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【摘要】剪力墙结构设计是高层建筑结构设计的重要组成部分，随着建筑行业的蓬勃发展，剪力墙结构设计在建筑设计中越来越重要。其中建筑剪力墙结构设计细节较多，需遵循一定的设计思路，才能够确保设计的优化及完善。本文对高层建筑剪力墙结构的应用和优化设计进行探讨。
【关键词】高层建筑；剪力墙；结构设计
高层建筑是未来建筑行业发展的主流，而高层建筑剪力墙结构的应用也将会变得更加广泛。剪力墙体侧移小、抗侧刚度大、抗震性能良好，越来越引起建筑界的关注。但是，在实际的应用中，剪力墙结构还不够完善，仍需要对剪力墙结构重视，不断的对剪力墙结构的设计进行优化，提高设计水平，让高层建筑的性能也得到进一步的提升。
1、高层建筑剪力墙结构设计概述
剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构体系，对高层建筑的经济性和抗震性能都有比较大的影响。高层建筑结构主要通过剪力墙、筒体以及框架来承受负荷力，剪力墙以负荷承受力强，良好的整体性、结构刚度合理的优点，有效的改善了以往结构中的露梁、露柱的现象，促进高层建筑结构的有效稳定运行。高层建筑剪力墙结构设计所要遵循的最基本的原则就是安全、经济。即兼顾设计质量的同时，还需要考虑到经济成本，建设单位是否有足够的资金进行设计优化，实现最佳的目标。一般情况下，优化高层剪力墙结构时，主要需要对以下几个方面的因素考虑：一是要可以将材料的力学性能充分发挥出来，使结构布置更加的科学合理，截面设计更加的科学；二是要提高结构的抗风性和抗震性，要可以将剪力墙抵抗水平荷载的能力发挥出来；三是要在保证建筑物质量的基础上，降低工程的总造价。
2、剪力墙结构在建筑结构应用中的要点
2.1结构选择
建筑结构设计中，往往存在多种剪力墙设计方案。设计初期，设计单位和施工单位要建立良好的沟通互动关系，依据具体项目背景，选用科学的剪力墙结构体系、材料和构件截面尺寸，使建筑工程造价处于可控范围内。对于高层建筑的结构布置和建筑本身的功能设计应该是平衡且匹配的，否则必然会造成经济损失和资源的浪费。对于施工的成本，也应该作为设计方案时的一个需要重点考虑的部分，合理控制成本，尽可能完善功能，将结构布置合理，这样对高层建筑的整体成本预算也能够更好的掌握。 当设计方案进入到收尾阶段的时候，更应该对项目的经济性，整体建筑的功能等进行综合的考量。
2.2结构布置
在剪力墙布置方案中，合理确定剪力墙的定位，才能使剪力墙结构发挥出最大的优势。为了保证高层建筑结构设中剪力墙结构布置的合理性、恰当性、以及科学性，就要对位移比例、周期比例等等，一些参数进行有效的控制。位移比例通常是指高层建筑中，竖向构建本身的楼层之间的位移与楼层平均值，以及水平位移之间的比值。通常情况下，剪力墙结构的内侧设置为竖直方向的钢筋配筋，而其外侧为水平方向的钢筋。需要注意的是墙体配筋及构造边缘构件需要满足规范要求的最小配筋率，约束边缘构件除满足最小配筋率以外，也需复核计算配筋的要求。此外，在进行剪力墙的布置的时候，建筑物存在的其他因素对于其本身的影响也应该考虑在内。另外，剪力墙的底部小墙肢及拐角处的墙肢，均是剪力墙结构中的薄弱点，需要特别注意它的设计和工艺，及时避免出现不利影响。
2.3计算机软件应用
