摘要：剪力墙结构现在已经被广泛的应用到高层建筑工程建设中，其主要包括连梁与墙肢两种结构，与其他结构相比具有刚度大、稳定性强、承载力高、侧移水平高以及整体性能良好等优点。为更好的满足高层建筑工程施工效果，提高其结构稳定性，需要就剪力墙具有的特点进行分析，并确定设计要点进行研究分析，对高层建筑结构进行优化，降低各类因素对工程建设造成的影响，提高工程建设综合效益。本文对高层建筑剪力墙结构进行了分析，并针对设计要点提出了相应的优化措施。
关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计
1浅析剪力墙的定义与特点
1.1剪力墙的定义
利用剪力墙结构取替掉框架结构，不单单增强了建筑的荷载力，还提高钢筋浇筑结构与水平力上的混凝土控制力度。剪力墙结构主要基于墙肢结构与连梁结构为核心，不单单具有较强的刚度，其整体性与承载能力也比较高，这是剪力墙结构被大力推广的主要原因。在高层建筑中利用现浇剪力墙结构技术，可以把分隔墙与承重墙进行有机结合，这样还可以减少施工成本。
1.2剪力墙的特点
（1）优点：将剪力墙结构设计与建筑结构设计相融合，不但减少了项目建设的用钢量，还对减少建设成本具有重要作用。由于剪力墙结构的自身性能较强，具有较强的刚度，可以承受巨大的荷载力，尤其是水平方向的承载力较强。将剪力墙结构融和到高层建筑建设中，可以把高层建筑内部的承重墙与分隔墙进行有效结合，这对于建筑结构的美观性与安全性具有重要意义。
（2）缺点：应用剪力墙结构对于高层建筑建设的诸多优势，但是在实际运用中存在一些不足。在高层建筑框架结构中应用剪力墙结构会增加建筑整体重量，会增加建设成本，抗震性能减弱。虽然合理运用剪力墙结构可以降低钢筋的应用率，但对建筑结构的延展性带来一定影响。由于剪力墙的自身承载力受到一定阻碍，这便造成剪力墙的价值无法充分发挥出，虽然剪力墙的刚度可以有效的抵抗侧向变形，但在实际运用中，需要提高高层建筑整体结构的强硬度，进而致使建设成本增多。
2常用类型及设计原则
2.1高层建筑剪力墙的分类
（1）整体小开口墙。整体小开口墙指洞口沿着竖直方向按列布置，各列墙肢和连梁的刚度较为均匀，洞口面积为大于墙体总面积16%的小面积开洞墙体。它的受力性能可以按照结构整体的悬臂来考虑，加上墙肢的局部弯矩，水平荷载作用所产生的弯矩主要由墙体自身的轴力来承担，其本身弯矩较小，弯矩图会有突变，但大体不发生弯转，正应力在其截面也呈直线分布，变形曲线也以弯曲型为主。
（2）连肢墙。连肢墙是指洞口沿竖直方向成列分布，洞口的面积超过了总面积的16%，但连梁的刚度却远远小于墙肢刚度的墙体。其中，开有一列较大的洞口的剪力墙称为双肢墙，开有多列洞口的被称为多肢墙。连梁对于墙肢在一定程度上具有约束作用，墙肢弯矩图有突变发生，并伴有反弯点的存在，墙肢的局部弯矩比较大，此时正应力在其截面不再按照直线分布规律，变形曲线仍以弯曲型为主。
（3）壁式框架。壁式框架是指墙壁洞口的面积较大，连梁与墙肢的刚度基本一致的墙体。它的受力特点是弯矩图不但在楼层的地方有突变，而且在大部分楼层中都会出现反弯点，其变形曲线不是弯曲型而是以剪切型为主。
2.2剪力墙结构的设计原则
在对剪力墙的结构进行设计时，应该严格按照墙肢截面的高度和它的厚度的比值来判断结构的类型，按照柱形或双向受压构件的特点来进行设计。设计作品要在达到刚度的基础上确保具有一定的变形弯曲能力和双向延伸能力。剪力墙通常需要承受来自多方面的负荷力和压力，既要承受水平方向上的剪切力和弯矩，又要承受建筑物自身竖直方向上的压力。它在这些力共同的荷载状态下工作，要求设计者在对剪力墙进行设计时必须要考虑其弯曲性和延展性，只有这样才能提高建筑物的抗震能力，并且较小脆性对建筑物造成的危害。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，在设计剪力墙的过程中要注意不能与平面外进行搭接，如果一点要搭接，则必须采取一定的措施，来确保剪力墙自身的平面安全。
