摘 要：建筑行业在近些年发展迅速，各地高层建筑项目的数量也呈明显上升趋势。剪力墙结构作为高层建筑结构设计的重要组成部分，其设计质量自然也备受关注。本文结合高层建筑结构设计的发展，分析了高层建筑的受力的情况，就高层建筑剪力墙结构设计的要点，以        

　　关键词：高层建筑论文

　　摘要：建筑行业在近些年发展迅速，各地高层建筑项目的数量也呈明显上升趋势。剪力墙结构作为高层建筑结构设计的重要组成部分，其设计质量自然也备受关注。本文结合高层建筑结构设计的发展，分析了高层建筑的受力的情况，就高层建筑剪力墙结构设计的要点，以及如何做好结构优化设计等问题进行分析探讨，以供具体研究或实践进行参考。

　　关键词：剪力墙；高层建筑；结构设计

　　1工程概述

　　以某高层建筑施工项目为例，该项目建筑总层数为18层，其中地面以上层数为17层，地下室为1层，建筑长72m，高54m，施工中主要应用的是剪力墙结构。在处理该高层项目剪力墙结构时，主要对建筑自身水平荷载和垂直荷载力进行承受，其自身高抗侧强度，主要为刚性结构体系，以抵抗水平侧力。

　　2高层建筑项目结构受力分析

　　2.1水平荷载对于高层建筑项目而言，它的竖向荷载几乎不会有太大的变动，而对于受地震影响的水平荷载，其数值由于受到建筑结构的动力特性影响，会存在很大程度的波动变化。2.2轴向变形高层建筑在竖向荷载方面，其数值相对较大，这就极容易在柱中导致轴向变形的问题。所以在实际的结构设计中，设计人员需对轴向变形计算值进行细致分析，以此来合理确定下料长度。2.3侧移控制对于高层建筑项目而言，由于建筑高度的提升，会使水平荷载下的结构侧移变形问题加剧。这也是高层建筑在结构设计中必须引起重视的问题。建筑结构设计人员必须要把这一问题控制在允许的范围内。2.4结构延性相比于一般建筑的结构，高层建筑结构更为柔和，因此它受剧烈震动影响而产生的变形问题也更为严重。想要使它在塑性变形阶段有良好的强变形水平，就需要在建筑结构设计中通过有效手段，确保其结构延性。

