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【摘 要】 经济快速发展的同时，推动建筑行业迅速发展。建筑规模逐渐扩大，建设楼层高度越来越高。高层建筑结构中，剪力墙结构由于自身整体性能好、刚度大及用含钢量等优点，被广泛应用。本文对高层建筑剪力墙结构设计需要关注的要点进行简单分析。
【关键词】 高层建筑;建筑结构;剪力墙结构;结构设计;设计要点
一、引言
剪力墙结构主要包括连梁和墙肢两种结构，具有整体性能耗、刚度大、抵抗水平力强及承载能力强等优点，被广泛应用在高层建筑结构设计中。
二、高层建筑剪力墙结构的分类及其特点
1.剪力墙结构的分类
影响剪力墙分类的因素有如下几项：是否在剪力墙上开洞口、洞口的数量及大小和位置等。根据影响因素的不同，可以将剪力墙结构分为五类：整截面剪力墙、整体小开口剪力墙、壁式框架剪力墙、联肢剪力墙和独立悬臂剪力墙。
2.剪力墙结构各分类的特点
（1）整体开小洞口剪力墙和整截面剪力墙。
整体开小洞口剪力墙和整截面剪力墙都属于完整的墙体类型，同时其受力特征相近，都为弯曲型形变曲线。其差别在于整体截面剪力墙及开小洞口剪力墙，墙体不需要开洞或开洞口较小且统一，其受力特性整体性好，水平荷载作用下不会出现反弯点或突变;而整体开大洞口且洞口不统一剪力墙在水平荷载作用下，会出现弯矩突变现象。
（2）独立悬臂型剪力墙。
和整体小开口剪力墙和整截面剪力墙不同，独立悬臂型剪力墙在墙面的开洞面积较大，属于连梁弱、墙肢强的结构类型。独立悬臂型剪力墙的连梁较弱，因而对墙肢的约束和连接作用较小，水平荷载作用下容易发生弯曲，剪力墙的整体性较差，刚度较低。高层建筑结构设计时，除非有特殊功用，否则应尽量不采用独立悬臂型剪力墙结构。
（3）壁式框架式剪力墙。
壁式框架剪力墙和独立悬臂型剪力墙的形式較为相像，在墙面需要具有较大的洞口，墙肢和连梁的抗弯线刚度基本相当，比独立悬臂型剪力墙的整体性要好。由于壁式框架剪力墙受到较大水平荷载作用时，容易出现剪切型变形而出现反弯点，在进行建筑结构设计时不宜过多采用。
（4）联肢剪力墙。
联肢剪力墙的性能介于独立悬臂型剪力墙和整体小开口剪力墙之间，该结构中连梁对墙肢具有一定的约束作用，同时墙肢的局部弯矩较大，变形曲线为弯曲型，整个截面正应力为非直线分布。
三、高层建筑墙结构设计需关注的要点
1.剪力墙结构的优化设计
建筑剪力墙结构承受竖向力和水平力的能力较大，同时刚度也较大，因此能够建造比框架结构层数更多的建筑，被广泛应用到高层建筑结构设计中。进行高层建筑剪力墙设计时，要结合各型墙体的特点，综合考虑工程实际背景，对剪力墙结构进行优化设计。剪力墙结构优化设计时，要通过对剪力墙布置的数量及位置、建筑层数及抗震强度等方面进行优化，确保技术合理性，同时要做到安全、可靠并具有经济性。
（1）结构布置
布置剪力墙时，要尽量选择结构的周边外围护墙位置，在建筑结构中部要尽量减少剪力墙的布置减少对建筑功能要求的影响。在布置各墙肢时，要考虑如何通过减少边缘的构件来满足要求的抗扭、抗侧刚度。在布置剪力墙时，要考虑到小墙垛布置以及连续转折对结构边缘构件所造成的影响。在水平力作用下，在计算整体墙的剪力和截面弯矩时要依据悬臂构件来进行确定。
（2）洞口设置
在小开口的整体墙结构中，由于受到洞口的影响，导致墙肢间为非直线应力分布，如果偏离不大时，在整体墙计算方法基础上进行修正。进行结构抗震设计时，要尽量避免墙边和洞口以及洞口和洞口之间形成墙肢截面高度和厚度比低于4的小墙肢。
（3）建筑剪力墙的构造措施
剪力墙结构的主要特征是平面内的刚度和承重力较大，而平面外刚度和承载力相对较小，因此要对剪力墙的平面外应力作用及扭矩进行控制。具体可以采用以下措施：抗震墙的结构要满足墙肢轴压比限值界线值时，要按照规定设置构造边缘构件，一般情况下，剪力墙的墙体配筋基本要求为竖向钢筋放在内侧，水平钢筋放在外侧;要在剪力墙的顶部位置设置暗梁，便于框架梁纵筋、连梁和剪力墙竖向钢筋的锚固，并根据构造要求设置箍筋和纵筋。
2.结构方案的选择
（1）建筑楼层低于20层时的结构方案。
对于低于20层的高层建筑，一般多采用现浇剪力墙结构。由于现浇剪力墙结构的墙肢轴压较小，需要采用构造配筋，导致墙肢承载力无法完全发挥，因此工程费用相对较高。考虑到结构要求需要，要选择短肢剪力墙结构来进行弥补。将钢筋混凝土改变为其他合理砌体，减少建筑自身重量，促使地震效应下降，在降低工程费用的同时，又能确保建筑抗震性能。
（2）建筑楼层高于20的结构方案。
