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摘要：剪力墙结构凭借其抵抗水平压力、提高纵向荷载的性能优势，在我国高层建筑设计中得到了广泛应用。本文围绕剪力墙结构设计特点、抗剪力结构优化要点、剪力墙结构设计进行分析，为高层建筑框架剪力墙结构的具体设计要点，以供参考。
关键词：高层建筑；剪力墙；结构优化；特点
在当前剪力墙的设计分析中，由于传统的设计理念和建设项目的特殊要求，通常都会影响高层建筑剪力墙的设计质量，从而对后期建设施工造成影响。因此在高层建筑剪力墙的设计工作中，我们必须既要把握好整体的设计，保证剪力墙的整体设计质量，同时又要确保剪力墙的关键部位和特殊部位得到有效合理的设计，针对细节进行具体的分析，立足于科学的设计理念，设计出切实可行的剪力墙方案。
一、高层建筑剪力墙结构设计特点
剪力墙的结构设计主要根据实际的建筑结构及施工特点而定，设计过程中确定需要开洞，则要充分考虑开洞的大小，具体而言，可以根据开洞与否及开洞大小可以将剪力墙分为实体墙、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙、壁墙框架等几种。实体墙顾名思义为不开洞的墙或开洞面积较小的墙，其在受到荷载时以弯曲型为主，没有突变也没有反弯点；整体小开口剪力墙则是指开洞面积较但不大于 15% 的剪力墙，这种剪力墙结构在发生弯矩突变时整个高度上没有反弯点，或仅有个别反弯点；双肢或多肢剪力墙开洞面积小点，其受力特点接受于整体小开口剪力墙；壁式框架结构的洞口面积更大。
二、高层建筑抗剪力结构优化要点
1剪力墙结构
通常情况下，剪力墙结构主要沿着建筑的主轴，以双向的形式进行布置，从而形成一个完整的空间结构。从实际的角度而言，高层建筑对于抗震能力有着一定的特殊要求，正因为如此，在实际施工的过程当中，通常会采取双向布置的方式来进行施工，以增加空间面积、减少重量来提高抗侧刚度和承载能力。在整个建筑工程的设计阶段，需要对结构的设计工作进行全面仔细的考虑，所设计出的结构应该充分满足建筑的实际要求，之后再以周期比和位移作为依据，计算出建筑墙体的厚度。如果墙体的厚度并没有完全满足实际的需求，需要对其进行适当的优化处理。
2配筋?、
配筋会对整个建筑工程的成本产生重要的影响。在设计阶段对结构设计方案进行对比和分析可以了解到，剪力墙的配筋需要严格遵守规范要求，根据最小配筋率进行配筋。采用科学合理有效的方式对墙体厚度进行控制，从而能够达到控制钢筋使用量的目的。在当前钢筋设计方案当中，水平钢筋一般在建筑的外侧，而垂直钢筋在内侧。在实际工作的过程当中，需要根据建筑工程的实际情况进行适当的优化与调整，从而达到在保证施工质量的前提下，控制成本的目的。
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3连梁优化设计?、
从目前的情况来看，在高层建筑工程的实际施工过程当中，连梁始终发挥着重要的作用，在地震发生时，可以有效消耗地震所释放的能量，所以需要对其进行优化设计。除此之外，还需要进行反复多次的试验来保证连梁的强剪弱弯。在实际施工的过程中，一定要保证连梁的纵筋与箍筋严格按照设计方案来进行施工，最大程度地防止纵筋存在质量不符合要求的情况发生，或者是有破坏的情况。
4、位移比优化
目前，在中国当前高层建筑结构设计工作当中，进行剪力墙结构的设计，要想保证其作用与结构性能够得到充分的展现与发挥，必须要把地震的情况考虑在内。当有地震发生时，建筑物会产生层间位移，需要对扭转变形等相关数据进行准确的计算，然后对剪力墙的垂直构件数量和水平构件数量进行科学的设计，最大程度的防止变形情况发生。
5、结构计算优化
在对剪力墙结构进行优化之时，首先需要注重结构计算的优化。就周期折减系数而言，如果填充墙的数量较多时，其参数可以在 0.9～1.0 进行选择，但是如果填充墙的数量较少，则选择 1.0。通常情况下，高层建筑的主体结构刚度越大，则填充墙对建筑主体结构所产生的影响也就越小。
三、高层建筑剪力墙结构设计的分析
根据我国建筑施工管理的相关规定，当发生地震等一些自然灾害 时，规定高层建筑剪力墙结构的抗震等级为8时，剪力墙的抗震等级为 一、二级时，剪力墙墙底部分的厚度应该大于 200mm，同时还要严格控制墙底加强部分的厚度不能小于或等于整个楼高的 1/16，当剪力墙抗震等级为三、四时，它剪力墙底部分的厚度大于整个楼高的 1/20，墙底加强部分的厚度不小于 160mm，其他部位剪力墙结构的设计，墙底厚度不小于层高的 1/25，墙底加强部分的厚度大于 180mm。对剪力墙结构进行配筋处理时，高层建筑剪力墙使用的混凝土，它的配筋率应该大于25%，剪力墙底部加强部分使用的混凝土，它的配筋率应该大于 30%，不同的部位混凝土的配筋率不同，以此来确保各个部分混凝土的刚性强度和抗压性。另外，高层建筑框架剪力墙主要承受水平方向和竖直方向的压力，因此水平方向配筋和竖直方向配筋是有不同严格的要求，一般情况下水平方向钢筋的铺设在外侧，竖直方向钢筋的铺设在内侧。高层建筑剪力墙水平方向的配筋是指建筑墙体水平方向钢筋的铺设，水平方向钢筋的铺设可以提高剪力墙的耐高温性。对于一些建设面积较大的墙体，它的剪力墙配筋率要高一些，特别是大型建筑的连梁和一些受热比较大的墙体，以此来确保高层建筑中剪力墙使用的稳定性。竖直方向提高混凝土配筋率是为了减小建筑墙体出现弯曲变形、扭曲变形的可能。竖向配筋应该首先增加剪力墙边缘部分的配筋，而且配筋之间的距离需要保持在300mm 以内，同时还要保证竖直方向的配筋率低于水平方向配筋率，这时剪力墙结构的抗剪能力就会大于抗弯曲变形力矩，以此提高了高层建筑剪力墙结构的抗震能力。
总而言之，框架剪力墙结构在建筑施工领域的应用范围日渐扩大，现已成为高层建筑不可或缺的组成部分，对此还需结合工程建设需求选取适当的结构平面布设方法，满足竖向荷载需求、增强结构承载力与刚度，并优化结构件尺寸设计，以此有效提升高层建筑结构水平，保障高层建筑的质量安全与耐久性。
参考文献：
[1] 朱晓霞 . 建筑剪力墙结构设计分析 [J]. 住宅与房地产，2016（30）：40+92.
[2] 张凯 . 高层建筑剪力墙结构设计分析 [J]. 低碳世界，2018（9）：207-208.
作者简介：王磊（1979年5月7日），男，硕士，高级工程师，主要从事建筑结构设计研究工作。
论文作者:王磊
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/15
标签：剪力墙论文; 高层建筑论文; 结构论文; 开洞论文; 结构设计论文; 厚度论文; 建筑论文; 《建筑细部》2019年第12期论文;