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摘 要：对剪力墙的结构进行优化设计，不但能增大其抗侧刚度，还能提高高层建筑的抗震性，有效降低工程造价成本，为建筑市场的布展发展做出突出贡献。本文笔者对高层民用建筑剪力墙结构设计进行了探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。
关键词：高层民用建筑；剪力墙结构；设计
剪力墙结构是指将原来建筑物中的框架结构用钢筋混凝土的墙板代替，以承担建筑物产生的各种荷载作用，能够有效地制约建筑结构产生的水平力，换句话说，也就是用钢筋混凝土墙板来代替之前建筑物中承担竖向和水平方向荷载作用的墙体。
一、剪力墙结构的分类
剪力墙的分类是根据剪力墙的墙体上是否开洞或者是开洞尺寸的大小来进行的，剪力墙大体上可以分为四种，如下：
1.实体墙
实体墙上要么是没有开洞，要么是开洞了，但是开洞的面积没有超过剪力墙墙体面积的15%，实体墙墙体的承受能力很强，剪力墙墙体的弯矩图处不会有反弯等异常情况的发生，也不会有突变现象的发生。
2.剪力墙
整体小开口剪力墙整体小开口是指剪力墙上的开洞面积也在剪力墙整个墙体面积的15%以内，这种类型的剪力墙墙体的弯矩图处不会有什么异常情况发生，例如反弯，但是它的异常情况会表现在连梁处，连梁处会有突变现象的产生。
3.双肢或者多肢类型的剪力墙
双肢或者多肢类型的剪力墙是指剪力墙墙体上的洞口成列状排列或者是开洞的面积过大的剪力墙，这种类型的剪力墙墙体的弯矩图处不会有什么异常情况发生，例如反弯，但是它的异常情况会表现在连梁处，连梁处会有突变现象的产生。
4.壁式框架剪力墙
壁式框架剪力墙是指剪力墙墙体上的开洞尺寸足够大，并且剪力墙墙肢线上所具有的刚度和墙体连梁线上的刚度相差不大，非常接近。这种类型的剪力墙会在楼层处的弯矩图点发生突变现象，并且会在建筑中出现很多的异常现象，那就是反弯点会出现在建筑的大多数楼层中。
二、高层民用建筑剪力墙结构设计的原则
在建筑工程中，进行剪力墙的设计时，不要为了达到目的而盲目性的进行剪力墙的施工，应该严格按照剪力墙结构应用的标准进行实地的考察，以使剪力墙结构在我国建筑结构中的应用达到最理想的状态。在剪力墙设计时，还需要受到一些技术方面的限制，因此在剪力墙的设计过程中，一定要遵循这些限制的条件，才能保证剪力墙设计和应用向着科学化、规范化、合理化的方向发展。
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，在建筑施工的过程中，应该尽可能少的建设剪力墙，这就需要短肢类型的剪力墙所承受的位于第一振型底部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進行大开间的处理，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高之间的比例
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、调整剪力墙连梁超限的原则
在剪力墙的结构的建设过程中，把剪力墙跨高与2.5的连梁相比较的话，剪力墙跨高比较容易在剪力和弯矩方面出现超过规定限度的现象，因此，在剪力墙结构设计的标准中，绝大部分都会规定剪力墙结构的连梁跨度高的比要大于2.5而对于连梁跨度比超过5的剪力墙连梁，就需要用框架梁的方式来进行剪力墙连梁的建设；而对于剪力墙连梁跨高的比在5～6这个范围时，如果要保证剪力墙连梁刚度不发生变化的话，剪力墙的剪力或者是弯矩就会出现异常情况，超出剪力墙结构设计规定的范围。因此，在剪力墙结构的设计过程中，通过调整剪力墙连梁的超限情况，来实现对建筑工程资金成本投入有效控制的目的，最大限度的节省建筑工程的资金成本。
