摘要：我国建筑发展趋势，不仅向绿色环保建筑发展，还会朝着高层建筑发展，伴随这两个趋势下，结构更轻，强度更高，材料更省的剪力墙结构必将被广泛使用。所以，研究剪力墙结构具有巨大的现实意义。在设计师进行剪力墙设计时，一定要充分发挥其抗震、承重、减低自重的作用，进一步提高建筑的环保性能与安全性能。
关键词：高层建筑；绿色建筑；剪力墙
1概念简介
1.1绿色建筑的概念
绿色建筑，简单地说就是在建筑使用期限内，能够尽可能地减少对资源与环境的压力，节约能源、土地、水电与材料，还能降低污染，保护环境，在此基础商还可以满足人们的健康舒适的居住需求，由于可以与自然和谐共生，故而被称为“绿色建筑”。其中，绿色不单纯是强调要有草地或者植被，是指对环境没有害，呈现生态友好和环境节约的建筑理念。自 2004 年 9 月我国住建部启动了“全国绿色建筑创新奖”这一项目后，我国开始了全面发展、鼓励绿色建筑的建设发展。
1.2剪力墙的概念
剪力墙结构可以被看成是一种钢筋混凝土墙板，利用这种高强度的墙体结构代替梁和柱的框架结构，能承受各种荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，用钢筋混凝土剪力墙承受竖向和水平力的结构。高层建筑为了满足负荷、减轻自重通常会使用这种结构。剪力墙截面具有以下特点：墙体的肢长和它的厚度要远远大于其承载能力，其刚度的平面相对较小，承载能力和刚度相对较大。在剪力墙结构设计中，在剪力墙平面上，剪力墙受剪力和弯矩的作用。在弯矩、剪力和轴力共同作用下，在地基基础上，将墙作为悬臂深梁进行横向作用。剪力墙在风荷载和地震作用下的要求，一方面要满足刚度要求，另一方面要满足非弹性变形的重复效应和耗能、延性等，还要控制结构，即使开裂不会倒塌。
2剪力墙结构优化设计
2.1优化设计原则
高层建筑施工过程中经常会用到剪力墙结构，主要是因为其强度、刚度较大，可以有效减小地震等不利影响。剪力墙结构可以有效满足小震不坏，中震可修以及大震不倒的抗震要求，同时这也是基本的设计原则。当前国内高层建筑结构优化过程中，多以剪力墙刚度最优作为目标进行优化设计。就钢筋混凝土结构而言，其刚度与震害成反比，然后建筑结构的刚度也不宜过大，还要考虑造价和成本问题。高层建筑的刚度影响因素有两个：①结构水平位移，既要满足水平位移限值规范要求，又要确保水平位移角值可以有效控制；②控制地震力，计算值相对较小时，可能会看到高层建筑结构顶点位移以及层间位移角均满足要求、配筋比较“安全”等现象，实则不然，这些都是假象。针对这些问题，应当在确保合理底部剪力的基础上，严格检查位移、内力和配筋情况。在确保结构的功能要求以及建筑设计条件基础上，对结构进行优化时，其基本的原则如下：①优化设计过程中，既要充分考虑地震对结构产生的作用，又要兼顾风荷载造成的影响；②对墙肢位置进行合理布设，确保建材能够发挥力学功能，确保剪力墙抗侧刚度可以有效抵抗水平荷载；③减少或避免浪费，将剪力墙结构设计的技术性与经济性结合起来，进行综合考虑。
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2.2优化设计内容
剪力墙结构应当沿着主轴方向进行双向布设，形成一个空间结构。剪力墙抗震设计时，应当避免出现单向布设现象，两个受力朝向的抗侧刚度应当保持接近，以此来确保其空间作业性能良好。对于剪力墙而言，其抗侧刚度和承载力都比较大。实践中。为了能够有效利用剪力墙，发挥其作用，减轻建筑结构自身的重量，可以适当增大结构可利用空间，而且剪力墙不宜布设的过密，使其结构侧向刚度适宜。墙肢截面应当规则、简单，竖向刚度一定要保持均匀，门窗洞口位置上下一定要对齐，而且成列布置。通过以上设计布设，使其形成一个较为明确的连梁和墙肢结构，确保应力分布的规则性，与当前常用的计算简图相吻合，确保其安全可靠性。同时，还要尽可能的避免在墙肢刚度悬殊较大的洞口处布设剪力墙。如果剪力墙洞口位置有错洞或者叠合错洞，则墙内的配筋应当形成框架结构形式。
如果剪力墙较长，则建议开洞口，将其分成均匀的若干段。在墙段间，建议采用弱连梁方式进行连接，而且各独立墙段总高度应当其截面之间的高度比至少为2，以免因剪力墙自身的脆性而出现剪切性的破坏。在进行抗震设计时，应当尽可能避免在墙边、洞口以及两洞口间形成截面高、厚之比不超过 4 的墙肢。否则应当严格按照框架柱进行设计，箍筋按照框架柱加密要求进行全高加密处理。
剪力墙承重力和平面刚度较大，应当对其平面外弯矩进行严格控制，以确保其平面外牢固、稳定。当剪力墙墙肢连接平面外楼面梁时，应当采取有效的措施避免梁端位置的弯矩对墙产生的影响。剪力墙的布设会影响建筑结构抗侧刚度，剪力墙应当自下而上进行布设，以免出现刚度突变现象。同时，还可以沿着高度方向对墙厚以及混凝土的强度等级进行适当的改变。
高层建筑剪力墙设计过程中，应当对结构进行全面分析，确保最大层间位移、位移比以及周期比等指标基础上，再对每一层的剪力墙厚度进行确定。在此过程中，需充分考虑各抗震等级轴压比产生的影响极其安全稳定性。就普通高层住宅建筑而言，在7、8度地带，墙厚按稳定性以及构造要求进行严格控制。
结束语
伴随我国社会经济的发展和人民生活水平的提高，以及科学技术日新月异的改革，在建筑行业内，从设计、材料选用以及设计理念上，都在发展。然而随着建筑工程的不断动工，以及社会发展中各类能源的巨大需求，建筑行业要面临着材料短缺、能源短缺的窘境，如何尽可能使得建筑符合可持续发展的理念，促进建筑绿色环保便成为设计师所面对的一个新挑战。
参考文献
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论文作者:焦守龙
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/22
标签：剪力墙论文; 刚度论文; 结构论文; 建筑论文; 位移论文; 弯矩论文; 优化设计论文; 《基层建设》2017年4期论文;