摘要：剪力墙结构设计既决定了墙体自身功能和作用的发挥，同时，也对整体建筑的安全性及经济性产生直接影响。因此，设计人员在设计过程中应该给予高度的重视，选用与实际工程相符合的设计方法，确保设计质量符合标准。虽然目前我国高层建筑框架剪力墙结构设计工作取得了一定的成绩，但是仍有部分问题亟待解决。下面笔者就对此展开探讨。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；设计；问题；
一、框剪结构的特点
高层建筑结构不仅能在很大程度上解决现实生活中建筑土地面积带来的限制，同时，也能在一定程度上解决部分人群对高层居住的需求，满足于土地资源的合理利用及社会发展的需要。为了保证结构的安全与稳定，其对应的设计及要点、新技术、新工艺被广大从业者不断的探索着。高层建筑框架剪力墙结构要点的二次开发与进一步研究，已经成为我国高层建筑行业的发展方向。
框架结构建筑使得室内布置具备较大的灵活性，空间相对较大，但不能有效地抵抗水平荷载；剪力墙结构抵抗水平荷载的性能相对较高，但所形成的空间相对较小，使得房屋的空间性弱化，灵活性较差。可见，2 种结构的优势与劣势恰恰相反。而框架剪力墙结构可以实现优势互补的效果，将此 2 种结构的优势都充分发挥出来。于框架之间增设剪力墙，框架与剪力墙分别承受垂直、水平、水平荷载，不仅能在很大程度增强结构原本的承载性能，也能使结构原本的空间性及灵活性得到保留。由于框架剪力墙结构具备上述优势，使其在层数相对较多，建筑层高较大的工程项目中得到广泛运用，能够实现空间上的按需设置，满足个性化的建筑功能需求。
二、高层建筑剪力墙设计原则
在对剪力墙结构进行设计时，必须要按照墙体截面高度以及厚度的比值确定合理的剪力墙类型。同时，要充分考虑柱以及双向受压构件对剪力墙的影响，确保设计的科学性以及合理性。在设计过程中，设计人员必须确保剪力墙的刚度、变形能力以及延伸性能。特别是高层建筑，其框架剪力墙结构设计过程尤为重要。在设计时，设计人员首先要对其荷载以及压力多方面进行考虑。设计者要具有丰富的设计经验，充分的对高层框架剪力墙的水平剪力及弯矩进行考虑外，要认识到剪力墙结构除了要承担水平剪力和弯矩外，同时，也要对高层整体的竖向压力进行计算验证。设计人员在设计剪力墙时，要充分考虑剪力墙的延伸性以及弯曲性能，这样才能够提高建筑物的抗震性能，同时防止剪力墙脆性问题对整个高层建筑带来的影响。设计者在设计过程中，要避免与平面外进行搭接设计，如果必须进行搭接，设计者需要采取科学的设计措施，确保高层框架剪力墙平面的安全、稳定性。
三、高层建筑剪力墙类型及注意事项
剪力墙的刚度比较大，在建筑结构中会承受大部分水平力，是建筑工程中合理的抗侧力结构。在地震区的高层建筑中设置合理的剪力墙，可以在一定程度上提高建筑的抗震性能，确保建筑物的安全性。根据是否开洞以及开洞面积的大小，可以将剪力墙分为以下类型。
1.整截面剪力墙
这是一种不开洞口或者洞口面积比较小的剪力墙。对于整截面剪力墙而言，其洞口面积要严格控制，必须控制在墙体总面积的 16% 以下，其受力状态要与竖向悬臂梁相似，确保截面上的正应力以直线形态分布，沿墙肢高度方向上的弯矩不会出现突变问题，反弯点也没有，变形曲线为弯曲型。
2.整体小开口剪力墙
这种剪力墙指的是洞口沿着竖向布置，布置的墙肢与连梁的刚度都比较均匀。这种剪力墙的洞口面积占墙体总面积的 16% 以上，但是仍然是小面积开洞墙体，受力性能主要通过整体悬臂进行考虑。与此同时，要充分考虑墙肢的局部弯矩，墙肢的轴力主要承担水平荷载作用弯矩，墙体自身的弯矩相对较小，弯矩图出现突变情况，但是无反弯点，截面上的正应力以直线分布，变形曲线为弯曲型。
