时间：2022-04-26 14:13:45
导语：在剪力墙结构设计的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
中图分类号： S611文献标识码：A 文章编号：
一、剪力墙的基本概念
近年来我国钢产量连年居世界第一，混凝土使用量亦居世界第一，这都为后来高层建筑的发展创造了良好的物质条件。我国内地高层建筑中，高层住宅(12-30层)占主体，约占全部高层建筑的80％，目前国内的高层住宅建筑大多是钢筋混凝土结构，结构体系分框架、剪力墙、框架--剪力墙三大结构体系。框架结构的优点是：建筑平面布置灵活，分隔方便；整体性、抗震性能好，设计合理时结构具有较好的塑性变形能力；外墙采用轻质填充材料时，结构自重小。但框架结构的缺点是刚度较小。横向荷载作用下的侧向变形大，正是这一点限制了框架结构的建造高度。剪力墙结构的优点是：整体性好、刚度大，抵抗侧向变形能力强；抗震性能较好，设计合理时结构具有较好的塑性变形能力。因而剪力墙结构适宜的建造高度比框架结构要高。剪力墙结构的缺点是：受楼板跨度的限制一般为3—8m，剪力墙间距不能太大，建筑平面布置不够灵活，难以应用于公共建筑。框架--剪力墙结构中，剪力墙刚度大，承担大部分的水平力，是抗侧力的主体，整个结构的刚度大大提高；框架则承担竖向荷载，提供了较大的使用空间，同时也承担少部分水平力。随着高层建筑的发展，新的结构体系不断出现，除框架、剪力墙、框架--剪力墙三大结构体系外、还有简体、框架--筒体、剪力墙--筒体、筒中筒、巨型框架结构体系和悬挂结构体系等。
二、剪力墙设计的原则
对剪力墙的设计要做到安全、经济合理，所以在设计的过程中除了对位移限制值的要求外，还要充分发挥框剪结构中各抗侧力构件的作用。在剪力墙数量的设计的时候，位移限制值要满足规范的规定，应尽量减少剪力墙数量，但应满足在基本振犁地震作用下，剪力墙部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的一半。
1、楼层最小剪力系数的调整原则
在设计时候要尽量减少剪力墙的布置，最好设计为大开间剪力墙布置方案，来达到比较理想的侧向刚度结构，楼层的最小剪力系数接近规范的极限值，但是这要满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不超过40％。这样在减轻结构自重的时候降低地震作用带来的危害而且造价方面可以减少。
2、楼层层间最大位移与层高之比的调整原则
规范规定最大的弹性层问位移在多遇地震作用标准值产生的楼层计算的时候，可以不除去结构整体弯曲变形，应计入扭转变形在以弯曲变形为主的高层建筑中。由此可以看出，楼层间的扭转和剪切变形对于一般的高层建筑是重点考虑的方面。竖向构件的多少决定着剪切变形的控制，但是即使构件的数量足够多但是布置不合理，扭转变形就会过大，仍然达不到层间位移的要求。所以，高层建筑能仅仅根据层间位移不够不加分析地增加竖向构件的刚度，而应尽可能使扭转变形最小。
3、剪力墙连梁超限的调整原则
剪力墙的连续梁的跨高比小于2.5可能会出现弯矩和剪力超过规范的极限规定，所以其跨高比一般不小于2.5。规范规定连续梁不应折减，在跨高比不超过5的时候。在跨高比在5到的时候，连续梁刚度也必须折减，否则可能导致弯矩和剪力超过极限值。这点如果能在具体工程设计的时候能有效利用，工程造价会降低很多。
三、剪力墙结构的厚度和配筋问题
1)根据抗震规范6.1.2条规定，8度地震区剪力墙结构的抗震等级至少应为二级：按6.4.1条要求剪力墙底部加强部位墙厚一、二级抗震等级时≥200mm，且≥层高的1/16，其他部位≥160ram，当墙端头无翼墙或暗柱时≥层高的1/12。以上规定目的是为防止因墙体平面外刚度过小，稳定性差，容易在偏心荷载作用下压屈失稳，但这些规定对于8度地震区的多层及低高层剪力墙结构显得不够合理。2)墙体的配筋率。目前在11.7.1l条文强制规定在一、二、三级抗震等级的剪力墙中，竖向和水平分布筋的最小配筋率均≥0.25％；部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率≥0.3％；这配筋率比其在20世纪80年代前的配筋率0.07％～0.1％要大多了，和国外的配筋率0.1％—0.25％的高者基本接轨，这在高层或者较长的剪力墙结构中应该是合理的，但对于低矮、短小的剪力墙值得探讨．墙的水平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏，同时起到抵抗温度应力防止砼出现裂缝，设计中当建筑物较高、较长或框剪结构时配筋宜适当增加，特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏感部位宜适当增加。但对于矮、短的房屋，其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。墙的竖向钢筋主要起抗弯作用，目前在一些多层、低高层剪力墙中电算结果多为构造配筋，但配筋时所取的配筋率往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋，笔者认为竖向最小配筋率应包括边缘构件中的钢筋，墙肢的竖向配筋原则也应该尽量将钢筋布置在墙端部边缘区并保证钢筋间距≤300mm，也应该注意防止竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度，对抗震不利。
四、剪力墙结构的超长问题
《混凝土规范》9.1.1条中规定现浇混凝土剪力墙结构的温度伸缩缝最大间距：当在室内或土中时为45m，露天时为30m；而现浇框架剪力墙或框架核心筒结构的伸缩缝间距可取45—55m。规范的这一规定显然与现今建筑的体量越来越大但功能又要求不设伸缩缝发生矛盾；因此目前许多工程中的伸缩缝间距都突破了规范的规定，笔者认为今后当剪力墙结构超长时，应该慎重处理为好，过长时应该尽量设置温度伸缩缝，宜较严格遵守规范规定的限值，理由如下：
1)剪力墙结构刚度大，受温差影响大，混凝土的收缩产生的变形大，墙体对楼面、屋面产生的约束也大；当结构发生收缩变形时比其他结构易出现裂缝。一些未超长的剪力墙结构产生墙体或楼面裂缝，其主要原因就在此。
2)剪力墙结构多用于商品住房和公寓，使用状况复杂，一旦私人购买的房子出现裂缝，虽然没有安全问题，但处理起来问题多、难度大、社会影响大。
3)混凝土结构受温度或收缩形变的影响与众多因素有关；而体型庞大的剪力墙房屋往往形状复杂，混凝土收缩大，约束应力积聚也大，施工工艺及管理也难控制，环境影响使用变化难于判断，因此更难于解决混凝土收缩变形时，在受约束条件下引起拉应力而保证不出现裂缝。
4)目前混凝土中水泥用量普遍增大，加上由于混凝土强度的提高，使弹性模量增加将引起更大的约束拉应力产生，使结构出现裂缝的因素增多。
5)普遍使用商品混凝土泵送施工，为了泵送，增大水泥用量，减少了中粗骨料含量和骨料粒径，加上泵送混凝土配合比和施工送料时的不良因素影响等都加大了结构收缩量，增加产生裂缝的因素。
结束语
随着社会的发展和人们生活水平的提高，城市的高楼化趋势不可动摇，高层建筑将会快速发展，所以剪力墙结构会得到更多的运用。剪力墙的抗震性好，造价相对低廉这就给剪力墙结构的发展提供了更好的准备。设计人员在对剪力墙的设计的时候要从各方面对其进行优化设计，提高其方案水平，在满足各方面的要求的时候使建筑物更加安全可靠。
参考文献：
[1]刘铮、张国庆．高层剪力墙住宅角窗处构造加强措施．第十七届全国高层建筑结构学术会议论文，2009年.155—159．
关键词： 剪力墙结构，结构设计
Abstract: due to the reinforced concrete shear wall structure has arranged flexibly, inside the room no dew beam, Lou column, can bring to the building of the advantages of large flexible space, in recent years, more and more many, high-rise residential the shear wall structure. This paper, focusing on the shear wall structure design of related problems are analyzed, and the key of shear wall structure layout, shear wall to wall thickness, shear wall in the limbs of coupling beam design is discussed in this paper.