为了能够更好地设计模型，同时使有关的数据计算更精确，需要在剪力墙结构设计应用计算机技术进行精确计算。设计人员除了采用计算机，实现剪力墙结构计算之外，更要依据自身的专业构成及工作经验，对具体设计过程进行有效判定，提高设计质量，将设计过程中的偏差降到最低。而构件计算过程中，要通过结构试验，使计算结果更加准确，从根本上消除误差，做到把专业知识理论与专业技能、计算机技术相结合和统一，以此来提高剪力墙设计的水平。
3、高层建筑剪力墙结构优化设计措施
3.1合理掌握剪力墙的尺寸及其外形
科学合理的设计方案是剪力墙结构设计的基础和保障，其不仅关系到建筑工程的整体性能，而且直接关乎建筑主体结构质量。要想使建筑剪力墙结构设计得到有效优化，便有必要合理掌握剪力墙的尺寸及其外形。对于不同的墙体结构来说，其设计也存在差异；所以剪力墙结构设计在竖直或水平方向的刚度及其荷载分布均有所差异。对于剪力墙结构来说，要想使自身的稳定性得到有效保证，便需要优化设计外形，通常选取T形或者L型最好，这两种外形方案的选择均能够减轻墙体的重量，进而使剪力墙结构的外形体积得到有效减小，并使剪力墙侧向刚度的提高得到有效促进。此外，在剪力墙结构使用过程当中，需保证剪力墙2个方向中至少有一个与标准相符，且另一个不宜偏短，误差值控制在1m内，这样才能够使配筋问题得到有效避免。
3.2优化设计剪力墙边缘构件
边缘构件设置与否是影响剪力墙塑性变形能力的一个重要因素，通过在剪力墙两端及洞口两侧设置边缘构件可以大大提高剪力墙的塑性变形能力，从而提高抗震性能。对结构洞进行合理的设置，尽可能降低墙肢长度之间的差异性，保证各片剪力墙可以均匀分配地震作用，并注意控制各墙肢轴压比，使各墙肢轴压比在竖向荷载作用下尽量靠近相应结构抗震等级轴压比限值。（1）对构造边缘构件加以约束。以施工规范要求为依据，对剪力墙墙肢长度加以明确，并明确箍筋配箍的特征值； 对于纵向钢筋来说，其范围需比规定范围的阴影面积大。（2）对边缘构件加以约束。在边缘构件约束过程中，主要的对象是端柱、暗柱以及翼墙等。在剪力墙刚度偏小的情况下，便会出现层间位移情况，因此便有必要需要搭建的有关结构加以约束。
3.3优化设计剪力墙连梁
連梁作为剪力墙结构十分重要的构件也是设计的重点。对于剪力墙连梁来说，也就是墙肢和墙肢之间互相连接的梁，当墙肢受到压力的情况下，便容易产生超筋或形变，进而使建筑的质量及寿命遭到很大的威胁。连梁是剪力墙结构中最早破坏的耗能构件，为实现其耗能的作用，连梁需要设计成延性好的弯曲破坏模式，避免发生脆性剪切破坏。一方面，合理降低剪力墙连梁的高度，以建筑工程实际情况为依据，使剪力墙连梁的高度控制在合理范围内，从而使因尺寸问题引发的连梁剪切形变状况得到有效避免。另一方面，规范控制剪力墙结构的塑性，并对剪力墙连梁弯矩的抗震设计进行合理调整。并且，需对连梁的受力合理控制。除此之外，如果有剪力墙结构超筋或者位移等状况出现，需采取相应的借鉴方法， 如减小连梁截面高度或设置双连梁，减少连梁与相邻墙体的刚度分配，降低连梁所承担的地震力，然后进行连梁内力分析，计算出配筋参数，从而使连梁问题得到有效解决。
结语：
总而言之，建筑结构设计过程中，涉及到的相关内容比较多，而剪力墙尤为重要。因此，要掌握好剪力墙结构的设计内容，不断提高高层建筑剪力墙结构设计，在设计过程中要根据每个工程的实际情况进行优化设计，为人们提供更加安全的高层建筑。
参考文献：
[1]杨现东.高层建筑剪力墙结构优化设计研究[J].四川建材，2016.