　　3高层建筑剪力墙结构优化设计的要点措施

　　3.1科学布置剪力墙结构在对高层建筑剪力墙结构进行设计时，首先要对剪力墙结构进行科学合理的布置。要结合高层建筑项目的实际需求，明确剪力墙结构轴线，对结构进行规则、对称、均匀、合理的布置。这里需要强调两方面的问题，一是竖向承载构件的布置，二是建筑结构的对称性布置，避免建筑因水平地震力的影响而出现扭转效应。3.1.1科学布置短肢剪力墙结构在高层建筑项目中，选择短肢剪力墙结构的优势在于能够在建筑结构的布置方面具有一定的灵活性，这对于结构较为复杂的高层建筑而言，具有十分重要的意义。但也需要注意到，如果过多的使用该类型设计，会使建筑结构自身的抗震性受到影响，难以保障建筑稳定性。因此短肢剪力墙结构的布置要科学合理，结合建筑自身设计及抗震需求进行深入分析。3.1.2尽量避免出现独立小墙肢在高层建筑剪力墙结构设计中，应极力避免独立小墙肢现象的出现。一旦这一问题出现，会增加整个高层建筑项目施工的难度，影响整个剪力墙结构的设计。在面对这一问题时，一般会采取合并洞口、合理布置剪力墙的措施来应对，借此降低整个工程的难度。3.1.3控制好剪力墙结构刚度在高层建筑剪力墙结构设计中，整体结构的刚度控制是一项关键要点。如果通过缩短工期来过大增加结构刚度力度，不仅会造成建筑资料的浪费，还可能导致墙肢、连梁超筋等达不到结构要求的指标，增加截面设计难度。因此需控制好剪力墙结构的刚度，不宜使其过大，保证结构的延性。3.2对剪力墙连梁设计进行优化连梁设计是优化剪力墙结构的重要环节，它起到的是与墙体的协调作用。由于剪力墙结构自身就具有一定的刚度强度，为了更好的满足抗震设计要求，可以对连梁刚度进行一定程度上的折减。在折减值方面，一般不小于0.5，其最佳状态可控制在0.5-1.0之间。如果剪力墙结构的正截面与斜截面所受承载力未达到要求，可以考虑降低连梁高度。此外，也可以根据建筑项目的实际特点，适当增加剪力墙厚度与连梁截面，以更好的满足设计需求。3.3剪力墙结构参数的优化设计剪力墙结构设计的优化要对各项相关参数进行有效控制，保证设计中的合理性。这其中主要的参数就主要包括位移比、侧向刚度比、周期比、刚重比、层间位移角等等。对这些参数进行优化，有助于提升剪力墙结构性能。例如，通过对建筑结构的位移比参数进行优化，就可以对剪力墙结构布置的不规则性进行限值，避免结构偏心力过大，使建筑结构出现扭转问题。3.4底部加强部位的优化设计一般在高层建筑剪力墙结构设计中，底部加强部位的高度取值主要基于两点来考虑，一是取底部两层的高度，二是取嵌固部位上方墙肢总高度的八分之一左右。在实际取值中可对比这两个数值，然后取最大值。若存在底部带有转换层的情况，可再加上框支层及其以上2层的高度，对比之后再来取最大值。3.5优化转换层的结构设计工作当前很多高层建筑项目都趋向于结构功能的多样性发展，因此这些高层建筑在功能形式上也变得更为复杂多样。例如，在高层建筑的不同部位间，就存在不同的使用功能，这就需要设计人员在具体的建筑结构设计中，有针对性的做出应对，设置转换构件来做好建筑结构间的衔接，即优化转换层设计。在转换层的结构形式上，应控制转换层的质量和刚度在一个较小的范围内，不宜使其过大。要通过计算找出转换层的薄弱部位，分析内力分配的具体特征，优化内力设计并改善薄弱环节，提升其整体性能。3.6对墙身设计环节进行优化墙身设计也是剪力墙结构优化中不容忽视的要点，它对于建筑结构整体的抗震性能会产生重要作用。其中，钢筋结构的优化设计是这一要点的主要方面，无论是结构中的横向钢筋还是竖向钢筋，都要在具体设计过程中完善对应搭配，结合斜截面与正截面的抗剪承载力与抗弯承载力，做好标准验算工作。此外，要结合相关的规范标准要求，做好剪力墙钢筋配置工作。对于一级、二级与三级的抗震结构设计，要对应做好暗柱和端柱的布置，提升建筑结构稳定性。同时水平、竖向配筋都要超过0.3%。而对于四级、五级的非抗震设计而言，水平、竖向配筋都要超过0.2%。最后在结构墙身设计中，还要注意控制好钢筋间的距离安排布置。

　　结语

　　综上所述，剪力墙结构设计是一项系统且复杂的工作。随着当前高层建筑项目的不断增多，对剪力墙结构技术进行细致研究，探究其优化设计的关键要点，发挥出剪力墙结构的整体优势，对于保障高层建筑项目功能结构的安全稳定具有重要意义。作为建筑行业的设计人员，要对剪力墙结构这种常见的结构类型有深入全面的认识，采取有效的措施手段对各项环节进行优化设计，提升建筑项目的设计水平。相信随着相关研究及实践工作的不断深入，高层建筑剪力墙结构设计的发展将会迈向一个新高度。

　　参考文献

　　[1]曹彬,李铭.高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析[J].中国建筑金属结构,2013,22:65.

　　[2]刘霁,王帅.建筑剪力墙结构设计要点及优化措施探析[J].科技创新与应用,2016,14:257.

　　[3]祝捷.高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点探讨[J].中华民居(下旬刊),2014,10:78.