Key words: the shear wall structure, structure design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
引言
剪力墙结构由于其抗侧刚度大、侧移小和抗震性能好等优点，集承重、抗风、抗震、围护与分隔为一体，经济合理地利用了结构材料，钢筋用量较省，节约投资等系列优点而广泛应用于现代建筑结构设计中，尤其是多、高层建筑。但在工程实际应用中，建筑空间由于受剪力墙最大间距限制，建筑平面及使用空间往往受到局限。而且在设计中，对剪力墙位置的具体布置、截面形状和尺寸等是否合理，相关的规范没有明确的规定，通常是由结构工程师根据概念和经验来设计的。因此，在剪力墙结构设计中许多问题值得探讨。本文就剪力墙结构设计做一些简单分析，抛砖引玉。
1.剪力墙结构的基本含义与分类
剪力墙结构是由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。剪力墙的结构类型有以下几种：框架--剪力墙结构，剪力墙结构，部分框支剪力墙结构，框架--核心筒结构，筒中筒结构，板柱--剪力墙结构。剪力墙结构按照开洞大小，可以分为整体墙、小开口整体墙、联肢剪力墙以及壁式框架。
2剪力墙的结构布置
剪力墙的布置除应符合国家规范、规程中有关规定外，在本文中进一步对剪力墙的布置提出了一些要求，其中关于框架剪力墙和梁、墙布置等都属于本文着重阐述的内容。
2.1结构平面布置
高层结构应具有良好的空间工作性能，剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，形成空间整体结构。结构两主轴方向均应布置剪力墙，并宜使两个方向的抗侧刚度接近，刚度中心与结构质量中心接近，避免产生扭转效应。严禁单向布置剪力墙。当某个方向由于条件限制而数量偏小时，在垂直方向的剪力墙上布置沿该方向的一定数量的翼缘，使与梁形成框架效应，可明显增加该向的抗侧刚度。
2.2竖向刚度均匀
剪力墙布置对结构的抗侧刚度有很大影响，剪力墙沿高度不连续，将造成结构沿高度刚度突变，对抗震非常不利，所以应要求剪力墙自上到下连续布置，上应到顶，下应到底。为减轻结构自重和减少侧向刚度，允许沿高度均匀连续改变墙厚和混凝土强度等级，每次墙厚减少宜为50㎜~~100㎜，混凝土强度等级减少宜为5Mpa，以避免刚度突变。厚度改变和混凝土强度等级的改变宜错开楼层。
2.3墙肢高宽比
剪力墙应设计成受弯曲破坏的延性结构，避免剪切脆性破坏及滑移破坏。剪力墙的高宽应比不应小于2。当墙的长度很长时，为了满足每个墙段高宽比大于2的要求，可通过开设洞口等措施，将长墙分成长度较小、较均匀的独立墙段，每个独立墙段可以是整体墙，也可以是联肢墙。
2.4剪力墙洞口的布置
剪力墙洞口的布置，会极大地影响剪力墙的力学性能。因此，布置剪力墙洞口时应满足以下3方面要求。
（1）规则开洞，洞口成列、成排布置，能形成明确的墙肢和连梁，应力分布比较规则，又与当前普遍应用程序的计算简图较为符合，设计结果安全可靠。同时宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置；
（2）对于错洞剪力墙和叠合错洞墙，二者都是不规则开洞的剪力墙，其应力分布复杂，容易造成剪力墙的薄弱部位，常规计算通常无法获得其实际内力，构造也比较复杂。其主要特点是洞口错开距离很小，甚至叠合，不仅墙肢不规则，洞口之间会形成薄弱部位，叠合错洞墙比错洞口墙更为不利，设计时应尽量避免。当确实无法避免叠合错洞布置时，应按有限元方法仔细计算分析并在洞口周边采取加强措施或采用其他轻质材料填充将叠合洞口转化为规则洞口的剪力墙或框架结构；
（3）具有不规则洞口剪力墙的内力和位移计算应符合规程的有关规定。目前使用的计算软件，除了平面有限元方法外，尚没有更好的简化方法计算。对结构整体计算中采用了杆系、薄壁杆系模型或对洞口作了简化处理的其他有限元模型时，应对不规则开洞墙的计算结果进行分析、判断，必要时应进行补充计算和校核。
3.墙肢厚度的选取
高层建筑混凝土结构技术规程规定了剪力墙的最小厚度，其主要目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。对于住宅建筑，层高一般为2.8m—3.0m，填充墙厚一般为200mm，相应剪力墙厚也取为200mm。除底层加强区的一字形独立剪力墙外，均能满足规范要求。对于无地下室的高层住宅，因其基础埋深一般在2.5m以上，则底层墙体高度会到5.0m以上，若按层高的1/16确定墙厚，将超过300mm，大于填充墙厚度。为避免出现此种情况，在布置剪力墙时，应结合建筑平面，尽量不用一字形剪力墙，而采用L、T、Z、十字形等截面形式，且使翼缘长度大于其厚度的3倍，这样一方面墙体抗震性能更好，另一方面墙厚也可取为剪力墙无肢长度的1/16。由于住宅建筑中剪力墙肢长一般小于3.0m，故厚度采用200mm满足构造要求。
4.连梁的设计
连梁是指剪力墙结构中墙肢与墙肢间的梁，当墙肢在水平荷载作用下弯曲变形在连梁端部产生转角时，连梁端部内力会阻止与之相连的墙肢的内力和变形从而改变墙肢受力状态，因此连梁的设计对剪力墙结构尤为重要。
剪力墙结构在水平力作用下的破坏分为脆性破坏和延性破坏，由于墙肢抗剪能力不够而发生剪切破坏属于脆性破坏，该种现象可以在设计中对连梁的设计来避免。若在荷载作用下连梁发生破坏则会导致连肢墙丧失连梁对墙肢的约束作用，当沿剪力墙高所用连梁均发生剪切破坏时，连肢墙的各墙肢将被分割为单片墙，导致结构侧向刚度大大降低，墙肢弯矩增大，因此，规范规定连梁截面的剪压比限值和抗震等级为一、二级时连梁端部剪力设计值的调整系数即为了防止连梁早于弯曲破坏而发生剪切破坏；在破坏过程中连梁不屈服，墙肢首先发生弯曲破坏虽属于延性破坏，但该情况下吸收地震能量的能力较低。而在破坏过程中连梁首先屈服，之后是墙肢屈服，连梁通过塑性鉸的变形吸收大量地震能量，传递弯矩和剪力对墙肢起到约束作用，以上两种情况在设计过程中应尽力避免。
5.结语
随着社会的不断进步，多、高层住宅正像雨后春笋一样拔地而起，如何对剪力墙结构进行合理选型以及优化布置就显得非常重要。设计人员只有熟练掌握规范，具有明确的结构概念，根据结构受力的特点和破坏机理，充分利用剪力墙结构的优点，合理选择结构布置形式，掌握正确计算分析方法，结合工程的实际背景进行设计，才能做出安全适用、技术先进、经济合理的作品。
参考文献:
1.杨斌，张红英.关于剪力墙结构设计中若干问题的研究[J]．工程地球物理学报，2007，24（06）：
2.夏卓文．高层建筑结构设计特点与剪力墙设计[J]．住宅科技，2007，21（02）：
关键词：高层住宅；剪力墙结构；连梁
1 建筑结构设计中剪力墙结构概念方案布置
剪力墙结构概念方案布置是剪力墙结构设计的首要前提，方案布置的合理性与否对整个工程造价影响甚大，因此以下对剪力墙结构布置作简要分析。
剪力墙平面布置宜沿两主轴方向双向布置，尽量均匀、对称布置，两主轴方向刚度尽量相近。过于集中布置剪力墙可能导致结构刚度中心与荷载重心偏差较大，从而产生较为严重的扭转效应；过于分散布置剪力墙则会导致刚度分布不均匀及梁板跨度加大，一方面会增加结构自重，加大地震作用效应，从而增加工程造价；另一方面，剪力墙间距过大，以致某片墙承担荷载过大，轴压比加大从而影响剪力墙延性设计。还有结构角部及结构开洞后形成凹凸不规则均属抗震扭转薄弱部位，易产生较大的扭转变形从而导致扭转破坏。因此在考虑剪力墙的平面布置时，应单独对角部及开洞周围进行局部加强。在平面角部尽量布置L 形墙肢，还可采设置端柱及转角部位楼板中设置暗梁等构造措施进行加强，以达到提高其扭转刚度的目的。剪力墙竖向布置宜沿房屋高度通高布置、上下对齐、连续布置，墙厚及墙长沿高度宜均匀变化，以达到竖向刚度逐渐变小，从而能够有效避免竖向刚度发生突变情况。这样既经济又能满足承载力、侧向变形的要求。
