高层建筑结构设计特点与剪力墙设计
[摘 要]通过进行科学的剪力墙结构设计、长度设计、配筋设计，能够有效保证城市高层建筑结构的安全性，提高剪力墙结构的稳定性。对于剪力墙结构设计人员来说，要结合总体建筑结构的特点，不断完善原有的建筑结构设计方案。文章针对城市高层建筑结构设计中存在的问题，进行科学分析，详细介绍了城市高层建设结构设计特点，提出剪力墙设计方案，希望能够给相关学者提供一定的借鉴。
[关键词]建筑结构；设计特点；剪力墙设计
中图分类号：R61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0275-01
引言
在不同的高层建筑中，剪力墙结构的特点和设计时的布置是不相同的，所以，我们在进行高层建筑物的设计施工时，要进行地质情况的实地的考察和研究，同时对高层建筑物结构特点仔细分析，以满足高层建筑的安全性、稳定性和经济性。
一、剪力墙结构
1.1 剪力墙的概念
剪力墙是建筑中主要承受风荷载以及地震等原因引起的水平荷载的墙体。因而，剪力墙也被称为抗风墙、抗震墙以及结构墙。剪力墙的功能是防治建筑遭受水平剪力的破坏，并能较好地保障房屋和建筑的坚固性，通常使用钢筋混凝土用来制作。按照不同的施工方法，剪力墙也被分为了不同的众多种类，例如混合结构剪力墙、框架结构剪力墙、框筒结构剪力墙等，由于其自身具有的抗侧刚度大的特点，在国内的建筑行业得到了广泛的应用。
1.2 剪力墙的结构分类
剪力墙的分类主要依据墙体上的开洞和洞口尺寸的大小，并可以把墙体分为实体墙、多肢剪力墙、壁式框架剪力墙、小开口的剪力墙四种结构。其中实体墙不开洞，其他三种墙体都具有不同尺寸的开洞情况。分析如下：①实体墙。实体墙是墙面上不开洞的剪力墙的一种，这种剪力墙变形时常为曲形，墙体的弯矩图中不会产生反弯和突变，结构相对稳定，不会出现异常情况，墙体的刚度较大；②多肢剪力墙。多肢剪力墙需要在墙体上开洞，并且开洞的面积较大，也包含一种开洞为列状的结构。这种剪力墙的墙体弯矩图中不会发生任何异常情况，整体强度类似于小开口的剪力墙；③壁式框架剪力墙。壁式框架剪力墙在墙体上的开洞尺寸很大，此外，这种剪力墙的墙肢线上的刚度和剪力墙连梁线的刚度较为相近。壁式框架剪力墙的变形多为剪切型，受力特点类似于框架结构的剪力墙。
二、剪力墙结构设计原则
剪力墙结构设计具有较强的专业性，在具体设计过程中，要求设计人员对剪力墙结构设计过程要充分和全面的考虑，要保证剪力墙要与建筑整体极限位移要求相符，同时还要更好地体现出框架剪力墙结构体系中多种抗侧移构件的优越性，以此来确保结构体系建设的经济性、科学性和安全性。在具体设计时，还要严格控制剪力墙结构布置的数量，虽然剪力墙结构具有显著的综合性能，但在具体数量设计时还要与极限位移控制要求相符。即在实际设计过程中，设计人员需要遵循众多规范和要求来合理设置剪力墙结构，全面提高高层建筑工程项目结构设计的质量。
三、剪力墙结构设计分析
3.1合理配置剪力墙暗柱钢筋
在具体剪力墙结构设计时，一级、二级和三级剪力墙都需要设置暗柱和端柱。而且通过合理设计暗柱钢筋，不仅可以有效地消耗大量的地震波能量，并能够增强剪力墙边缘的抗拉能力，从而全面提升建筑的稳定性。
3.2合理布置剪力墙结构