　　现代建筑的特征是形态多样化、功能多元化，这样的特征说明了我们国家房屋建筑技术的正在日益完善。本文主要分析高层建筑结构中的框架剪力墙设计，在当前技术条件下，框架剪力墙结构因其灵活性，满足了人们对居住环境多元化的要求，因此，在高层建筑结构设计中框架剪力墙设计被广泛应用，但是在实际施工中还存在一些问题，需要相关技术人员与施工人员对其进行深入研究，找出问题，及时改进，这样才能为高层建筑的质量提供可靠的保障。

　　1框架剪力墙结构设计概述

　　高层建筑相比普通建筑，结构比较复杂，框架剪力墙结构有效结合框架结构与剪力墙结构的优点，使其在高层建筑中得到广泛应用。对于框架剪力墙结构优化设计，要同时考虑结构的受力、稳定性以及工程造价，这样才会使框架剪力墙结构的优化真正兼具经济性与使用性。

　　高层建筑结构设计中要特别注意抵抗水平荷载的作用力，框架剪力墙结构中抵抗侧力的主要是剪力墙，所以剪力墙刚度对于结构的优化具有重要的意义，在高层建筑具体设计、施工中，一定要保证剪力墙的合理刚度。

　　2框架剪力墙结构的变形以及受力特点

　　2.1框架剪力墙的变形特点

　　框架剪力墙结构是由框架结构以及剪力墙结构组合而成的一种结构，框架结构与剪力墙结构在受力性能以及变形特性方面都有所不同，框架剪力墙结构侧向变形在剪切变形和弯曲变形之间，水平力作用下，剪力墙的变形主要是弯曲变形，框架的变形主要是剪切变形[1].框架结构与剪力墙结构的水平位移需要保持一致，这样才能保证框架剪力墙结构呈反形的剪弯型变形曲线，框架结构下部位移增长很快，随着楼层高度的增加水平位移增长速度减慢，而剪力墙结构与之相反，这样两者结合的框架剪力墙结构侧移就比较小，从而使框架剪力墙结构中的内力有合理的分布。框架由梁柱线性杆件组成，其受力特点与竖向悬臂剪切梁相似，它的变形曲线是剪切形，框架结构中的所有框架变形曲线都是剪切形，因此，水平力是根据框架的抗推刚度D比例来分配的。

　　剪力墙与框架结构不同，它是一种竖向悬臂弯曲结构，变形曲线是弯曲形，具有很大的抗弯曲刚度，水平力是根据剪力墙等效刚度EI比例分配。

　　2.2框架剪力墙结构的受力特点

　　同一个结构单元内，框架结构与剪力墙结构通过水平面内具有无线刚度的楼板相连，这样使得两个结构不能独自按照自身的弯曲变形或者剪切变形进行变形，因为两者在同一楼层的位移必须保持一致。忽略扭转力的作用，框架结构与剪力墙结构一起工作，两者之间相互作用，就形成在框架剪力墙结构的下部，剪力墙因框架的作用向前推，框架正好相反的受力状况[2],沿竖向剪力墙与框架之间水平力的分配随着楼层的变化而发生改变，所以在框架剪力墙结构中，两者之间不是按照各自单独作用时的抗推刚度D、等效刚度EI进行水平力分配，在这种结构中，顶部存在剪力，是由于顶部剪力墙一起工作，相互之间肯定会产生荷载，框架在整个结构的中部存在最大剪力值，底部剪力较小，剪力墙承担主要的剪力。

　　3框架剪力墙结构的设计要点

　　3.1剪重比的设计要点

　　剪重比是建筑抗震设计中的一个重要参数，对于高层建筑的框架剪力墙结构来说剪重比更加重要，因为剪重比对于剪力墙具有重要的意义。如果剪力墙结构的设计周期比较长，加速度变化以及地面位移对其影响就比较大，但是，现实中很难准确计算传统振型的分解法，因为地震影响系数经常会出现较大的波动，长期作用会给选值带来很大影响，使得计算结果与实际情况不相符。因此在框架剪力墙结构中，确定剪重比时，一定要与各楼层的水平地震力相比取其最小值，因为剪重比达到最小，才能满足高层建筑安全方面的要求。

