朱思思
武汉和创建筑工程设计有限公司, 湖北省武汉市 430074
摘要：当今高层建筑对剪力墙结构的应用愈加普遍，如果剪力墙结构设计存在问题，势必对建筑的整体稳定性和安全性造成影响。因此设计人员需要采取有效的措施，从结构设计、连梁设计、配筋选择、平面布置等多方面出发，全面优化剪力墙结构设计，为工程的稳定性提供保障，降低成本，促进建筑行业的可持续发展。本文主要分析高层建筑剪力墙结构设计问题及对策分析。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；设计要点
引言
剪力墙作为高层建筑结构设计的重要组成部分，其主要承受建筑的竖向力和水平力，具有抗震能力强、用钢量少、抗侧刚度大等特点。通常在建筑结构内部布置的剪力墙越多，其抗震性能就越好，但是如果布置过多，也会给工程造价带来不小压力。因此，应根据项目实际情况和剪力墙结构设计原则，以剪力墙结构特点为基础，注重设计过程的科学性与合理性，并对设计中存在的问题及时分析，适时解决，才能保证剪力墙结构的稳固性，达到建筑结构设计的经济性和合理性的最终目标。
1、高层建筑剪力墙结构概述
剪力墙是一种具有一定刚度和整体性的结构，不但用钢量较少，同时建成后不存在露柱露梁情况。同框架结构进行比较，剪力墙结构的美观效果更好，适用性更广。因此在建筑中使用剪力墙结构为室内装修提供便利，有效提高室内使用面积。同时剪力墙具有较大的抗侧刚度，抗震效果较好。但是因为剪力墙需要使用较多的混凝土墙现如今剪力墙已经得到了高层建筑的广泛应用，属于墙体结构的一种，其构成材料为钢筋混凝土，在横向与纵向承重板的交错作用下产生承重性能。因为其结构能够有效保障高层建筑的稳定性与抗侧性，提高其刚度性能与抗震性能，并且剪力墙能够将承重柱隐藏于内部，节约空间的同时满足居民生活需要。加大对剪力墙高层建筑上部结构与基础施工的投入力度，强化其稳定性。同时剪力墙结构各墙肢轴压比较低，难以发挥其承载性能。构造配筋施工形式导致结构延展性不佳，都会对剪力墙质量造成不利影响。因此需要在确保其本来抗侧性能的前提下，对结构进行优化，降低成本，提高高层建筑质量。
2、高层建筑剪力墙设计原则
2.1连续性
在进行剪力墙结构设计过程中，具有多种结构形式，展开工作前需要根据工程要求及施工环境选择合理的结构。剪力墙结构在高层建筑工程中十分常见，其主要作用便是提高建筑的整体承载性能。因此在进行设计时需要遵循连续性原则，以防刚度变化导致建筑存在位移情况。在实际设计阶段需要坚持自上而下布置原则，以防刚度变化对工程整体结构的稳定性造成影响。
2.2墙体延性
在对剪力墙结构进行设计的过程中，需要全面分析墙体的延性，墙体延性对剪力墙结构具有一定的影响，因此如果设计质量存在问题，过高或者过薄，都会导致连接梁使用问题，进而引发张拉、弯曲等问题，造成剪力墙结构受损。因此，在实际设计过程中需要加强对剪力墙安全性能的重视，避免发生弯曲问题。同时截面部分还需要设置一个孔，将墙体分为多个部分，形成连接墙，使剪力墙延性效果发挥作用。
3、高层建筑剪力墙结构优化设计
3.1剪力墙结构连梁设计优化
对高层剪力墙结构来说，连梁是其十分重要的一种耗能构件，对于抗震设计来说至关重要，具有良好的耗散地震能量的效果。在实际设计阶段，设计人员需要认识到剪力墙的一大优势便是具备良好的抗震性能，因此对连梁弯矩和连梁剪力进行设计的过程中，需要保证两者具有良好的可塑性和可调幅性。除此之外，如果条件允许，还需要适当降低剪力墙连梁截面的高度数值。