由于短肢剪力墙的结构在高层建筑中无法保持稳定，其整体结构较软，可靠性不佳，无法满足工程需求，因此在建筑层数高于20层时不宜使用。对于楼层超过20层的高层建筑，要采用全现浇剪力墙结构。采用全现浇剪力墙结构时，如果结构刚度过大，可以将窗台位置的钢筋混凝土墙改变为其他砌体，利用细节调整来减少自身重量。
3.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，因此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，一直都存在较多争议。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在地震时造成的灾害相对小一些。但是，结构刚度并不能没有限制的增加，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，工程费用也随之增加。因此在设计时就需要掌握好尺度的问题。针对高层建筑，控制这个标准的要素主要包含：
（1）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。
（2）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。
通过严格控制结构上的水平位移和控制地震力，就能对剪力墙的合理布置实施有效控制。由于此种设计方法《高层建筑设计规范》中并没有进行明确的规定，但是出于对结构的安全、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。
四、结束语
高层建筑剪力墙结构在高层建筑工程中应用较多，在进行建筑结构设计时，要考虑各种不同类型剪力墙的受力特点，结合工程实际需要，采用合理的结构形式，确保建筑安全适用。
参考文献：
[1]吕瑞孝，姜剑虹.高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点[J].科技信息，2011，（19）：381，412
[2]郭苏海.高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点[J].中华民居，2013，（33）：205.
[3]李峰.概述高层剪力墙结构设计技术要点[J].城市建设理论研究（电子版，2013，（35）.
【关键词】 高层建筑;建筑结构;剪力墙结构;结构设计;设计要点
一、引言
剪力墙结构主要包括连梁和墙肢两种结构，具有整体性能耗、刚度大、抵抗水平力强及承载能力强等优点，被广泛应用在高层建筑结构设计中。
二、高层建筑剪力墙结构的分类及其特点
1.剪力墙结构的分类
影响剪力墙分类的因素有如下几项：是否在剪力墙上开洞口、洞口的数量及大小和位置等。根据影响因素的不同，可以将剪力墙结构分为五类：整截面剪力墙、整体小开口剪力墙、壁式框架剪力墙、联肢剪力墙和独立悬臂剪力墙。
2.剪力墙结构各分类的特点
（1）整体开小洞口剪力墙和整截面剪力墙。
整体开小洞口剪力墙和整截面剪力墙都属于完整的墙体类型，同时其受力特征相近，都为弯曲型形变曲线。其差别在于整体截面剪力墙及开小洞口剪力墙，墙体不需要开洞或开洞口较小且统一，其受力特性整体性好，水平荷载作用下不会出现反弯点或突变;而整体开大洞口且洞口不统一剪力墙在水平荷载作用下，会出现弯矩突变现象。
（2）独立悬臂型剪力墙。
和整体小开口剪力墙和整截面剪力墙不同，独立悬臂型剪力墙在墙面的开洞面积较大，属于连梁弱、墙肢强的结构类型。独立悬臂型剪力墙的连梁较弱，因而对墙肢的约束和连接作用较小，水平荷载作用下容易发生弯曲，剪力墙的整体性较差，刚度较低。高层建筑结构设计时，除非有特殊功用，否则应尽量不采用独立悬臂型剪力墙结构。
（3）壁式框架式剪力墙。
壁式框架剪力墙和独立悬臂型剪力墙的形式較为相像，在墙面需要具有较大的洞口，墙肢和连梁的抗弯线刚度基本相当，比独立悬臂型剪力墙的整体性要好。由于壁式框架剪力墙受到较大水平荷载作用时，容易出现剪切型变形而出现反弯点，在进行建筑结构设计时不宜过多采用。
（4）联肢剪力墙。
联肢剪力墙的性能介于独立悬臂型剪力墙和整体小开口剪力墙之间，该结构中连梁对墙肢具有一定的约束作用，同时墙肢的局部弯矩较大，变形曲线为弯曲型，整个截面正应力为非直线分布。
三、高层建筑墙结构设计需关注的要点
1.剪力墙结构的优化设计