三、高层民用建筑结构剪力墙计算分析要点
以高层建筑常用的框架剪力墙结构，框架剪力墙结构的计算应考虑框架与剪力墙两种不同结构的不同受力特点，按两者变形协调工作特点进行结构分析。即使是很规则的结构，也不应将结构切榀，简单地按二维平面结构（平面框架和壁式框架）进行计算。不应将楼层剪力按某种比例在框架与剪力墙之间分配。
框架剪力墙结构是复杂的三维空间受力体系，计算分析时应根据结构实际情况，选取较能反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。对于平面和立面布置简单规则的框架—剪力墙结构，宜采用空间分析模型，可采用平面框架空间协同模型，对布置复杂的框架—剪力墙结构，应采用空间分析模型。另外，对于框架—剪力墙结构由于填充墙数量较框架结构少，而比剪力墙结构多，因此其周期折减系数应选取介于两者之间。结合工程实践经验，对于一般情况下当填充墙较多时，周期折减系数可取0.7-0.8，填充墙较少时，周期折减系数可取0.8-0.9。需要注意的是；随着建筑形式的多样化，框架校的数量沿竖向有时会有较大的变化，考虑到若某楼层段突然减少了较多框架柱，按结构基底总剪力Vo来调范柱剪力时，将使这些楼层的单根柱承担的剪力过大，这显然是不合理的，故《高规》规定允许分段进行调整，即当某楼层段柱根数减少时，则以该段为调整单元，取该段最底一层的地震剪力为其该段的底部总剪力；该段内各层框架承担的地震总剪力中的最大值为该段的Vfmax。在单片剪力墙的边框杆，墙平面内是墙体的组成部分，不再按框架柱考虑；墙的平面外边框柱属于框架框，支承框架梁并共同组成抗侧力结构。边框柱在墙平面内按墙计算确定纵向钢筋，平面外按框架柱计算确定纵向钢筋，并满足构造所需最小配筋率。特一、一、二级抗震等级的剪力墙，在底部加强部位的边框柱，尚应满足约束边缘构件的箍筋和纵向钢筋构造要求。
四、高层民用建筑大面超长剪力墙结构处理
目前许多高层建筑中的现浇混凝土剪力墙结构的伸缩缝已经超过了规范设定，并且在遇到超长结构的情况下设计者设计的伸缩缝间距越来越大，这个问题对于设计者来说应该慎重，如果遇到超长结构的情况最好设置温度伸缩缝，尽可能的依据规范设定限值进行设计。这是因为：1）剪力墙结构超长，当剪力墙受温度变化较大时，混凝土剪力墙收缩、剪力墙容易发生变形，当剪力墙结构发生收缩变形时容易造成墙体结构出现裂缝。2）高层建筑的剪力墙体型庞大，受到结构变形和裂缝的因素也很多，如果遇到剪力墙结构超长情况时，需要设置温度伸缩缝才能够降低墙体大面积变形和开裂的现象发生。3）随着高层建筑使用的混凝土收缩量不断加大（由原有的300με增加到400με以上），剪力墙结构超长导致产生裂缝的因素也增多。4）高层建筑泵送混凝土时，增加了水泥的用量，从而导致剪力墙结构的收缩量加大，这也加剧了产生裂缝的必然性。
五、结语
由于剪力墙结构不但结构安全可靠，而且还能使室内空间合理布局，所以高层建筑结构中剪力墙结构应用将会不断扩大。在剪力墙结构的设计中，要严格按照剪力墙设计的原则进行，使剪力墙的建设符合剪力墙设计的各项标准要求，以保证剪力墙结构设计的合理性、科学性、经济性，从而降低建筑工程的资金成本投入。
参考文献：
[1]郭兆伟.高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析[J].建材技术与应用，2011，01（11）：39-40.
[2]师希望，林顺青.某高层框架—剪力墙结构设计要点的探讨[J].科学之友，2007，10（31）：75-76.