因为连梁的主要作用为提高剪力墙高度以及连接墙肢，因此设计人员需要合理调整连梁的高度并进行详细计算，适当减少连梁刚度，将高层建筑结构抗震性能作为主要保障。在进行折减计算的过程中，设计人员需要根据高层建筑具体情况，对减少值进行合理控制，通常情况下需要将其控制在0.5以上，并且在0.5~1.0这一范围区间中，保证其最佳状态。在具体调整过程中，因为受到其他因素的影响，导致连梁刚度减少也无法满足预期目标的情况，因此使剪力墙结构抗震性能不合格，设计人员可以适当减少连梁刚度，降低连梁高度，通过这一方法有助于减少地震对建筑物造成的影响。
3.2连梁设计
连梁具有跨度小、截面大的特点，同时与连梁相连的墙体刚度也较大。连梁通常在风荷载和地震荷载作用下的内力很大，连梁抗剪强度不足是设计中经常遇到的问题，如设计达不到强剪弱弯的要求会产生弯曲破坏。在计算中，由于对其刚度进行拆解，而在地震作用下仍然会有很大的弯矩和剪力，所以造成设计困难，如果增加连梁高度，配筋值也会随之加大。在众多处理超限的方法中，当剪力墙连梁截面不满足抗震验算要求时，可采取减小连梁刚度的方式，连梁刚度减小后，可有效降低连梁弯矩、减小连梁剪力设计值。通常减小连梁刚度的方法有减小连梁截面高度、增加连梁跨度、设置水平缝形成双连梁和多连梁等。减小连梁截面高度虽然能减小连梁剪力设计值，但是其抗剪截面也会随之减小，所以这种方法不一定有效；加大连梁跨度，虽然可在不增加刚度的情况下提高抗剪能力，但连梁加宽时，同时也要加宽剪力墙厚度，这种方法从使用功能和经济性上都不适用。对此，采用设置水平缝形成双连梁的措施更加符合本工程的整体设计。在SATWE软件的“设计模型补充定义”中的“特殊梁”内设置“单缝连梁”或“多缝连梁”，连梁高度按设缝后小连梁的高度输入，连梁的截面宽度为原有连梁截面宽度的两倍。每等分小连梁配筋相同，纵向钢筋和箍筋≥整体计算结果输出配筋截面面积的1/2，为了保证结构的整体性，上、下连梁间的水平缝可以采用轻质材料填充，水平缝位置要避开楼板连接部位。通过第三种措施，本工程的连梁超限问题得到有效解决。
3.3合理设计剪力墙的位置
剪力墙结构的设计中，墙体的布置位置和布置方式等对于建筑来说尤为重要，是建筑设计的基础，也是保证建筑工程安全的关键。在剪力墙的设计中需要做好如下工作。首先对建筑结构的主轴位置进行确定，然后将剪力墙的位置设定在主轴方向，并以主轴为基础向其他方向进行辅助，设置双剪力墙的形式，实现不同方向剪力墙间的衔接作用，保证内部空间构建的合理性。建筑结构的设计必须保证抗震性，不得采用单向放置设计的模式，剪力墙设计中需要从两个方面对剪力墙性能控制进行分析，保证剪力墙不同方向墙体的振动周期和频率等相似，有利于促进墙体内部平衡，保证墙体内部的稳定性。同时，剪力墙截面设计中，需要以规范性和简易性为基础，剪力墙的侧体抗压能力以及内部稳定能力等远远超过建筑体的能力，这种情况下可以通过剪力墙的承载力减轻建筑的负荷，充分发挥剪力墙的作用。提升建筑的承载力同时，减少内部修筑墙体的空间，为建筑内部提供更大的结构空间。建筑剪力墙的布置中需要保证合理的间距，剪力墙的分布不能过密，防止出现受力不均的情况。在剪力墙截面设计工作中还需要严格按照从下到上的顺序进行，这种设计方式是出于对剪力墙侧墙体压力的缓解。剪力墙布置设计中需要结合墙体高度要求对厚度进行缩减，并综合考虑混凝土等级。
结束语
综上所述，在实际工程设计中，为了进一步强化剪力墙结构设计，就必须对剪力墙结构设计要点进行综合分析，根据分析论证对结构受力进行计算，以此科学配筋，合理布置剪力墙结构，加强剪力墙连梁设计，从而使结构的稳固性得以提高，达到设计规范的要求，促进我国建筑设计水平的发展。
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