3剪力墙结构在高层建筑结构设计中的要点
在高层建筑结构的设计过程中，运用剪力墙结构，主要对以下几个方面的设计要点进行分析：
3.1对结构参数进行控制
为了有效的保证结构布置的科学合理性，需要对位移比、刚重比、侧向刚度比、层间位移角以及周期比等参数进行控制。其中，位移比指的是在高层建筑中，其竖向构件自身的层间位移、水平位移和本楼层平均值之间的比值。主要对结构布置自身具有的不规则性进行限值，能够防止出现大的偏心力，进而导致结构出现扭转效应。另外，位移比限制主要是将刚性楼板为基础进行确定的，在对偏心力因素进行考虑的前提下，高楼建筑中竖向构件中的位移比不能高于1.2。
3.2剪力墙结构的布置
在剪力墙结构中，其自身具备的水平地震作用力、竖向荷载力以及风荷载力主要运用钢筋混凝土剪力墙进行承担，因此，在布置剪力墙时，要能够达到建筑物自身的要求，找出结构自身的轴线，规则性的进行对称布置。在布置时，除了要对竖向承载构件进行考虑和布置外，还要对结构的对称性进行考虑，防止出现扭转效应。（1）慎重选择短肢剪力墙结构：虽然使用短肢剪力墙结构，能够对建筑进行灵活的布置，减少建筑结构自身的重量，但是其自身具有的抗震性能不强，不能很好的保证建筑自身的安全。因此，在选择该结构时，要慎重考虑选择。（2）不能出现独立的小墙肢：如果在建筑结构中出现独立墙肢，那么将会增加施工难度。在工程设计中，可以运用合并洞口、合理布置建筑剪力墙的方式，来消除独立墙肢，进而降低施工难度。（3）保证剪力墙结构整体刚度力度：如果剪力墙结构刚度较大，那么其施工周期较短，地震力比较大，消耗施工材料多，不具有经济性。另外，由于地震力较大，将会导致墙肢、连梁超筋以及截面不能满足抗剪力的标准，加大截面设计的难度。因此，需要对剪力墙结构的整体刚度力度进行有效地控制，确保能够达到位移限值的要求。
3.3剪力墙结构的计算和配筋
（1）剪力墙的墙身：剪力墙中包括的有竖向钢筋和水平向钢筋，在对其进行构造和计算时，要对其用量进行确定，主要对正截面中的抗弯承载力、斜截面中的抗剪承载力进行验算。剪力墙中的钢筋配置要求为：在一级、二级、三级的抗震设计中，竖向配筋率与水平配筋率不能低于0.25%；在四级、一级非抗震设计中，其配筋率不能低于0.2%。另外，剪力墙的竖向钢筋与水平钢筋之间的距离适宜在300mm左右，直径不能低于8mm。
（2）连梁：剪力墙自身只有具备了一定的强度和刚度，才能够保证墙体与连梁的协调工作。通常情况下，连梁具有提高剪力墙刚度、紧密连接墙肢的作用。因此，在对高层建筑结构整体进行计算的过程中，要相应的折减连梁的刚度。其折减值不能低于0.5，取值范围适宜控制在0.5～1.0。如果在对折减刚度后，建筑结构的正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力不足，那么可以通过降低连梁高度、减小整体刚度的方式，来减少地震带来的影响。
4结束语
综上所述，随着建筑行业的发展，剪力墙结构技术将会被广泛的推广和使用。所以，在进行建筑结构设计的时候，一定要充分的将剪力墙的作用发挥出来，进一步提高高层建筑的抗震水平。由此可见，在建筑结构设计的过程中，将剪力墙结构融入进去，能够有效的提高建筑的抗震性能。因此，在今后的建筑设计中，要加强对剪力墙的研究与探讨，进而不断的提高剪力墙的结构设计水平，只有这样才能够满足人们对建筑的需求，做到与时俱进。
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[3]傅振芳.高层建筑结构中剪力墙结构设计要点分析[J].科技创新与应用，2016.34.274.
论文作者:谢金泽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/24
标签：剪力墙论文; 结构论文; 刚度论文; 弯矩论文; 高层建筑论文; 截面论文; 结构设计论文; 《基层建设》2019年第10期论文;