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3.联肢剪力墙
其主要指的是洞口沿着竖向陈列布置，其洞口必需占墙体总面积的 16% 以上，连梁的刚度小于墙肢刚度的墙体。如果开有一列比较大的洞口的剪力墙是双肢剪力墙。而有多列洞口的剪力墙就是多肢剪力墙。在这一类剪力墙中，连梁会在一定程度上约束墙肢。墙肢弯矩出现突变与反弯点，墙肢的局部弯矩比较大，截面上的正应力并非直线分布，变形曲线仍然以弯曲型为主。
4.壁式框架剪力墙
这类剪力墙指的是洞口的尺寸比较大，连梁刚度与强制刚度接近的墙体结构。这一类剪力墙的受力特点主要表现为弯矩图在楼层处出现突变，并且大多数楼层都会出现反弯点。变形曲线以剪切型为主。
四、框架剪力墙结构设计优化
1.剪力墙位置与数量
框架剪力墙结构中剪力墙作为侧向刚度的主要承担者，应多方位的考虑枪神的布置情况以保证建筑的安全使用。具体设计措施如下：
1.1 剪力墙的位置设计
应在主轴上双向均匀布置，只在一个主轴设计容易造成结构扭转，不利于抗震；位置设计时还应考虑地震作用力，均匀布置剪力墙。剪力墙的具体位置一般设计在主体结构的外围及周边，以充分利用阳台、窗口的高连梁来加强侧向刚度，避免剪力墙的滥用。设计时多长墙少短墙且轴压应相近，从而保证在位置上应扩大空间，不在较小的空间设计较多剪力墙；剪力墙的长度则要在合理范围内尽可能长且长度应尽可能接近，在减少剪力墙的数量的同时保证了剪力墙的延展性，建筑空间也更加灵活。在设计时还要注意剪跨比与轴压比，在横纵负荷合理情况下每个剪力墙的轴压比尽可能的相近，防止墙肢的变形，而且轴压比正常的情况下剪跨比要保证>2，以避免脆性破坏。
1.2 剪力墙数量的设计
设计时剪力墙要随建筑高度均匀变化。在高层住宅中，建筑底部的200nm 厚剪力墙不宜过多，上部剪力墙数目再减少就会降低建筑的抗震性。因此设计时要根据整体布局多角度进行分析，合理设计厚度，根据建筑高度的增加使厚度均匀增加，并结合建筑底部的剪力墙数目，以确保剪力墙的刚度合适、刚度均匀变化，不会发生刚度过大、刚度突变问题。设计时剪力墙之间还要通过连梁与框架进行连接，形成完整的抗风抗震结构，防止独立剪力墙、半框架剪力墙等劣质墙体的出现。设计时设计人员应充分考虑墙体转折对边缘位置的影响，周密地进行计算。
2.框架结构的设计
在进行框架部分结构设计的时候，梁按双肢或多肢剪力墙设计，第三种在进行设计时应保证强剪弱弯，对于构件内力与位移的计算要考虑折减系数。对于剪力墙的边框梁、柱，楼层上的边框梁能够增加剪力墙的极限承载力，所以要设置边框梁，因建筑要求无法设置明梁的应该设置暗梁置于墙身内；框架柱能增加剪力墙的承载能力、稳定性，应将剪力墙的端部设计在框架柱截面内。
结束语
综上所述，随着我国社会经济的不断发展，城市用地越来越紧张，高层建筑在未来会越建越高。在建筑行业发展过程中，只有高质量的建筑，才能够确保建筑等行业的稳定可持续发展。而剪力墙构造是高层建筑中的重要组成部分，剪力墙自身的施工质量以及设计科学性会直接影响建筑物的牢固性及安全性。因此，设计人员必须充分掌握剪力墙的受力特性以及破坏机理，充分发挥剪力墙的优势，选择科学合理的布置形式，确保剪力墙结构应用的合理性以及科学性。从而确保建筑物的整体施工质量，促进建筑行业的进一步发展。
参考文献：
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论文作者:樊惠琴
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/3
标签：剪力墙论文; 弯矩论文; 刚度论文; 结构论文; 框架论文; 建筑论文; 墙体论文; 《基层建设》2019年第29期论文;