余小燕
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摘要：随着社会科技的不断更新，对于建筑施工的有关技术的要求也越来越严格，框架剪力墙结构是在传统的剪力墙结构上进行优化而得到广泛应用的，其满足了我国当前的施工需求，可以有效提高施工的效率和质量，从而保证施工单位的和经济效益以及产生较高的社会经济收益。基于此，本文主要分析了高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略。
关键词：高层民用建筑；剪力墙结构设计；特点；优化策略
引言
剪力墙结构属于现代建筑工程领域中非常重要的技术措施，对于建筑产业的影响非常显著，对我国建筑工程建设综合经济效益及社会效益也存在直接影响。因为建筑物本身的特征，建筑结构设计期间需充分考虑经济、效率及安全等多方面因素，并基于剪力墙结构的运行需求保持可行、经济、安全及持续等特性。
1剪力墙结构
剪力墙结构主要是指建筑墙的截面高度和厚度的比例，促使其维持在5~8，通过钢筋混凝土替代以往建筑物中不同方面荷载作用的墙体。建筑结构设计中剪力墙结构非常重要，其主要作用在于将建筑本身的受力裁剪开，促使建筑可以承受更大的压力，提高整个建筑的承重能力。剪力墙结构的优势主要有3个方面。
（1）稳定性。剪力墙结构具备比较突出的刚性特征，可以提高建筑物的支撑性能和稳定性，这也是剪力墙结构的主要作用与优势。
（2）经济性。剪力墙结构主要是通过钢材料填充制造而成，可以直接应用混凝土浇筑的方式进行施工，整个施工的经济效益相对较高，属于施工部门常用的施工方式。
（3）美观度高。随着人们生活水平的不断改善，对建筑结构的要求不仅在于安全舒适上，同时对美观度的要求也在不断提高。
目前，人们已经开始注重建筑美观度，在美观度方面的资源投入及选择重视度也较高。剪力墙结构的设计能够满足人们对于建筑的美观度要求，特别是对于一些隔断墙而言，能够非常理想地满足人们的审美要求[1]。
2高层民用建筑剪力墙结构设计特点
2.1受力特征
从现代建筑工程的施工来看，一般情况下都会采用框架剪力墙结构来进行建造，能够有效保证建筑体的质量。采取这种施工模式的主要原因是：一方面框架剪力墙结构的水平承受能力较强，在建筑框架发生弯曲或变形的情况下，框架剪力墙结构也能够伴随其发生相应的变化；另一方面在建筑施工中运用框架剪力墙结构，在地下楼层中很少出现其余建筑体发生位移的状况。
2.2刚度特征
通常情况下，在建筑工程的建筑基地层面，使用框架剪力墙结构的部分大约占到了1/4，这就意味着框架剪力墙与传统框架结构，都能够有效地承受来自外界的力。从这一性质出发，就能够对基地剪力墙框架进行合理的划分，特别是对其抗震等级的划分，要求必须要科学和明确，确保建筑基地剪力墙能够承受2/3的弯曲压力，以此来保证建筑的质量[2]。
2.3抗震特征
将新型的框架剪力墙结构应用在建筑活动中，就能够有效地将墙体和框架之间进行充分连接，尤其是当整个建筑受到来自不同方向不同大小的剪应力时，整体建筑都能对其进行合理的分散，有效地承受这些力量，能够增强其对振动能量的吸收力，促使抗震性能不断提升。
对于高层民用建筑而言，为达到总体结构标准，剪力墙结构的高度和厚度都相对偏大，这一结构设计要求使得该结构体系即使处于荷载作用下，也可以发挥剪力墙结构体系的优势，发挥其抗剪切力机械强度能量小的特征。
一旦剪力墙结构的应用对象是超出20层的建筑，为保障截面弯矩最为极限承载力的计算科学性和准确性，必须要以全截面抗弯作为计算基础，根据相应的计算经验，在洞口越小的条件下，剪力墙结构的性能越理想，越可以发挥其在建筑结构中的优势。
3高层民用建筑剪力墙结构设计优化策略
3.1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[3]。
3.2正确处理剪力墙的墙肢
对高层民用建筑中的剪力墙结构设计而言，为提升其总体的结构性能，相应的设计标准中明确规定了剪力墙延展性要求，因为高层民用建筑中的剪力墙高度较大，在设计时就应该从延展性方面考虑，尽可能用弯曲剪力墙来替代原先的剪力墙结构，以通过这种方式来使得剪力墙的机械强度达到相应的标准。对于一些长度较大的剪力墙而言，可以通过开洞的方式减少结构裂缝的出现，使得在整个建筑结构中，剪力墙中的钢筋可以更好地发挥其支撑作用。因为大墙肢在地震作用下很容易断裂，因此，如果剪力墙中的墙肢长度超过了8m，一般可以通过开洞设计的方式来减弱地震效应干扰。
3.3科学控制剪力墙的弯矩
建筑工程中剪力墙结构的设计需要结合实际工作要求，对剪力墙的结构以及特点等进行分析。剪力墙自身的抗压能力以及承载力比较强，但是平面外的承载力相对来说却比较低。导致剪力墙连接的位置可能会由于外部承载力能力差的情况导致墙体出现弯矩，这也是剪力墙比较容易出现的问题。针对这个问题首先在剪力墙设计中需要控制好弯矩。可以在剪力墙墙面连接的位置设计与剪力墙外侧的连接结构。具体的操作中可以先设计梁轴线的位置，并结合轴线的位置和方向以及剪力墙的方向，合理计算弯矩，保证设计的科学性。同时，做好扶壁柱的设计工作，合理设计扶壁柱可以提升剪力墙的强度和刚度，保证剪力墙质量。如果在剪力墙设计中出现扶壁柱设计问题，需要及时更改设计，如果无法更改，必须立即采取有效的改善措施，可以通过在梁墙间设计暗柱的形式做好配筋的预估和计算，控制好弯矩。
3.4合理设计过渡层
过渡层的设计效果同样与剪力墙结构体系性能之间有着直接的关系，主要是由于高层建筑结构中非常重视结构抗震性这一性能，地震灾害发生的瞬时时间段内，地震作用力将对剪力墙产生巨大的冲击，而当过渡层剪力墙墙体受到部分荷载干扰时，势必面临承载力减小的趋势，对剪力墙结构性能的不利影响非常大。因此，高层民用建筑中的剪力墙结构设计中，应从整体的结构性能着手，对剪力墙的各个细节加以适当调整，使得各个结构参数都符合设计标准。设计人员在充分进行了相应的受力特点分析以后，才能够开展相应的结构计算，通过科学的过渡层布置，来起到地震能量的削弱作用[4]。
结束语
综上所述，建筑剪力墙的设计中存在多种剪力墙形式，不同剪力墙的应用工程存在一定的区别，因此需要结合具体工程情况选择合理的剪力墙。同时在剪力墙设计等方面的处理，并做好人员的培训工作，保证剪力墙设计和施工的合理性。
参考文献
[1]唐红.民用建筑结构设计的要点分析[J].建筑与装饰,2021(5):1,3.
[2]张宗霏.分析高层民用建筑结构设计的要点和常见问题[J].居业,2020(6):106,112.
[3]申希虎.浅谈民用建筑结构设计的关键技术发展[J].建筑与装饰,2020(17):154,159.
[4]董静萍.民用建筑多层框架结构设计及注意事项分析[J].低碳世界,2020,10(8):110-111.