因此剪力墙布置的优劣直接关系到整个结构合理性及经济性。现如今结构的经济性已成为结构设计必须考虑的因素。如何在满足安全的前提下，将有限的资源物尽其用，是值得我们结构工程师所思考的问题。所以在剪力墙布置合理前提下尽量经济，节约成本，减少工程造价。对结构的重点、关键部位或计算模型与实际情况有出入部位，至少采用两种不同的结构计算软件进行分析计算，然后进行包络设计且在构造上给予加强。在概念方案布置前期，结构设计师应与建筑师紧密配合，初步确定一个比较合理的布置方案，避免出现不规则或严重不规则的平立面，达到技术先进，安全适用、经济合理的设计方案，实现降低总体造价的目的。
2 建筑结构设计中剪力墙结构受力分析
剪力墙结构设计有着自己的设计规则及原理。由于剪力墙通常情况下高度、宽度要比厚度大很多，因此其何特征像板， 但与板有很大的差别，板是按受弯构件计算，剪力墙是按压弯构件计算。因此在进行其结构设计分析时就需要考虑到其具体的设计差别。此外还包括剪力墙的肢长、墙厚度范围有着自身的特性，因此当墙肢截面高度与厚度之比hw/tw ≤ 4 时，应按框架柱结构设计；当hw/tw>8 时为一般剪力墙；当4 ≤ hw/tw ≤ 8 时短肢剪力墙，这也是剪力墙结构设计的基本原则之一。剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙与梁、板所组成的空间结构。其主要承受两类荷载：一类是竖向荷载，竖向荷载主要是梁板传来的恒载、活载、剪力墙身自重及竖向地震作用；另一类是水平荷载，主要为水平风荷载和水平地震作用。剪力墙的内力、变形分析包括承载能力极限状态与正常使用极限状态下分析。在承载能力极限状态下，剪力墙在各种工况下不致破坏，能够安全地承受重力荷载作用。在正常使用极限状态下，结构变形满足规范要求，结构耐久性也满足设计要求。剪力墙的变形主要是弯曲变形，框架结构的变形主要是剪切变形。
为了使剪力墙实现弯曲破坏的延性破坏模式，《高层建筑混凝土结构技术规程》简称高规，规定墙长不宜大于8m。实际上影响剪力墙破坏模式的两个主要因素是剪跨比和轴压比，只要剪跨比>2，且轴压比不超过规范规定限值，能够实现延性的破坏模式。当剪力墙墙长大于8m 时，尽量在墙中部开洞形成双墙肢，通过弱连梁连接。这样剪跨比一般也会大于2，即能满足延性破坏的需求。在地震作用下通过连梁来耗能，连梁端部首先进入塑性变形，形成塑性铰，这样连梁起到第一道抗震防线的作用。
3 连梁设计
高层住宅剪力墙结构中，由于开间不大或墙长较长时开洞后形成连梁，若两墙肢之间出现跨高比较小的连梁时，在计算过程中，容易产生连梁抗剪超限的情况，通常有以下几种解决方案：①增大截面，可以提高连梁自身的抗剪能力，但随着连梁刚度增加相应内力也增加，其对抗剪能力的提高是有限的。在梁宽一定的情况下，通过加高连梁梁高的方法；在梁高一定的情况下，也可以通过加宽梁宽，加宽截面却对连梁刚度的贡献较小，仅为线性关系，使得抗剪力的提高值仅大于分担剪力的增加值。②调整设计内力，在增大连梁截面对提高抗剪能力没有效果的情况下，可以通过人为的内力调整，对连梁刚度进行折减，控制剪力分配比，解决连梁抗剪问题。最简单的调控方法是在计算参数选取时，调整连梁刚度折减系数，仅对内力配筋计算时才能采用。在整体计算及非地震荷载作用下，连梁刚度不予折减，这时连梁应具备足够的抗弯和抗剪承载能力，以满足正常使用的要求。对于跨高比大于5 的连梁，应按框架梁设计，且必须满足框架梁各项要求。③也可设水平缝形成双连梁、多连梁或采取其他加强受剪承载力的构造措施，譬如设置交叉暗撑等措施来提高连梁抗剪承载力。
4 结语
随着我国国民经济整体水平的持续提高和建筑结构设计发展速度的持续加快，高层建筑将是现代建筑的主流。剪力墙结构因侧向刚度大，侧向变形小等优点，因而被广泛应用于高层建筑中。所以掌握好剪力墙结构受力特点，把握好剪力墙结构设计的基本原则，剪力墙结构设计就会更加经济合理。因此建筑结构设计人员应对剪力墙结构设计原理有着清晰的理解，从而能够在此基础上通过不断设计实践的进行来促进我国建筑工程整体设计水平的有效提高。
参考文献：
[1] 李捍文. 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J]. 科技创新与应用，2012（9）.
关键词：剪力墙结构；建筑结构设计；应用分析
中图分类号：TU2文献标识码： A
将钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。剪力墙结构包含侧移较小、抗震性能完好、抗侧刚度大等诸多优势，因而被应用于不同风格类型的建筑结构设计中，特别是在高层建筑结构设计方面发挥出良好的应用效果。所以，分析剪力墙结构特点、种类以及设计原则具有十分重要的研究意义，有利于其在建筑设计中进一步推广与应用。
1.剪力墙结构的含义、特点及种类
1.1剪力墙结构的含义
我们通常所说的剪力墙，就是建筑物墙肢的截面高度与其厚度的比值在5到8之间的墙体。在高层建筑结构设计时，应综合剪力墙结构和短肢剪力墙结构，来完成结构设计方案。对于这种结构的抗震设计，规定墙体受到的底部地震倾覆力矩应不低于结构底部受到的总地震倾覆力矩的50%。还有，如果遇到墙体较少的情况其受到的地震倾覆范围能够降至15%到40%。
1.2剪力墙结构的特点
在建筑设计中采用剪力墙结构能够增加整体结构的刚度，使得结构具有侧移较小、抗侧刚度高、抗震性能好、室内墙面较为平整等优点，剪力墙的主要作用是承担竖向荷载（自重）、抵抗水平荷载（风、地震等）。剪力墙结构中墙与楼板组成受力体系，缺点是剪力墙不能拆除或破坏，不利于形成大空间，住户无法对室内布局自行改造，还有成本造价较高，且施工工序较为繁杂。
1.3剪力墙的种类
1.3.1实体墙
剪力墙中并未进行开洞或者开洞面积很小的墙体，就是实体墙。这种墙体的受力特征变现在墙体的弯矩图方面，不会出现反弯点和突变现象。
1.3.2整体小开口类型的剪力墙
这种墙体的开洞面积保持在总体面积的15%以内，其受力特征表现为墙体弯矩图不会出现反弯点，然而会在连梁位置产生突变。
1.3.3双肢或多肢的剪力墙
这种墙体的开洞较大或者洞口呈列状分布，其受力特点与整体小开口的剪力墙受力情况相仿。
1.3.4壁式框架剪力墙
此种类型的剪力墙具有面积较大的洞口，墙体的线刚度和连梁的线刚度相接近。其受力特点表现为：弯矩图中处在楼层的位置会出现突变，还会在建筑不少楼层中间产生反弯点。
2.建筑结构设计中对剪力墙结构设计的原则
在对剪力墙进行结构设计的过程中，并不能盲目而随意地对其进行设计，即应该遵循相应的设计原则，借以确保结构设计科学、合理、规范，实现剪力墙结构优化设计的目标。
2.1建筑楼层之间最小系数的调整原则
在对建筑剪力墙结构进行设计的时候，应该将以下内容当作设计的先决条件：剪力墙所承受的第一振型底部地震倾覆力矩应该在所规定的最小系数范围内。在遵循上述条件的基础上，结构设计工程师应该最大程度地降低建筑结构设计中剪力墙的布置量，借以减轻结构自身重力和增强整体结构的抗震能力。具体措施为最好选用大开间的剪力墙，使得结构抗侧刚度进一步增加，从而将楼层的最小剪力不低于设计规范限值，还可以大幅度减少相关建筑工程项目的成本造价。
2.2建筑楼层层间最大位移与层高之比的调整原则
在对一般的建筑结构进行设计时，其设计重点内容为相邻楼层之间的扭转变形以及剪切变形。对剪切变形的控制大都将竖向构件数目大小当作衡量依据，然而这项数目是保持在一定范围内的，如果竖向构件的数量超过设计标准值，就会引发剪重比偏大，使得结构设计出现不合理的现象，还会加大结构的扭曲变形，并不能达到楼层间位移的设计要求。因此，在建筑剪力墙结构设计过程中，应该尽可能地降低结构的扭曲变形作用，仅仅凭借竖向构件刚度的提高并不能完成对楼层之间与层高之比的有效调整。
2.3 剪力墙结构连梁超限的调整原则