在具体设计剪力墙结构过程中，需要通过合理利用钢筋混凝土来增强剪力墙的承载力，特别是增强剪力墙水平方面的荷载力。因此要合理布置剪力墙结构，确保在满足建筑本身要求的同时，还要考虑到建筑自身的曲线问题，从而对剪力墙进行合理规则布置。
首先，慎重选择短肢剪力墙。短肢剪力墙结构抗震性能较差，在具体应用过程中无法对建筑物稳定性起到保障作用，因此在选择短肢剪力墙结构时要综合多方面因素进行考虑，不仅要做到灵活布置，而且还要尽可能地减少建筑结构的重量。其次，布置剪力墙结构避免出现独立的小墙肢。当剪力墙设计时存在独立小墙肢的情况，会增加建筑施工的难度。因此在具体设计过程中，要对洞口进行合理合并，避免使用独立的墙肢，通过合理设置剪力墙来有效地降低施工的难度系数。最后，设置剪力墙结构时要确保整体刚度。剪力墙刚度与抗震性能和施工时间具有直接的关系，因此在具体设计时，通过合理对剪力墙结构进行布置，以此来确保剪力墙整体刚度，不仅有效地保证了具体的施工时间，而且对增强建筑整体抗震性能也十分有利。在具体控制剪力墙刚度时，要遵循位移限制标准的要求，增强建筑墙肢与连梁超筋之间的抗剪能力，并进一步降低截面设计难度系数。
3.3合理的控制剪力墙结构参数
高层建筑结构承重不同于普遍建筑，在剪力墙结构设计时，需要合理控制各项参数，以此来将高层建筑各项荷载控制在有效范围内。同时还要合理设计结构参数，特别是要保证轴压比、剪重比、刚重比、层间位移角、层间受剪承载力比、位移比、刚度比和周期比设计的合理性，并将其数据有效的控制在规定的范围内，以此来保证高层建筑不会发生扭转和偏心力的情况。在具体设计结构参数过程中，还要对剪力墙自身的不规划性进行限值，将具体的数据控制在规定的范围内。
3.4剪力墙的连梁设计
在高层建筑剪力墙结构中，连梁作为高层建筑与剪力墙结构连接的重要结构，连梁两侧与剪力墙之间相连接。由于剪力墙结构自身具有的强度和刚度会对连梁产生一定的内力，因此在具体设计过程中，需要对内力进行计算，通常会采用刚度折减方式来进行计算，并对折减值进行有效控制。当高层建筑在风力和地震作用力下，必然会使连梁有较大的内力产生，因此会对连梁结构性能带来较大的影响。在具体设计过程中，为了能够有效地降低连梁内力，通常会通过增加剪力墙洞口宽度、在连梁中部开水平缝方法来对各种应力进行削弱，减少其对连梁所带来的破坏，确保高层结构能够具有较好的稳定性。
3.5对墙身设计环节的优化
在剪力墙结构设计中，需要对墙身设计进行优化，以此来增强建筑结构的整体抗震性能，这是具体设计工作中非常重要的部分。在优化墙身设计过程中，需要做好钢筋结构市尺载作，确保结构中横向钢筋和竖向钢筋能够对应搭配，并有效地将斜截面与正截面的抗剪承载力与抗弯承载力有效结合，以此来完成标准验算工作。并在具体设计要严格依照规范标准要求，实现剪力墙钢筋的有效配置。合理布置暗柱和端柱，进一步完善一級、二级和三级抗震结构设计，确保建筑结构稳定性的全面提升。另外，在结构墙身具体设计过程中，还要对钢筋之间的距离进行合理布置，全面提高墙身设计的质量。
四、结束语
以提高高层建筑工程施工效果为目的，在对其进行剪力墙应用分析时，需要结合剪力墙结构所具有的特点，以满足实际建设需求为目的，确定设计要点，从多个方面进行分析，做好各设计细节的控制，避免各类因素对设计结果造成的影响，争取不断提高工程建设综合效益。
参考文献
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