[2]张月军，郑伟.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用探析[J].科技展望，2015.
【关键词】高层建筑；剪力墙；结构设计
高层建筑是未来建筑行业发展的主流，而高层建筑剪力墙结构的应用也将会变得更加广泛。剪力墙体侧移小、抗侧刚度大、抗震性能良好，越来越引起建筑界的关注。但是，在实际的应用中，剪力墙结构还不够完善，仍需要对剪力墙结构重视，不断的对剪力墙结构的设计进行优化，提高设计水平，让高层建筑的性能也得到进一步的提升。
1、高层建筑剪力墙结构设计概述
剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构体系，对高层建筑的经济性和抗震性能都有比较大的影响。高层建筑结构主要通过剪力墙、筒体以及框架来承受负荷力，剪力墙以负荷承受力强，良好的整体性、结构刚度合理的优点，有效的改善了以往结构中的露梁、露柱的现象，促进高层建筑结构的有效稳定运行。高层建筑剪力墙结构设计所要遵循的最基本的原则就是安全、经济。即兼顾设计质量的同时，还需要考虑到经济成本，建设单位是否有足够的资金进行设计优化，实现最佳的目标。一般情况下，优化高层剪力墙结构时，主要需要对以下几个方面的因素考虑：一是要可以将材料的力学性能充分发挥出来，使结构布置更加的科学合理，截面设计更加的科学；二是要提高结构的抗风性和抗震性，要可以将剪力墙抵抗水平荷载的能力发挥出来；三是要在保证建筑物质量的基础上，降低工程的总造价。
2、剪力墙结构在建筑结构应用中的要点
2.1结构选择
建筑结构设计中，往往存在多种剪力墙设计方案。设计初期，设计单位和施工单位要建立良好的沟通互动关系，依据具体项目背景，选用科学的剪力墙结构体系、材料和构件截面尺寸，使建筑工程造价处于可控范围内。对于高层建筑的结构布置和建筑本身的功能设计应该是平衡且匹配的，否则必然会造成经济损失和资源的浪费。对于施工的成本，也应该作为设计方案时的一个需要重点考虑的部分，合理控制成本，尽可能完善功能，将结构布置合理，这样对高层建筑的整体成本预算也能够更好的掌握。 当设计方案进入到收尾阶段的时候，更应该对项目的经济性，整体建筑的功能等进行综合的考量。
2.2结构布置
在剪力墙布置方案中，合理确定剪力墙的定位，才能使剪力墙结构发挥出最大的优势。为了保证高层建筑结构设中剪力墙结构布置的合理性、恰当性、以及科学性，就要对位移比例、周期比例等等，一些参数进行有效的控制。位移比例通常是指高层建筑中，竖向构建本身的楼层之间的位移与楼层平均值，以及水平位移之间的比值。通常情况下，剪力墙结构的内侧设置为竖直方向的钢筋配筋，而其外侧为水平方向的钢筋。需要注意的是墙体配筋及构造边缘构件需要满足规范要求的最小配筋率，约束边缘构件除满足最小配筋率以外，也需复核计算配筋的要求。此外，在进行剪力墙的布置的时候，建筑物存在的其他因素对于其本身的影响也应该考虑在内。另外，剪力墙的底部小墙肢及拐角处的墙肢，均是剪力墙结构中的薄弱点，需要特别注意它的设计和工艺，及时避免出现不利影响。
2.3计算机软件应用
为了能够更好地设计模型，同时使有关的数据计算更精确，需要在剪力墙结构设计应用计算机技术进行精确计算。设计人员除了采用计算机，实现剪力墙结构计算之外，更要依据自身的专业构成及工作经验，对具体设计过程进行有效判定，提高设计质量，将设计过程中的偏差降到最低。而构件计算过程中，要通过结构试验，使计算结果更加准确，从根本上消除误差，做到把专业知识理论与专业技能、计算机技术相结合和统一，以此来提高剪力墙设计的水平。