对于跨高比不高于2.5的剪力墙连梁，易于发生剪力以及弯矩处于设计规定范围之外的现象，因而通常规定剪力墙连梁具备的跨度比适宜在2.5之上。若跨高比超过5，对连梁结构则应该根据框架梁来开展设计工作；当跨高比处在5到6范围时，在连梁刚度不进行相关折减的情况下，就会使剪力或者弯矩超出设计规范限值。这就需要设计剪力墙结构时，应该坚持连梁超限的调整原则，在确保跨高比、剪力、弯矩等科学合理的同时，还能起到节省建筑工程投资的功效。
3.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用
3.1剪力墙结构平面布置
因为剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力大多由钢筋混凝土墙承受，所以剪力墙应沿平面主要轴线方向布置。当建筑结构为矩形、L形、T形平面时，剪力墙沿两个正交的主轴方向布置；三角形及Y形平面可沿三个方向布置；正多边形、圆形和弧形平面，则可沿径向及环向布置；单片剪力墙的长度不宜过大：长度很大的剪力墙，刚度很大将使结构的周期过短，地震力太大不经济实用；剪力墙处于受弯工作状态时，才能有足够的延性，因而剪力墙应当是高细的，如果剪力墙太长，就会形成低宽剪力墙，容易出现受剪破坏，剪力墙呈脆性，不利于抗震。对于剪力墙布置数量的确定，应该在设计方案中充分体现，以对称、均匀、数量适合为宜；可采取适当减少剪力墙厚度、缩短连梁的高度、加大建筑门窗洞口宽度等有效措施来调整剪力墙结构的整体刚度。
3.2剪力墙结构竖向布置
一是剪力墙结构设计时应在整个建筑结构的竖向连续，上到楼层顶端，下到建筑底部，在中间楼层仍然要保持连续性，如果剪力墙结构不连续，就有可能导致结构刚度突变，对结构抗震产生负面影响；二是在楼层顶层减少部分剪力墙时，要对其它的剪力墙在构造上适当加强；三是在建筑底层减少部分剪力墙时，最好设置转换层；四是为消除刚度突变现象，就可以将剪力墙厚度根据阶段变化，每次厚度减小宜为50-l00mm， 不宜过大，使墙体刚度均匀连续改变，厚度改变和混凝土强度等级的改变宜错开楼层；五是当剪力墙厚度出现变化时，应该在建筑结构两侧一同内收，而建筑外墙及电梯间墙只单面内收。
3.3剪力墙的结构优化
在优化剪力墙结构的设计中，为了使受力达到均衡，应当进行有效恰当的优化设计。首先应该考虑到工程的造价和安全性，合理调整剪力墙的布置，促进建筑结构设计中剪力墙结构的优化。在工程的实施中，将含钢量控制在一定范围内，既不损害建筑的安全性也能充分发挥原材料的最大用途是优化设计的最佳方案。
4.结论
总之，在现阶段我国建筑行业不断兴起以及建设施工技术高速进步的形势下，为尽量体现建筑结构的各项功能，就应该把剪力墙结构设计的功用充分融入到建筑结构设计当中，促使建筑结构更加新颖、科学、经济、合理，从而推动着我国建筑行业稳健发展。
参考文献
[1]潘帅.高层建筑剪力墙结构设计实例探讨[J].科技致富向导，2013（6）
[2]白海林.高层建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计探讨[J].科技与企业，2013（3）
[3]周杨.浅析高层混凝土建筑抗震结构设计[J].建筑知识：学术刊，2013（2）
关键词：高层建筑 结构设计剪力墙结构 设计原则
中图分类号： TU208 文献标识码： A
前言：剪力墙结构设计目前被广泛地运用到建筑结构设计中，特别是高层建筑。剪力墙的受力、变形特征虽然与框剪结构极其类似，但是它的刚度分配与内力分配比框剪结构更为合理。在剪力墙结构设计中，怎样既能让这种体系刚度大，外观简洁等优点发挥出来，又能克服其工程费高等缺点是设计工作的关键。结构设计人员在设计工作中应不断总结，以期更好地掌握这种结构体系的设计方法。
一、剪力墙结构设计原则
在目前的剪力墙结构设计中，通常都需要根据建筑工程的施工环境、地质情况、自然情况等多个因素进行综合分析和归纳，从而实现设计工作的合理、科学、有效进行。在目前的剪力墙结构设计工作中，设计原则主要有以下几个方面。
1.1尺寸控制
在剪力墙结构设计工作中，剪力墙的墙高、宽等尺寸都往往较大，而厚度却不是很小，几何特征是以板结构为主，在其受力形态的设计中却是趋向于主体结构的设计要求。但是其与其他的柱体结构却存在着一定的差异，这些差异主要表现在肢长、厚度之间的比值，其比值往往都是小于3的时候应当按照柱体结构的要求来进行设计，而当比值在3―5之间的时候，我们可以将墙体结构判定为是异形柱，从而按照异形柱的设计流程和要求来进行受压构件的设计。
1.2平面构件设计
在剪力墙结构设计工作中，墙体本身就是一个平面构建，它承受几何特征的能力极低，极容易受到外部荷载的影响而出现一定的变化。由于剪力墙结构是一个集水平荷载和竖向荷载为一体的受力环节，因此在设计工作中，需要从水平和竖向两个环节入手去归纳和总结，从而使得整个结构体系都出现一定的变化和工作体系，在这种发展的基础上，对剪力墙结构设计出了令其能够满足基础水平和荷载作用的同时，还必须要能够满足非弹性变形反复循环的延性要求，这一要求的存在对于机构设计的循环型极为关键。
1.3方向设计原则
我们在设计墙的时候，计算时要考虑到墙在纵里和横向延展里的结构下来进行分析计算的。我们在针对剪力墙承载能力的计算中，计算带翼墙的宽度按照门窗与洞口之间的翼缘宽度以及剪力墙之间的距离的最小值来取值，通常都是墙肢总高度的十分之一。
二、剪力墙结构分析
近年来，剪力墙结构受到业内人士的重视，这种结构由于在施工中布置灵活、施工工艺简单、整体性效果好、抗荷载能力高以及能有效避免房屋露筋露梁的优势而得到了建筑领域人员的认可，同时也给建筑结构的发展指明了新的方向。
2.1剪力墙概念
剪力墙主要指的是建筑结构中能够承载各种水平荷载的一种建筑结构，这种建筑结构又被人们广泛的称之为抗风墙、抗震墙。在目前我们生活中所常见的剪力墙结构主要是用于抗风、抗震性能的一种墙体结构，这种墙体结构在发生地震的时候能够有效的吸收地震能量，防止墙体结构的剪力破坏。
2.2剪力墙结构设计的条件
剪力墙结构在设计的过程中需要对于地震、风力等发生的等级和发生率提前进行勘察，根据实际情况来设计一个科学、合理的剪力墙结构体系，使得墙体结构能够承受一定的荷载和地震，不至于出现地震就造成倾斜和建筑影响。在剪力墙结构设计工作中，当墙体结构较少的时候，如果墙体结构承受的第一振型底部地震倾覆力矩较小，结构底部的地震荷载是上部结构的1/3左右，这样能够有效地确保工作的合理、健全和完善，从而实现工作体系的综合、系统要求。
三、高层建筑剪力墙结构设计
3.1剪力墙结构布置
合理地剪力墙布置将决定剪力墙结构计算结果是否能满足规范要求，而且将决定着结构是否为最优结构体系，这一切又决定着结构的整体经济效益。对于一般剪力墙布置来说，其应当主要沿主轴方向布置，而针对巨型、L形、T形等建筑平面，则可采用沿两个轴线方向布置。同时在布置剪力墙时，应尽量避免出现只有单向有墙的情况，同时对内外剪力墙采取拉通对直设置。
另外对于剪力墙的布置并不是剪力墙越多越好，合理地布置剪力墙数目是关键，同时还应当满足结构质量中心与刚度中心的重合，避免结构出现过大的扭转。这就要合理充分掌握剪力墙布置间距来体现。剪力墙布置间距适中将有助于发挥剪力墙抗侧力构件作用，而且还可以合理地增大结构的利用空间。对于剪力墙布置间距过少，则会导致结构的侧向刚度过大，造成结构的不经济性。
再次，对于剪力墙上难以避免的洞口，洞口大小、位置以及数量对高层建筑剪力墙的受力影响很大。因此对于剪力墙上的门窗洞口布置应当上下对齐，明确墙肢和连梁的位置，且刚度相差不大，应避免三个以上的洞口集中于同一个十字交叉墙附近。另外，由于剪力墙中的连梁刚度较弱，不宜将楼面主梁支承载在连梁上。
3.2剪力墙结构设计要点