　　3.2刚重比的设计要点

　　在框架剪力墙结构中，刚重比与剪重比一样具有重要的意义，因为刚重比既直接反应建筑结构刚度与重力荷载之比，又是框架剪力墙结构稳定性的重要保障[3],因此，高层建筑技术人员必须严格按照建筑工程技术标准确定刚重比[3].同时，高层建筑框架剪力墙结构的设计要结合工程实际情况以及工程施工标准，这样才能保证刚重比的设计合理。

　　3.3框架剪力墙结构的整体抗震性能设计

　　框架剪力墙结构包含框架和剪力墙这两种结构，只有两者合理布置才能发挥不同结构的优点，使得框架剪力墙结构有较大的抗侧刚度，侧向变形在剪切变形之间，能够有效降低楼层变化产生的位移变化，更容易获得较大空间。

　　（1）框架剪力墙结构相比单独的框架结构，对梁、柱节点要求比较低。框架剪力墙结构中剪力墙是重要的组成部分，所以结构中的梁纵筋在节点区锚固要求较低，与框架结构要求不同。地震作用力主要是沿框架剪力墙结构的两个主轴方向，但并不是两个主轴方向上的作用力都会达到最大值。正交作用在竖向抗震构件中作用明显[4],所以框架结构需要在节点核心位置设置足够的箍筋，框架剪力墙结构因为存在较多剪力墙，不用考虑正交作用的影响。

　　（2）在框架剪力墙结构的高度方向上，如果存在结构不一致，有超强部位，也有软弱的位置，在抗震作用下，就会导致结构曲率延性集中在结构比较软弱的位置，这样会对结构产生破坏。原因就在于软弱的位置因为作用力出现很大的非弹性变形，但是其他位置仍旧处于弹性阶段，所以，框架剪力墙结构的设计要重视剪力墙高度的连续性。同时，框架剪力墙结构设计中的承载力部分一定要尽量保持截面设计的承载力和地震反应相适应。剪力墙对于框架剪力墙结构抗震设计具有重要的意义，所以要注意剪力墙的延性设计，双肢剪力墙的延性相对较好，其各层连接梁能够形成塑性铰，这样就能够有效的吸能、耗能，提高剪力墙延性，延缓底层墙铰产生。

　　（3）框架剪力墙结构设计中，深连梁剪力比较大，但是延性比较低，没办法与整体结构的延性保持一致。所以在设计中应该限制剪力墙延性，有时为了能在弹性阶段吸掉大部分能量，就需要提高剪力墙承载力，但是这种方法存在的问题就是会提高工程造价，为了避免工程造价过高，可以采用双连梁，这种方案可以有效改善连梁的受力[5].设计过程中通常采用双连梁剪力墙设计方法，这种方法的优点在于降低连梁刚度，同时还可以有效降低截面承载的弯矩以及剪力，从而改善连梁受力性能，这样就不会发生连梁截面超筋的现象。除此之外，在框架剪力墙结构设计中把双连梁和其他不同类型的连梁超筋方案进行有效结合，这样就会实现受剪面积不变，但是连梁与剪力墙两者的受力得到改善的目标。

　　4结语

　　大量的建筑工程施工积累了很多经验，高层建筑结构中的框架剪力墙结构设计与施工也日渐成熟，但是随着人们对建筑功能要求的提高，框架剪力墙结构设计还需要及时改进，这就需要相关施工人员以及技术人员在具体实践中不断研究、探索，注意框架剪力墙结构设计中的要点，在设计过程中做到严格按照标准，全面考虑，用严谨的工作态度对待高层建筑结构中的框架剪力墙结构设计中的每个内容，把高层建筑的安全性、抗震性作为施工中应该时刻遵守的原则，为框架剪力墙结构设计的合理性提供保障，促进高层建筑的质量提高。

　　参考文献：

　　[1]秦小东。浅谈高层建筑结构设计分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（15）。

　　[2]肖小兵。高层建筑结构框架剪力墙结构设计分析与研究[J].中国房地产业，2012（9）。

　　[3]王文平。高层建筑结构设计分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（21）。

　　[4]刘金叶。关于高层建筑框架-剪力墙结构设计分析[J].科学时代，2014（7）。

　　[5]赵玉刚。对框架-剪力墙结构设计中的要点分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（24）。