3、高层建筑剪力墙结构优化设计措施
3.1合理掌握剪力墙的尺寸及其外形
科学合理的设计方案是剪力墙结构设计的基础和保障，其不仅关系到建筑工程的整体性能，而且直接关乎建筑主体结构质量。要想使建筑剪力墙结构设计得到有效优化，便有必要合理掌握剪力墙的尺寸及其外形。对于不同的墙体结构来说，其设计也存在差异；所以剪力墙结构设计在竖直或水平方向的刚度及其荷载分布均有所差异。对于剪力墙结构来说，要想使自身的稳定性得到有效保证，便需要优化设计外形，通常选取T形或者L型最好，这两种外形方案的选择均能够减轻墙体的重量，进而使剪力墙结构的外形体积得到有效减小，并使剪力墙侧向刚度的提高得到有效促进。此外，在剪力墙结构使用过程当中，需保证剪力墙2个方向中至少有一个与标准相符，且另一个不宜偏短，误差值控制在1m内，这样才能够使配筋问题得到有效避免。
3.2优化设计剪力墙边缘构件
边缘构件设置与否是影响剪力墙塑性变形能力的一个重要因素，通过在剪力墙两端及洞口两侧设置边缘构件可以大大提高剪力墙的塑性变形能力，从而提高抗震性能。对结构洞进行合理的设置，尽可能降低墙肢长度之间的差异性，保证各片剪力墙可以均匀分配地震作用，并注意控制各墙肢轴压比，使各墙肢轴压比在竖向荷载作用下尽量靠近相应结构抗震等级轴压比限值。（1）对构造边缘构件加以约束。以施工规范要求为依据，对剪力墙墙肢长度加以明确，并明确箍筋配箍的特征值； 对于纵向钢筋来说，其范围需比规定范围的阴影面积大。（2）对边缘构件加以约束。在边缘构件约束过程中，主要的对象是端柱、暗柱以及翼墙等。在剪力墙刚度偏小的情况下，便会出现层间位移情况，因此便有必要需要搭建的有关结构加以约束。
3.3优化设计剪力墙连梁
連梁作为剪力墙结构十分重要的构件也是设计的重点。对于剪力墙连梁来说，也就是墙肢和墙肢之间互相连接的梁，当墙肢受到压力的情况下，便容易产生超筋或形变，进而使建筑的质量及寿命遭到很大的威胁。连梁是剪力墙结构中最早破坏的耗能构件，为实现其耗能的作用，连梁需要设计成延性好的弯曲破坏模式，避免发生脆性剪切破坏。一方面，合理降低剪力墙连梁的高度，以建筑工程实际情况为依据，使剪力墙连梁的高度控制在合理范围内，从而使因尺寸问题引发的连梁剪切形变状况得到有效避免。另一方面，规范控制剪力墙结构的塑性，并对剪力墙连梁弯矩的抗震设计进行合理调整。并且，需对连梁的受力合理控制。除此之外，如果有剪力墙结构超筋或者位移等状况出现，需采取相应的借鉴方法， 如减小连梁截面高度或设置双连梁，减少连梁与相邻墙体的刚度分配，降低连梁所承担的地震力，然后进行连梁内力分析，计算出配筋参数，从而使连梁问题得到有效解决。
结语：
总而言之，建筑结构设计过程中，涉及到的相关内容比较多，而剪力墙尤为重要。因此，要掌握好剪力墙结构的设计内容，不断提高高层建筑剪力墙结构设计，在设计过程中要根据每个工程的实际情况进行优化设计，为人们提供更加安全的高层建筑。
参考文献：
[1]杨现东.高层建筑剪力墙结构优化设计研究[J].四川建材，2016.
[2]张月军，郑伟.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用探析[J].科技展望，2015.