剪力墙作为一种具有较大刚度、整体性好、抗侧力好的结构类型， 对于不合理的剪力墙结构设计将会造成结构成本的增加以及结构的不安全性。剪力墙结构设计中重要的设计要点：(1)对于地震效果较大的情况下，单纯地提高剪力墙结构的抗侧刚度，这将造成基础以及剪力墙结构的成本增加；(2)应合理布置剪力墙数量，过多的剪力墙数量将增加结构主体重量同时造成工程浪费；(3)严格按照规范要求来进行剪力墙的构造配筋，配筋率的过低将会造成剪力墙结构延性较差；(4)合理设计剪力墙的墙长及其墙厚，避免出现墙肢承载力得不到有效发挥。综上所述，对于剪力墙结构设计一方面要保证结构具有足够的抗侧刚度，同时还需兼顾结构成本的优化。
3.3剪力墙结构的构造设计
对于剪力墙结构设计来说，不仅仅应满足结构的计算结果要求，同时还应满足规范的构造要求，构造要求对于保证剪力墙结构的延性等具有重要意义。
3.4剪力墙连梁设计
在带连梁的剪力墙设计中，连梁的跨高比和截面尺寸受到许多因素的影响，设计不当经常出现连梁承载力超限或连梁截面不符合设计要求的情况，设计时可从以下方面考虑：(1)对连梁的刚度进行折减；(2) 增加剪力墙洞口的宽度、减小连梁高度；(3) 增加剪力墙的厚度；(4) 提高混凝土等级。
四、剪力墙结构的抗震设计
4.1 剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置，抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式。剪力墙墙肢截面宜简单、规则，剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及楼梯处。在平面布置上尽可能均匀、对称，以减小结构扭转。
4.2 高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体(或一般剪力墙)，形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构。如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应看成剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。剪力墙的间距为了保证楼(屋)盖的侧向刚度，避免水平荷载作用下楼盖平面内弯曲变形，应控制剪力墙的最大间距。
从抗震性考虑，在一定范围内数量越多越好。从经济性考虑，数量太多会使结构刚度和自重很大，地震力和材料用量增大，造价提高，基础设计困难。因此，剪力墙的数量应适宜，结构设计时成片的剪力墙最好对称布置，遵循“均匀、对称、周边、分散”的原则，以取得比较理想的设计效果。
关键词：剪力墙;结构设计;建筑;实际应用
前言
随着人们的生活质量得到了明显的提高，对于建筑物的要求也变得更高，现阶段的建筑物不仅需要有较强的功能性，同时具备较高的质量也是人们追求的。通过加强建筑结构来实现人们对建筑的质量要求是相对有效的方法，而经过研究发现，剪力墙的结构设计在建筑结构中具有较强的稳定性、抗震性，能够有效的提高建筑物的质量，并且经过大量的实际应用，已经成为我国现阶段建筑结构设计中很重要的一部分，剪力墙的结构设计在建筑结构设计中受到设计师的广泛喜爱。
1关于剪力墙
1.1剪力墙的定义
剪力墙为了防止建筑在不同的环境下受到剪切性的破坏，但是在实际应用中又被称为抗震墙或者抗风墙，因为其主要需要防止建筑物受损的原因就是防风以及防震，为增强器稳定性一般会选择钢筋或者混凝土这样的材料，通过这样的材料来承受建筑中水方向或者垂直方向上的力结构，就能够有效的对建筑结构中产生的水平力进行控制。其主要应用于高层建筑或者高耸的结构里，通过电梯间、楼梯间或者设备房等的间隔墙进行帮助围成，经过混凝土浇灌使之具有较强的刚度以及强度，能够很好的承受水平方向的荷载。
1.2剪力墙的分类
剪力墙主要根据墙上是否有开口进行区分，不开口的为实体墙，开口的又会根据开口的大小分为整体上小开口的剪力墙、多肢剪力墙以及壁式框架剪力墙。实体墙一般情况指没有开口的剪力墙，这样墙体因为受力面积比较均匀，在弯矩图处显现出的特点就是，既不会有明显的反弯，也不会有明显的突变，具有较强的承受能力，是很多建筑物中必不可少的一部分。而另外三种剪力墙均为开口的，其中开口最小的是整体上小开口的剪力墙，剪力墙上的开口大小不会超出正面墙体总面积的15%，于实体墙相比，这种墙的变形为弯曲性，在弯矩图处也不会体现出反弯，但是会有出现突变的可能性；而多肢剪力墙相对开口面积较大，有一些开口还是以成列状进行排列的，在剪力墙的弯矩图处也不会发生任何异常的情况；最后一种类型就是壁式框架剪力墙，它的开口是所有类型中最大的，具有剪切型的变形。
2剪力墙的设计原理
2.1楼层之间遵循最小剪力系数调整原则
楼层之间遵循最小剪力系数的调整原则，是剪力墙结构设计中最基本的一项原则，因为现代化的建筑要求其抗震性能够更强，在建筑实际施工中，就会通过减轻房屋以及结构本身的重量来实现这一点，因此减少剪力墙的数量是比较直观的一种方法，而为了不影响剪力墙本身的作用，一般情况下会有一个临界值，即在短肢剪力墙承受的第一真幸福底部地震倾覆力能够占整体倾覆力的40%以内。在这样的基础上进行剪力墙的大开间处理，对于侧向刚度就会有更好的掌控。有效的控制楼层之间的最小剪力系数，因为减少了剪力墙的数量，从而减低了建筑工程中的成本，为建筑工程带来更大的收益。
2.2楼层之间的最大位移以及楼层高度之间必要比例的调整原则
其实常见的建筑结构设计中，重点在于楼层之间的变形处理（扭转变形、剪切变形）。剪切变形与扭转变形之间是存在一定的关系的，首先施工人员为了控制剪切变形，就会大量的增加竖向构件，而竖向构建是剪力墙中的重要组成部分，增加竖向构件无疑使得建筑中剪力墙的结构增加，直接导致剪力墙重量过大增强了建筑扭转变形的概率，建筑的各个楼层之间也会更加容易出现位移的现象，使得建筑的质量得不到保障，因此在建造剪力墙的时候，一定要注意剪力墙给各个楼层之间的位移以及高度比例造成的影响，控制好其中的比例是十分重要的。
2.3剪力墙连梁超限调整原则
剪力墙结构的连梁跨高也应该有一定的比值，因为经过实际研究可以发现剪力墙的跨高比过小的情况下，就容易导致剪力以及弯矩的实际数值超出限额值，对于剪力墙结构会有较大的影响。比如当剪力墙的连梁跨高比在5~6之间时，并且剪力连梁的刚度能够始终保持不变，剪力墙的剪力以及弯矩极有可能出现超出限额的情况，会影响整个建筑的质量，在这种剪力墙连梁跨度比超过5的时候，就应该使用壁式框架的剪力墙结构设计。总而言之所有的设计原则主要的目的就是在保证建筑工程质量的同时，尽可能的降低建筑工程的成本，使得带来更多的收益。
3剪力墙的设计重点
3.1控制剪力墙的数量
剪力墙确实能够提高建筑的抗震性，但是剪力墙的数量应该是适当的，因为上文中也提到了，剪力墙的数量过多会导致建筑负重过多，容易导致楼层出现位移或者扭转变形，因此需要注意的是建筑的设计重点中，减轻建筑本身的重量是首要考虑的问题，其次才是增强建筑的抗震性，所有控制剪力墙的数量是建筑 结构设计中的重点之一，可以根究建筑的实际需要以及结构设计进行合理的分配。
3.2剪力墙的平面布置
以轴线反向进行剪力墙的结构设计中，因为原材料主要是钢筋混凝土，因此其竖向以及水平方向的负荷均为墙体进行支撑，因此剪力墙的平面布置上就应该按照轴线方向进行布置。另外需要注意的是剪力墙与刚度之间应该是相互配合的，能够起到较好的支撑作用，因此需要遵从剪力墙中心与刚度中心相对应的原则进行布置，这种情况下剪力墙的平面布置一般会呈现出对称的状态，这样的布置方式在一定程度上增加了建筑的稳定性，减轻了建筑出现扭转变形的概率。但是设计人员还应该注意，剪力墙的平面布置是为了加强建筑的稳定性，其抗震性还需要通过竖向结构设计进行支撑，因此在建筑剪力墙的时候，应该是双向考虑的。
3.3建筑剪力墙的其他重点