建筑剪力墙结构承受竖向力和水平力的能力较大，同时刚度也较大，因此能够建造比框架结构层数更多的建筑，被广泛应用到高层建筑结构设计中。进行高层建筑剪力墙设计时，要结合各型墙体的特点，综合考虑工程实际背景，对剪力墙结构进行优化设计。剪力墙结构优化设计时，要通过对剪力墙布置的数量及位置、建筑层数及抗震强度等方面进行优化，确保技术合理性，同时要做到安全、可靠并具有经济性。
（1）结构布置
布置剪力墙时，要尽量选择结构的周边外围护墙位置，在建筑结构中部要尽量减少剪力墙的布置减少对建筑功能要求的影响。在布置各墙肢时，要考虑如何通过减少边缘的构件来满足要求的抗扭、抗侧刚度。在布置剪力墙时，要考虑到小墙垛布置以及连续转折对结构边缘构件所造成的影响。在水平力作用下，在计算整体墙的剪力和截面弯矩时要依据悬臂构件来进行确定。
（2）洞口设置
在小开口的整体墙结构中，由于受到洞口的影响，导致墙肢间为非直线应力分布，如果偏离不大时，在整体墙计算方法基础上进行修正。进行结构抗震设计时，要尽量避免墙边和洞口以及洞口和洞口之间形成墙肢截面高度和厚度比低于4的小墙肢。
（3）建筑剪力墙的构造措施
剪力墙结构的主要特征是平面内的刚度和承重力较大，而平面外刚度和承载力相对较小，因此要对剪力墙的平面外应力作用及扭矩进行控制。具体可以采用以下措施：抗震墙的结构要满足墙肢轴压比限值界线值时，要按照规定设置构造边缘构件，一般情况下，剪力墙的墙体配筋基本要求为竖向钢筋放在内侧，水平钢筋放在外侧;要在剪力墙的顶部位置设置暗梁，便于框架梁纵筋、连梁和剪力墙竖向钢筋的锚固，并根据构造要求设置箍筋和纵筋。
2.结构方案的选择
（1）建筑楼层低于20层时的结构方案。
对于低于20层的高层建筑，一般多采用现浇剪力墙结构。由于现浇剪力墙结构的墙肢轴压较小，需要采用构造配筋，导致墙肢承载力无法完全发挥，因此工程费用相对较高。考虑到结构要求需要，要选择短肢剪力墙结构来进行弥补。将钢筋混凝土改变为其他合理砌体，减少建筑自身重量，促使地震效应下降，在降低工程费用的同时，又能确保建筑抗震性能。
（2）建筑楼层高于20的结构方案。
由于短肢剪力墙的结构在高层建筑中无法保持稳定，其整体结构较软，可靠性不佳，无法满足工程需求，因此在建筑层数高于20层时不宜使用。对于楼层超过20层的高层建筑，要采用全现浇剪力墙结构。采用全现浇剪力墙结构时，如果结构刚度过大，可以将窗台位置的钢筋混凝土墙改变为其他砌体，利用细节调整来减少自身重量。
3.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，因此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，一直都存在较多争议。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在地震时造成的灾害相对小一些。但是，结构刚度并不能没有限制的增加，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，工程费用也随之增加。因此在设计时就需要掌握好尺度的问题。针对高层建筑，控制这个标准的要素主要包含：
（1）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。
（2）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。
通过严格控制结构上的水平位移和控制地震力，就能对剪力墙的合理布置实施有效控制。由于此种设计方法《高层建筑设计规范》中并没有进行明确的规定，但是出于对结构的安全、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。
四、结束语
高层建筑剪力墙结构在高层建筑工程中应用较多，在进行建筑结构设计时，要考虑各种不同类型剪力墙的受力特点，结合工程实际需要，采用合理的结构形式，确保建筑安全适用。
参考文献：
[1]吕瑞孝，姜剑虹.高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点[J].科技信息，2011，（19）：381，412
[2]郭苏海.高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点[J].中华民居，2013，（33）：205.
[3]李峰.概述高层剪力墙结构设计技术要点[J].城市建设理论研究（电子版，2013，（35）.