摘要:现代生活，高层建筑不断发展，在这样的需求下，高层建筑在设计上要创新，要满足各项功能需求以及各项指标结构安全性。那么如何满足高层建筑的需求呢？设计层面的创新、结构形式的独特以及模型更加合理化是未来发展的目标和方向。本篇文章具体介绍了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析。
引言：近年来，随着人们生活品质的提高，人们对住宅以及生活环境的要求越来越高，特别是高层住宅，普通的框架结构和框架剪力墙的露柱构件已经不能满足人们对空间使用和美学的要求了。所以剪力墙结构就充分发挥了重要作用。纯剪力墙结构具有抗侧刚度大，能有效的减少侧移，并且具有较好的抗震性能等优点。而且还可以使室内空间更加灵活合理，墙面平整，所以高层建筑结构中便越来越多地采用剪力墙结构。剪力墙的受力特征非常好，变形几率低，类似于框剪结构，但比框剪结构的刚度、内力分配更合理，这样的形式能使建筑取得非常好的经济效果和建筑功能效果。
一、楼层间最小剪力系数的调整原则
在满足剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩所占结构总底部地震倾覆力矩不超过特定值的前提下，尽可能少剪力墙肢的布置，目标是以大开间剪力墙的布置方案，使结构具有适宜的侧向刚度。
二、剪力墙连梁超限的调整原则
剪力墙连梁的跨高比不宜小于规范限值，跨高比过小很容易出现剪力弯曲。跨高比不小于5的连梁刚度不应以折减。而跨高比在5-6之间时，若连梁刚度不折减则也容易出现剪力或弯矩超限，势必会导致剪力墙结构出现设计异常，所以连梁的跨高比一定要控制在可调整范围内。
三、楼层层间最大位移与层高之比的调整原则
按照规范规定的遇地震作用标准值产生的楼层最大的弹性层间位移在计算时，除以弯曲变形为主的高层建筑外，可不扣除结构整体弯曲变形，应计入扭转变形。
对于一般的高层建筑，重点是楼层间的剪切变形及扭转变形。剪切变形的控制由竖向构件的数量多少来控制的，但是竖向构件布置太多会造成结构的剪重比过大，从而导致楼层间的扭转变形过大，这样也不能满足层间位移的要求。所以，对于高层建筑应尽可能调整双向受力构件的合理分布，控制结构的整体变形及扭转变形，不能只根据层间位移不满足要求而一味增加竖向构件的数量及刚度。
1、剪力墙合理定位
剪力墙的设计最好是双向布置，沿主轴方向或其它方向都可以。对于抗震设计的剪力墙结构要避免只有单向墙的结构形式，应特别避免仅单向有要墙的结构布置形式，并宜使两个方向的抗侧刚度接近，两个方向的自振周期相近。
1)对一般的矩形、L形、T形等平面可以沿着两条轴线的方向进行布置。
2)对于部分j角形平面、Y形平面则可以沿其三个轴线方向进行布置即可。
3)对正多边形，圆凿形及弧形平面可沿径向及环向布置。
综上，剪力墙的平面布置要尽可能的均匀对称。从而保证结构的平衡性。尽量使整体结构的刚度中心和质量中心重合，尽可能减少扭矩。剪力墙的抗侧力刚度要适中，不宜过大。为充分发挥剪力墙的抗侧力刚度和承载能力，增大剪力墙可利用的空间，所以剪力墙的间距不能过密，结构要具有适宜的侧向刚度。可以根据计算判断剪力墙的适宜程度，在计算过程中要根据计算结果，调节剪力墙数和刚度。
2、剪力墙厚度确定
《高层建筑混凝土结构技术规程》中有对剪力墙的截面尺寸做出具体规定，一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或无肢长度的1/16,且不应小于200mm，按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪无肢长度的1/20。
3、剪力墙中大墙肢处理