建筑工程中剪力墙的设计与建造具有一定的意义，因此在建筑剪力墙的时候，应该要注意的事情也是相对较多的：①剪力墙的结构设计应该是与实际情况相符的，设计者在进行剪力墙的结构设计时，应该针对建筑的实际情况进行具体的分析，然后再进行设计，避免在实际施工的过程中，剪力墙的建造不能够顺利的进行；②要保证剪力墙的安全性问题，因为建筑物本身的安全性主要就是靠剪力墙来实现，保证了剪力墙的安全可靠性，使得剪力墙的抗震性能够最大化的发挥出来；③要考虑工程的造价问题，通过有效的控制建造剪力墙的材料中的含钢量，在不影响建筑工程质量的前提下，尽可能的降低工程的成本，是所有的材料都能够得到最大化的发挥，实现建筑工程的优化设计与施工。
4结语
综上所述，剪力墙的结构设计在建筑结构设计中是比较重要的一个部分，在我国的建筑行业进行广泛的应用，能够提高我国建筑工程的质量，同时能够有效的优化建筑的结构，设计人员应该将剪力墙的设计原则以及设计重点进行仔细的研究，然后通过探索创新出更多的新技术，促进我国的建筑事业稳定的发展。
参考文献
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关键词：建筑；剪力墙；结构设计；应用
中图分类号：TB482文献标识码： A
引言
对于不同的建筑结构中剪力墙的应用有着不同的结构设计方法，这就要求建筑设计人员能够根据使用要求和实际情况来进行剪力墙的优化设计，从而保证剪力墙布置的合理性和适用性。
一、剪力墙结构特点分析
现浇钢筋混凝土剪力墙结构，除了承受楼板传来的竖向荷载外，还承受风荷载和水平地震作用。剪力墙结构的侧向刚度大，在水平力作用下的侧移较小，承载力较大，且整体性较好。通过合理的设计，可以将剪力墙优化成抗震性能良好的延性剪力墙。优化合理的剪力墙结构承载力大，侧向变形小，且有一定延性，在多次大地震中，剪力墙结构破坏较小，相对于其他结构形式，表现出很好的抗震性能。但剪力墙的最大间距受到限制，平面布置不够灵活，建筑空间受到一定影响，因此一些需要大空间的建筑使用剪力墙结构就受到了一定的限制。对于上部为住宅，底部几层为商场的高层建筑，对影响建筑使用空间的剪力墙，可以采用框支梁、框支柱来进行转换，扩大使用空间。
二、剪力墙结构的设计原则
1、建筑物楼层之间进行调整最小剪力系数的原则
为了降低建筑结构自身的重量，增加建筑承受地震的能力，在结构设计的过程中，应该尽可能少的布置剪力墙，这就需要结构底部剪力墙承受的根据第一振 型计算的地震倾覆力矩不能超过剪力墙结构承受总的底部地震倾覆力矩的40%，这时，可以通过将剪力墙墙体进行大开间的处理，以使剪力墙结构能够拥有很强的倾向刚度。这样就可以保证建筑物楼层之间的最小剪力系数大于规定要求中的数值，从而达到降低建筑工程资金成本投入的目的。
2、调整建筑物楼层与楼层之间最大位移和楼层商之闻的比例
普通建筑设计的重点在于楼层与楼层之间存在的扭转变形和剪切变形的处理。而在处理建筑物的剪切变形的过程中，又是以塑向构件的数量来进行控制的，但是塑向构件的数量一旦控制不好偏多的话，就会导致剪力墙的剪重比例偏大，从而造成剪力墙的设计不合理、不科学，使得楼层之间的扭转变形也会相应的变大，但是这还是不能满足建筑物楼层之间发生位移的需要。因此在建筑物剪力墙的设计中，要尽可能的减少楼层之间的扭转变形，建筑物楼层之间的位移也不能只是依靠塑向构件的刚度变化来进行调整。
3、调整剪力墙连粱超限的原则
在剪力墙结构设计中，一般将剪力墙连梁的跨高比控制在2.5以下，此时连梁受力以剪力为主，弯矩不起决定性作用，在承受地震等侧向作用时，连梁作为第一道防线，可适当开裂，来协调相邻墙肢的变形，使相邻墙肢协同作用。对于跨高比超过5的剪力墙连梁，应按框架粱的要求来进行设计，保证连梁在承受较大弯矩时的承载力和变形性能，以承受正常使用时的竖向荷载。因此，在剪力墙结构的设计过程中，通过调整剪力墙连粱的工作状态，可以实现对建筑工程资金成本投入有效控制的目的，最大限度地节省建筑工程的资金成本。
三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
1、剪力墙中对大墙肢的处理
在承受水平荷载的过程中，剪力墙结构需要具有一定的延性，在进行结构设计时，必须将这种延展的特点考虑进去，提高剪力墙结构的整体性及各墙肢协同工作的协调性。设计的过程中，剪力墙一般应用与高层结构，单片墙总高度较高，容易形成剪切破坏的形态，发生脆性破坏的问题。在设计的过程中，如果单片剪力墙墙体长度比较大，在满足竖向承载力的要求以后，实行间隔设计，将其进行分割，形成长度较小、均匀布置的多片墙肢，有利于增加墙体结构总的水平承载力。如果墙段的长度比较小，它在受弯以后出现比较小的裂缝宽度，墙体配筋能够更好的发挥作用。如果墙肢长度大于8m，处理方法如下：第一，设置施工洞，在施工的过程中，需要在墙上留洞，在完工以后，将墙填充，长墙肢就可以变成短墙肢。第二，设置计算洞，在计算结构时，设置洞，施工中仍采用混凝土，但与墙体分开浇筑。应用以上的计算方法，小墙肢抗侧力性能会得到提高。
2、结构计算
进行设计剪力墙结构设计中，应该根据设计需求进行设计，使得设计更加合理。最常见的一个问题就是，剪力墙结构如果刚度不够强时，当满足了规范需求时，尤其是满足了楼层最大位移以及高层之间设计需求。这样就可以更好的保障在剪力系数，使得计算结果更加准确。因此，在进行结构设计时，应该做好高层建筑扭转环节，高层的高度应该控制在合适范围内。设计高层建筑应该不能大于这个楼层的平均值，同时也应该满足该楼层平均值，应该将剪力墙的连梁应该控制在超限内，符合规范需求。高层建筑不应该将短肢剪力墙进行设计，设计时应该更多注意，当短肢剪力墙比较多的时候，应该适当的进行调整，这样就可以更好的抵抗了水平力类型的剪力墙体。
3、剪力墙布置
3.1双向布置剪力墙、适宜的侧向刚度
高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。在需进行抗震计算的结构中，应避免单向布置剪力墙，并宜使两个方向侧向刚度接近，两个方向的自振周期宜相近。剪力墙的侧向刚度及承载力均较大的情况下，为充分利用剪力墙的抗侧力性能，减轻结构重量，增大建筑的可利用空间，墙不宜布置太密，尽量减少剪力墙的布置，使结构具有适宜的侧向刚度。
3.2竖向刚度均匀
剪力墙的布置对其结构的侧向刚度有很大影响，剪力墙沿高度不连续，将造成结构侧向刚度突变，所以剪力墙应沿建筑高度连续布置。为保证经济性，可子底层向上降低墙厚和混凝土等级，或减少部分墙肢，使剪力墙的侧向刚度沿建筑高度逐渐减小。
3.3墙肢高宽比
细高形状的剪力墙容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。
为保证结构中剪力墙的延性，在设计计算中，墙的高宽应比不应小于2。当墙的长度很长时，为了满足每个墙段高宽比大于2的要求，可通过开设洞口将长墙分割成长度较小、均匀布置的独立墙段，每个独立墙段可以是整体墙，也可以是联肢墙。
四、剪力墙结构设计优化其它措施
1、设置边缘构件
剪力墙本身可以具有较好的延性和耗能能力，但是这种延性和耗能能力需要靠剪力墙自身分布钢筋的合理配置才能实现，设置边缘构件目的是增加结构的延性和耗能能力，以提高结构的抗震性能。
2、控制建筑结构成本的措施
采用高强钢筋，以减少结构配筋量。明确建筑使用功能以确定活荷载，去掉不必要的荷载，剪力墙承受的荷载应按相关规范进行折减。配筋应满足计算及规范规定的最小配筋率，地下部分的墙体配筋应通过计算确定。框架―剪力墙结构中，框架和剪力墙共同承担侧向作用时，应通过计算和优化协调二者的工作状态，尽量减少剪力墙的布置。
3、连梁优化设计
经过调整后的连梁应确保其弯矩、剪力设计值应不小于使用阶段实际值，也不应低于设防烈度低一度的地震组合的弯矩设计值，以防止在正常使用时产生裂缝，影响结构安全。
关键词：剪力墙；结构设计；优化措施；
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：
一、建筑结构剪力墙设计优化思路及规程解读
