民用建筑剪力墙结构设计[J].科学时代，2015（5）：65~66.
[3]皮鹏程.高层民用建筑剪力墙结构设计探究[J].城市建设理论研究（电子版），2014（13）：6353~6356.
论文作者:谷国丽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/22
标签：剪力墙论文; 结构论文; 开洞论文; 刚度论文; 荷载论文; 民用建筑论文; 结构设计论文; 《基层建设》2018年第36期论文;