延展性是剪力墙的必备属性，特别是对于细高状的剪力墙，它的高宽比都要大于2，所以很容易被设计成弯曲形状且容易破坏的剪力墙。这样一来，就可以很大程度上避免受到外界的破坏力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆还有一种情况是墙的长度较长，为了满足每段墙的高宽比都要大于2，可以通过另外开洞的方式分割较长的墙。除此以外，墙段的长度小，它受到的外力所产生的裂缝宽度也会变小，墙体的支撑作用就会被充分发挥。而对于剪力墙的结构中存在的大墙肢，它们长度一般都大于8米，在理论性的计算中，大墙肢的作用是用来承担楼层的剪力，而且大部分的剪力都是由大墙肢来承担。在发生地震或者是特别强烈、超强烈的震动时，大墙肢也是最容易被破坏的，小墙肢因没有足够的配筋，整个墙面结构也会被全面破坏。为避免这些严重破坏的发生，对于超过8米的墙肢，可以采取以下两种解决办法：
①开施工洞:施工洞就是在施工时在墙上留个结构洞，完工时砌好填充墙，把这些长墙肢分成短墙肢。
②速开计算洞:指在进行结构计算时就预先设有洞，施工时仍用混凝土墙。为的是通过这样的计算方法，可以加强其它小墙肢的配筋。这种方法主要适用于地下室外墙等不易实施开洞的部位使用。
4、约束边缘构件箍筋的设置
“阴影部分"和“非阴影部分”是约束边缘构件的两大部分，对于“阴影部分”规范中对竖向钢筋和箍筋或拉筋的配置都有比较明确的要求，所以在设计中容易理解和方便执行。但对于“非阴影部分”仅规定其箍筋配箍特征值为"阴影部分”配箍特征值的一半，然而箍筋或拉筋沿竖向的间距及竖向钢筋应如何配置并没有做出任何具体规定。因此，目前在设计中做法容易混乱。而竖向钢筋可在箍筋交叉点处按剪力墙竖向分布筋直径设置。同时还应注意，为了充分发挥约束边缘构件的作用，在剪力墙边缘构件范围内箍筋的长短边之比应该小于3,相邻两个箍筋之间应该相互搭接箍筋长边的长度。
5、剪力墙墙身钢筋的分布及构造要求
在《高规》中规定，一般剪力墙竖向和水平方向分布筋的配筋率，在一、二、三级抗震下的设计不应低于规定值，而对于四级抗震设汁和非抗震设计时也应该遵循这个规矩。按照这个原则，设计师在设计时就应该考虑清楚一级抗震剪力墙墙身应该分布的钢筋配筋率是多少，同时也要注意这个配筋率是指“水平配筋率+垂直配筋率"的总称，《混凝士结构设计规范》书中没有做出具体的相关条款规定。
6、剪力墙连梁超筋的处理
在剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见的现象。连梁的超筋，它实质是剪力不满足剪压比要求。连梁超筋的部位，一般在剪力墙结构中总高度的1/3左右的楼层。剪力墙连梁对剪切变形十分敏感，当剪力墙连梁不满足连梁的尺寸要求时，以下是给出的处理方法:
(1)减小连梁的截面高度。
(2)抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅。
(3)当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可以考虑在大震作用下该连梁不参与作用，按独立墙肢进行计算。另外，需同时进行多遇地震作用下结构内力分析。连梁应按两次计算所得的较大内力进行配筋。
当以上两种办法措施不能解决问题时，可采用第3种措施来处理，就是假定连梁在罕遇地震震下开裂破坏，仅承受竖向荷载，不用再约束墙体，剪力转移到剪力墙墙肢上。
四、总结
总而言之，在高层建筑不断发展的需求下，如何在设计层面满足高层建筑的样式创新、功能需求以及结构安全性，追求新颖的结构形式和更加合理的计算模型将是未来的目标和方向，我们应重视其基本概念的设计，认真把握设计中遵循的各项原则，合理选用有效的结构构件，使设计达到最佳的效果。只有这样才能保证建筑结构经济安全，有效降低工程成本，促进整个工程建设的持续稳定发展。
五、参考文献
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[3]齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计[J].黑龙江科技信息(17)]
[4]张奕.简要分析高层建筑墙体结构设计[J].科技信息发布(10)]
论文作者:崔娜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/8
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