建筑结构设计优化，是在满足建筑规程规定的前提下，最大程度的降低工程造价。即便是同一个建筑设计方案，如果是采用不同的建筑结构设计及墙体布置，建筑经济指标往往相差很大，而差异性的最大体现就是混凝土及钢材的用量差距上。因此，建筑结构剪力墙设计优化的思路就是在于最大程度的解读相关的设计规程，并根据项目实际对结构设计及钢筋布置进行优化布置，减少混凝土用量及钢筋使用量，这是建筑结构剪力墙设计优化的总的前提。
对于建筑结构剪力墙设计优化来说，最为重要的规程规定是JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》和JGJ149-2006《混凝土异形柱结构技术规程》。《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙结构。因此，在进行高层建筑结构设计时，由于需要设置门洞窗洞的需要，往往会出现较多的短肢剪力墙，这时候就应当布置成简体或者是一般剪力墙，这样才能形成共同抵抗水平力的剪力墙结构体系。在抗震结构设计规范中也规定，简体和一般墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。短肢剪力墙结构抗震性能较差，经济指标不好，在抗震设计时其抗震等级要相应比一般剪力墙提高一级。而对于无翼缘或端柱的一字形的短肢剪力墙，轴压比限值应当相应降低0.1。除了高层建筑底层以及部分特殊的荷载加强受力部位意外，各个不同楼层的短肢剪力墙的剪力设计值应当作出以下调整：抗震一级要求增大系数1.4，抗震二级要求系数增大1.2。短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底层以及加强区部位不应小于1.2%，其他部位不应小于1.0%。这些要求加大了剪力墙的截面厚度及配筋率，所以在实际工程中尤其是地震区域，应当尽可能减少采用短肢剪力墙结构。
二、建筑结构剪力墙设计优化措施及实际应用
在进行剪力墙设计优化时，应当根据以下措施进行优化：
1、根据规范要求综合考察结构是否合理，并对建筑结构建模时进行的结构布置进行调整。比如说剪力墙结构刚度应以规范规定的楼层最小剪力系数为目标，使计算结果接近规范限值，同时要使楼层层间最大位移与层高之比满足规范限值。
2、考察剪力墙底部加强区的轴压比是否满足规范要求，剪力墙连梁是否超限。要控制好结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比，A级高度的剪力墙结构不应大于0.9。楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不应大于该楼层平均值的1.2倍。
而在进行剪力墙优化设计时，需要遵循一下原则：
①楼层最小剪力系数的调整原则：减少剪力墙的布置，尽可能以大开间剪力墙布置方案为目标，使结构具有适宜的侧向刚度，使楼层最小剪力系数接近规范限值。但是必须满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩的不超过40%的前提。这样能够有效减轻建筑结构的自重，降低工程造价，同时有效减小地震作用力的输入，达到抗震结构优化的目的。
②楼层层间最大位移与层高之比的调整原则：在计算楼层最大弹性层间位移时，除了地震区域以弯曲变形为主的高层建筑外，可不扣除结构整体弯曲变形而应计入扭转变形。对于一般的高层建筑，其调整特点是考虑楼间的剪切变形以及扭转变形。在进行优化调整的时候，如果采用加大竖向构件的布置但是如果布置不合理，则会造成扭转变形过大，但是未必满足层间位移的要求。因此，对于高层建筑应尽可能使扭转变形最小，而不能仅仅根据层间位移不够，就盲目的增加竖向构件的刚度。
而在实际工程设计中，会出现某一方向层间位移不满足规范要求的情况，这时候应当考虑减小对应一侧的结构刚度。这样就能使得结构剪重比减小，减少地震作用力，达到比较好的结构优化结果。
③周期比调整原则：震害表明，平面不规则、质量与刚度偏心、抗扭刚度太弱的结构，在地震中破坏严重，因此应保证结构的抗扭刚度不能太弱。结构的扭转效应首先限制结构平面的不规则性，避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应，其次限制结构的抗扭刚度，关键是限制结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比。
在实际工程设计中，应将结构竖向构件尽可能沿建筑周边布置，这样即可以提高结构的侧向刚度，同时又能够较大幅度的提高结构的抗扭刚度；若在结构的形心附近加大竖向构件刚度，则对侧向刚度的贡献大而对结构整体的抗扭刚度贡献甚微。
④在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移比的调整原则：该指标的调整应结合位移及扭转比的调整同时行，也可在位移及扭转比满足的情况下做微调。当计算结果一向位移比需调整时，可以加大该侧的抗侧力构件刚度，也可减小对应一侧的抗侧力构件刚度，这两种方法都可以达到调整的目的。
⑤ 剪力墙连梁超限的调整原则：剪力墙连梁的跨高比不宜小于2.5，跨高比小于2.5的连梁很容易出现剪力和弯矩超过规范限值。《高层建筑混凝土结构技术规程》规定剪力墙长度不宜大于8m，当大于8m时宜采用弱连梁将其分开。该条文中所说的剪力墙长度应当不只是单片实体剪力墙，而应包括含跨高比不大于5的连梁在内的联肢墙。跨高比不小于5的连梁宜按框架梁进行设计，连梁刚度不应折减。而跨高比在5~6之间时，若连梁刚度不折减则也容易出现剪力或弯矩超限。因此应当将跨高比不大于5的连梁和减小剪力墙墙肢长度使连梁跨高比变为大于6的框架梁，而后者的钢筋及混凝土用量均小于前者，大大节省了工程投资。
三、建筑结构剪力墙设计优化改进方式及复核演算
在工程实际应用中，根据不同的建筑高度和建筑方案需求，可以采用不同的设计优化方法进行结构优化。比如在工程实际施工中的较为新型的现浇剪力墙结构，通过控制结构水平位移和底部剪力系数这两个因素来满足设计要求，大量节省了工程投资。
1、20层以下的高层住宅可采用现浇剪力墙结构，利用抗侧刚度很大的楼梯间或电梯间做为一个抵抗水平力的抗剪核心体。这个核心体由多片剪力墙组成，可以抵抗大部分由风荷载和地震作用引起的水平力。这部分剪力墙不应做成短肢剪力墙，只有当某片剪力墙的长度超过8m时，在中间开一个结构洞使其成为双肢剪力墙。这些剪力墙主要承担结构的竖向荷载，各墙肢由连梁连接，协同工作，使整个结构形成一个良好的抗震体系。
2、框支剪力墙结构中，上部剪力墙结构可采取减小上部剪力墙体系的刚度，改用短肢剪力墙体系的方式进行优化。改进后保留的短肢墙的数量主要取决于结构刚度的要求，要使结构的顶点位移和层间位移满足规范要求，并使底部剪力系数在合理范围内。
3、20层以上的高层住宅，采用传统的全现浇剪力墙体系。将较长的墙肢开设结构洞，或将窗台改为砖或其它砌体等措施加以微调。在方案设计阶段，就应该考虑将剪力墙分散、均匀布置，并将剪力墙布置得片数较多而墙肢较短。当某层连梁的弯矩超过其最大受弯承载力时，降低这层连梁的弯矩设计值，并将相邻上、下层的连梁弯矩设计值予以适当提高，以补偿减少的弯矩，满足平衡条件。
四、结束语
随着我国经济社会的快速发展，城市土地越来越紧张，高层及超高层建筑中成为主要的城市建筑类型。因此进行建筑剪力墙的结构设计优化，不仅能大量节省工程建设及投资费用，更能提升设计品质，使得结构设计经济合理且符合使用习惯。这有待于结构设计人员充分理解规范条文的精髓，在众多的结构案例中灵活运用充分实践，才能磨合出优秀的结构设计作品。
参考文献：
[1]周浪.高层住宅剪力墙结构优化设计研究[D].武汉理工大学，2011
[2]孙峰.高层住宅剪力墙优化设计研究[J].科技与企业，2012（10）
[3]吴飞.高层剪力墙结构住宅的优化设计研究[D].太原理工大学，2012
