田靓

摘 要：剪力墙也被广泛的称之为挡风墙、抗震墙、结构墙，为此它在房屋结构中的主要作用在于抵挡各种荷载，是建筑物主要的支撑结构。剪力墙作为承担竖向荷载也就是常说的重力、抵挡水平荷载的主要结构，是一个能与墙体、楼板共同组成受力体系的结构，它的主要缺陷在于不能拆除或者说是无法破坏。就目前我国建筑工程现状而言，剪力墙结构由于造价高、施工困难、材料耗费大的特点而往往被建设单位所限制，为此在其设计中需要认真地进行归纳和总结。

关键词：高层剪力墙；结构优化；设计；策略

1 前言

随着人们生活的日益丰富，高层建筑的数量也在持续增加，而对高层建筑的设计上，剪力墙结构的优化设计具有重要作用，对剪力墙结构进行了合理选型和优化布置，从经济上来说就节省了许多不必要的花费。本文对高层建筑剪力墙结构设计进行了分析探讨。

2 高层建筑剪力墙结构设计的概述

高层的建筑结构因为不断要承担垂直的和水平的荷载，同时还要去抵抗地震，而在低层的结构上，水平的荷载所产生的内力以及位移都是非常的小的，所以一般的情况是能够被忽视的；可是在现代的高层的建筑上，水平的荷载以及地震力的作用已经成为了高层的建筑剪力墙的主要控制的因素。剪力墙的结构在水平力饿作用下侧向的变形的特征是弯曲型。剪力墙的结构所承担的竖向的荷载还有水平的荷载的能力都是非常的大的。它的主要特点是整体性比较好，而且侧向的刚度也比较大大，同时水平力作用下的侧移比较小，而且因为没有梁和柱等外露等凸出的问题，所以桁架的方便进行房间内部的布置。在水平的地震作用下，高层的短肢剪力墙的结构主要表现为整体呈现弯曲的变形，底部的外围的小墙肢承因为竖向的荷载很大，锁业破坏也就严重，尤其是一字形的小墙肢的破坏是最厉害的。

3 高层建筑剪力墙结构优化设计的主要原则

剪力墻又称抗风墙或抗震墙、结构墙。房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载的墙体，防止结构剪切破坏。

它分平面剪力墙和筒体剪力墙。平面剪力墙用于钢筋混凝土框架结构、升板结构、无梁楼盖体系中。为增加结构的刚度、强度及抗倒塌能力，在某些部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。现浇剪力墙与周边梁、柱同时浇筑，整体性好。筒体剪力墙用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中，由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成，筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体，其刚度和强度较平面剪力墙高可承受较大的水平荷载。

墙根据受力特点可以分为承重墙和剪力墙，前者以承受竖向荷载为主，如砌体墙；后者以承受水平荷载为主。在抗震设防区，水平荷载主要由水平地震作用产生，因此剪力墙有时也称为抗震墙。

最后，在对剪力墙的设计进行计算时，不仅要考虑到竖向作用下的结构分析，好要考虑到水平作用下结构分析，在计算出内力结果之后，就要根据偏压或者偏拉来验算。在计算剪力墙承载力时，如果是带翼墙，那么，计算宽度通常情况下都是取最小值。

4 高层建筑剪力墙结构设计策略

4.1 对转换层结构的设计给予足够重视

在剪力墙结构设计的布置过程中要将转换层的结构设计布置好。剪力墙结构的设计在建筑物的设计中占有重要作用，应该得到我们的加倍重视，对其重视的同时还要考虑到在高位转换的底部大空间当中，它的结构相对其他空间要复杂的多。因为当转换层的刚度和质量比较高使，转换层会随着高位转换而升高，其中最应该得到重视的是能够有效的将转换层和上下的刚度调整到接近的地步，对于转换层来说，质量与刚度都不应该太大，最终转换层附近能不能达到层间位移角基本均匀的情况，这要控制在水平作用力之下，然后在空间范围上进行仔细的分析，检查均匀受力的情况。再转换层中要选择那些重量与刚度都比较小的材料，在现实计算时，对关系组合的振型数要进行仔细的选择。只有通过计算，才能找出在转化层结构中，风险度最高的部分，然后再针对这一部分通过内力分配的特点进行分析讨论，改善风险部分的设计特点，对构件的配筋进行合理的调整，将薄弱环节改为保险环节。

4.2 高层建筑的剪力墙的抗震设计

高层建筑中，剪力墙是主要的抗震结构，因为剪力墙的水平方向的刚度比较大，所以特别容易满足小震作用下的结构，尤其是高层结构中的侧向位移的限制。但是，对于建筑物的刚度的大小，历来都有很多的争议。对于钢筋混凝土的剪力墙的结构，通过一些地震灾害的事实表明，刚度比较大的结构通常灾害要小一些。但是，结构刚度并不能没有限制的增加，因为在通常的情况下，建筑物的刚度如果越大，承受地震力的水平也会随着变大，那么工程的费用也就变高了，这里就需要掌握好一个尺度的问题。针对高层建筑，控制这个标准的要素主要有两个。

控制结构上的水平位移。首先应该使结构的水平位移满足《高层建筑混凝土结构技术规程》中的有关结构水平的位移的限值的规定。

控制地震力。在地震力的计算值比较小的情况下，有的时候也会出现结构的顶点位移满足要求的一些假象，所以，只有底部的剪力在合理的要求的范围内，对位移和内力以及配筋的情况做检查才有意义，规范规定的剪力墙的结构的底部的剪力系数的范围可以防止剪力过小。

严格控制以上两个因素，就是对剪力墙的合理布置的有效控制。这些内容在《高规》中并没有明确的规定，但是工程师出于结构的安全、设计的方便、设计周期的缩短等考虑，往往把结构设计的比较保守，在一定程度上没有充分的发挥材料的性能，在造价上造成了一定的浪费。所以，深入的开展对剪力墙的结构的设计的研究是非常有现实意义的。

4.3 对于剪力墙连梁设计的优化

我们在进行设计的时候要去对连梁做出塑造性的幅度的调整，这样做的目的是为了达到减少低剪力的设计数据的目的。通常在进行设计的过程中我们经常是去使用这两种方法来实现在计算内力之前先去先折减连梁的刚度，并且在计算之后再把连梁弯矩还有剪力的两者的值还有折减的系数相互的乘一下。不论哪种方法，我们都要保证剪力值不小于使用值，否则在地震时容易出现裂缝。

4.4 对底部加强部位设计的优化

在高层的建筑的剪力墙的结构中，底部的加强部位的高度是能够去选取嵌固部位之上的墙肢的总高度的十分之一还有底部的两层高度他们两个中的一个最大的值；底部带有转换层的这种高层的建筑的结构，它的剪力墙底下的加强的位置上的高度是可以选择可支层加上框支层以上量层的高度和墙肢总体的高度的十分之一。

5 结束语

综上所述，通过对高层剪力墙结构优化设计的相关研究，我们可以发现，要想更好地做到剪力墙结构的优化设计，就要充分分析与掌握其中的关键点，因此有关人员应该密切联系高层建筑的客观实际，制定最优化的剪力墙结构优化设计方法。

参考文献：

[1] 王欢庆.浅议高层短肢剪力墙结构设计[J].黑龙江科技信息.2013（4）：30～31

[2] 陈广燕.对房屋剪力墙结构设计的几点思考[J].中小企业管理与科技（上旬刊）. 2008（8）