关键词：建筑；剪力墙；结构设计；分析
中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
随着高层建筑的普及，现浇钢筋混凝土剪力墙结构因其整体性好，抗侧刚度大，承载力大，在水平力作用下侧移小，且剪力墙结构施工方便，适用高度范围较大，所以在我国国内应用十分广泛。剪力墙的设计应建立在整体分析基础上，针对设计的关键环节进行合理运用，才能保证其在建筑中的作用得到发挥。
1 剪力墙结构设计中的基本概念及其分类
1.1 剪力墙高和宽尺寸都比较大，但是其厚度却非常小，这就决定了剪力墙的几何特征和受力形态。其几何特征类似于板，但是受力形态却和柱子惊人的相似，但是在比值上与柱子有着一定的区别。在剪力墙的结构中，墙是一个平面结构，它承受着竖向压力和其平面作用下的水平剪力的双重力量。地震作用和风载下剪力墙仅仅满足刚度强度是远远不够的，其还必须满足非弹性变形反复循环下的延性和能量消耗和控制结构断裂却不倒的要求。所以 ，在剪力墙的设计中要求将其设计成延性弯曲型 ；
1.2 剪力墙结构的分类
剪力墙结构主要可以分为四类 ，而分类的依据则是剪力墙是否开洞及其开洞的大小。
1.2.1 实体墙或者截面剪力墙不开洞或者开洞的面积小于15%，这种剪力墙的变形主要为曲型，其就像一个整体的悬壁墙，在整个墙肢的高度上，弯矩图既没有弯点，也不会发生突变；
1.2.2 整体小开口剪力墙。虽然这种剪力墙的开口比较小，但是其开洞面积已经大于 15%。整个剪力墙的变形主要为弯曲型，但是整个墙肢的高度基本上没有存在反弯点，弯矩图的主要位置发生了突变 ；
1.2.3 双肢或多肢剪力墙。这种剪力墙一般开口较大，或者其洞口成列分布。虽然在开口上与整体小开口剪力墙不同，但是它们的受力特点却十分类似 ；
1.2.4 壁式框架。这种剪力墙洞口尺寸很大，连梁线刚度和墙肢线的刚度比较接近，其整个受力墙的变形则为剪切型，受力特点与框架结构相似。其在大多数高层建筑的楼层中会出现反弯点，弯矩图在楼层的地方也会产生突变。
2 剪力墙结构设计
剪力墙的刚度较大，整体性较好，容易达到承受的荷载要求。设计师主要考虑以下几个方面：
2.1 剪力墙的截面厚度要求
剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大，而平面外刚度和承载力都很小，剪力墙厚度应满足最小截面要求，主要目的是为了保证剪力墙平面外的刚度和稳定性能。当剪力墙相交于墙体平面外时，相交处可以作为剪力墙的支撑，对于平面外的刚度与稳定性有很好的保证。剪力墙最小厚度确认时，计算依据主要是建筑物层高及无支长度的比值。进行抗震设计时，底部加强区的墙厚根据地震的具体大小情况来设计，地震越大，底部加强区墙厚所占层高或者无支长度的比值就越大，一般不宜小于160mm。当无翼墙和端柱时，墙厚还要增大。
2.2 剪力强结构中混凝土强度等级要求
剪力墙中混凝土要求相对较高，等级最少要为 C20，如果剪力墙结构中带有筒体与短肢，那么其中的混凝土强度最少要为 C25。
2.3 剪力墙结构在进行抗震设计时，构造边缘的构件在剪力墙墙肢中是必不可少的。在非抗震设计中，其墙端部位的构件配置及钢筋配置都要符合相关的规定要求。
2.4 剪力墙结构设计中要考虑竖向分布时钢筋配筋率的最小值，主要作用就是保证混凝土墙体在受到弯矩较大而出现裂缝时不至于立刻达到抗弯承载力的极限，还可以防止斜裂缝出现后发生脆性剪拉破坏。
2.5 剪力墙结构开洞构造设计。若是剪力墙结构中开洞较小，其影响较小在计算时可不必考虑在内。为了保证剪力墙结构截面的承载力，要在钢筋切断集中处将洞口补足，并且钢筋直径最小要达到 12mm。具体施工要根据实际情况，边缘构件的设置根据实际情况。
2.6 高层建筑剪力墙结构体系受到的竖直方向荷载比较大，竖直荷载包括建筑整体的自身重量及楼面荷载产生的影响。由于荷载的存在，竖直方向会产生轴力，是连续梁内出现弯矩。计算时依据的是其受力面积。若是水平荷载，其计算就要按平面考虑了。剪力墙结构计算工作比较复杂且工作量较大，在建筑施工时，要针对不同的剪力墙结构的受力特点进行计算。剪力墙结构体系是一种抗剪性能较好的结构，设计时要考虑建筑施工的具体情况，设计时应尽量避免竖向刚度突变，确保其刚度。
3 剪力墙设计时厚度与配筋的考虑
前面提及的剪力墙的设计参数主要有长宽高，但是其厚度相对小，受力形态与柱子相似，而与柱子的主要差异就是在与厚度与长度的比值，因此在建筑结构设计中对剪力墙的设计必须考虑其厚度与长度的比值，从而保证其达到工程要求。主要考虑的要点如下：
3.1 剪力墙厚度选择
因为剪力墙主要起到抗震作用，因此在设计时应按照抗震规范进行参考，其要求剪力墙底部加强部位的厚度在一二级抗震等级时小于200mm，但是不能小于层高1/16，而其他部位则大于160mm，当墙端头没有翼墙或者暗柱设计，则应小于层高的1/12，但是应注意这些规定不能应用于八度震区中的多层或者高层建筑。如在高层设计中中间层设计时，一般墙肢的重力承载值所选择的轴压比都可以满足
3.2 剪力墙配筋设计
在建筑混凝土规范中，强制规定在一二三级抗震等级的剪力墙设置时，竖向和水平分布的最小配筋率均不应小于0.25%；部分框支剪力墙底部应进行配筋增强，竖向和水平分布的最小配筋率均不应小于0.3%。这种方式在高层或者剪力墙结构较长的情况下是适用的，然而这样的结构对于较为低矮短小的剪力墙结构并不适用，具体的设计中如果建筑结构特殊，需要适当的增加水平向钢筋的数量，尤其是梁部的载荷敏感部位应重点加强。
4 剪力墙连梁设计
4.1 连梁的基本功能
在实际的工程中，剪力墙结构上连接墙肢与墙肢的梁就是连梁。在水平荷载作用下，使得墙肢弯曲，此时连梁的端部就会产生转角，这样就造成了连梁内力的出现和受力情况改变。此时会对墙肢产生一定的约束限制，从而改变了墙肢的受力情况，因此连梁对于剪力墙结构的作用十分重要。
4.2 连梁的设计措施
带有连梁结构的剪力墙其跨高和截面积的尺寸都会受到多种因素的影响，一旦设计中出现不合理或者矛盾就会影响连梁的功能，即产生的实际承载力和承载截面与设计要求不符合，因此设计中应考虑以下要点：
4.2.1 连梁刚度分析
连梁因为跨高相对小，与其相连的墙肢的刚度较大等因素影响，其在水平作用下内力较大，连梁屈服则会出现裂缝，刚度减小则内力会重分布。所以在剪力墙设计时，应对连梁的刚度进行折减。如：在高层设计中结构件应利用弹性刚度参与整体分析，但是抗震设计的剪力墙连梁刚度应小于墙体，且承受弯矩和剪力较大则配筋设计难度大。因此在设计时可以根据裂度进行折减，但是折减系数不应小于0.5。
4.2.2 对剪力墙孔洞口设置
在设计中可以适度增加剪力墙孔洞的宽度或者减小连梁高度增加剪力墙洞口的宽度，也即是增加连梁跨度而减小高度，目的是降低连梁的刚度，同时因为减小了结构的整体刚度，也就减小了地震对结构的影响，使得连梁承载力不会超限，同时保证剪力墙的厚度合理。
4.2.3 增加剪力墙的实际厚度
这个方法就是增加连梁截面的宽度，在这样设计后一方面加大了结构的整体刚度，从而使之在地震中内力增加；一方面连梁承载力和宽度呈现正比，一旦剪力墙厚度增加，地震中产生的内力不能按照墙的厚度增加而成比例逐渐传递给剪力墙，所以这样就会导致连梁的抗剪切承载力超限。因此设计应根据具体的工程情况，配合设计需求进行合理调整，为的是保证剪力墙有效发挥作用，最终达到建筑所需的安全与质量要求。
5 结束语
剪力墙是建筑框架中承载并抗震的结构。在设计运用中必须注重其结构尺寸的合理性，尽量设计成延性剪力墙结构，这样才能保证经济性与安全性的协调。因此从设计的基本思路出发，按照关键要点获得设计参数，这样才能保证剪力墙结构的有效性。
参考文献：
[1] 郎春雨,来晓慧.关于建筑剪力墙结构设计的探讨[J].科技创新导报,2010,(05)
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