关键词：高层民用建筑；剪力墙结构；设计
剪力墙结构是指将原来建筑物中的框架结构用钢筋混凝土的墙板代替，以承担建筑物产生的各种荷载作用，能够有效地制约建筑结构产生的水平力，换句话说，也就是用钢筋混凝土墙板来代替之前建筑物中承担竖向和水平方向荷载作用的墙体。
一、剪力墙结构的分类
剪力墙的分类是根据剪力墙的墙体上是否开洞或者是开洞尺寸的大小来进行的，剪力墙大体上可以分为四种，如下：
1.实体墙
实体墙上要么是没有开洞，要么是开洞了，但是开洞的面积没有超过剪力墙墙体面积的15%，实体墙墙体的承受能力很强，剪力墙墙体的弯矩图处不会有反弯等异常情况的发生，也不会有突变现象的发生。
2.剪力墙
整体小开口剪力墙整体小开口是指剪力墙上的开洞面积也在剪力墙整个墙体面积的15%以内，这种类型的剪力墙墙体的弯矩图处不会有什么异常情况发生，例如反弯，但是它的异常情况会表现在连梁处，连梁处会有突变现象的产生。
3.双肢或者多肢类型的剪力墙
双肢或者多肢类型的剪力墙是指剪力墙墙体上的洞口成列状排列或者是开洞的面积过大的剪力墙，这种类型的剪力墙墙体的弯矩图处不会有什么异常情况发生，例如反弯，但是它的异常情况会表现在连梁处，连梁处会有突变现象的产生。
4.壁式框架剪力墙
壁式框架剪力墙是指剪力墙墙体上的开洞尺寸足够大，并且剪力墙墙肢线上所具有的刚度和墙体连梁线上的刚度相差不大，非常接近。这种类型的剪力墙会在楼层处的弯矩图点发生突变现象，并且会在建筑中出现很多的异常现象，那就是反弯点会出现在建筑的大多数楼层中。
二、高层民用建筑剪力墙结构设计的原则
在建筑工程中，进行剪力墙的设计时，不要为了达到目的而盲目性的进行剪力墙的施工，应该严格按照剪力墙结构应用的标准进行实地的考察，以使剪力墙结构在我国建筑结构中的应用达到最理想的状态。在剪力墙设计时，还需要受到一些技术方面的限制，因此在剪力墙的设计过程中，一定要遵循这些限制的条件，才能保证剪力墙设计和应用向着科学化、规范化、合理化的方向发展。
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，在建筑施工的过程中，应该尽可能少的建设剪力墙，这就需要短肢类型的剪力墙所承受的位于第一振型底部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進行大开间的处理，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高之间的比例
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、调整剪力墙连梁超限的原则
在剪力墙的结构的建设过程中，把剪力墙跨高与2.5的连梁相比较的话，剪力墙跨高比较容易在剪力和弯矩方面出现超过规定限度的现象，因此，在剪力墙结构设计的标准中，绝大部分都会规定剪力墙结构的连梁跨度高的比要大于2.5而对于连梁跨度比超过5的剪力墙连梁，就需要用框架梁的方式来进行剪力墙连梁的建设；而对于剪力墙连梁跨高的比在5～6这个范围时，如果要保证剪力墙连梁刚度不发生变化的话，剪力墙的剪力或者是弯矩就会出现异常情况，超出剪力墙结构设计规定的范围。因此，在剪力墙结构的设计过程中，通过调整剪力墙连梁的超限情况，来实现对建筑工程资金成本投入有效控制的目的，最大限度的节省建筑工程的资金成本。
三、高层民用建筑结构剪力墙计算分析要点
以高层建筑常用的框架剪力墙结构，框架剪力墙结构的计算应考虑框架与剪力墙两种不同结构的不同受力特点，按两者变形协调工作特点进行结构分析。即使是很规则的结构，也不应将结构切榀，简单地按二维平面结构（平面框架和壁式框架）进行计算。不应将楼层剪力按某种比例在框架与剪力墙之间分配。
框架剪力墙结构是复杂的三维空间受力体系，计算分析时应根据结构实际情况，选取较能反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。对于平面和立面布置简单规则的框架—剪力墙结构，宜采用空间分析模型，可采用平面框架空间协同模型，对布置复杂的框架—剪力墙结构，应采用空间分析模型。另外，对于框架—剪力墙结构由于填充墙数量较框架结构少，而比剪力墙结构多，因此其周期折减系数应选取介于两者之间。结合工程实践经验，对于一般情况下当填充墙较多时，周期折减系数可取0.7-0.8，填充墙较少时，周期折减系数可取0.8-0.9。需要注意的是；随着建筑形式的多样化，框架校的数量沿竖向有时会有较大的变化，考虑到若某楼层段突然减少了较多框架柱，按结构基底总剪力Vo来调范柱剪力时，将使这些楼层的单根柱承担的剪力过大，这显然是不合理的，故《高规》规定允许分段进行调整，即当某楼层段柱根数减少时，则以该段为调整单元，取该段最底一层的地震剪力为其该段的底部总剪力；该段内各层框架承担的地震总剪力中的最大值为该段的Vfmax。在单片剪力墙的边框杆，墙平面内是墙体的组成部分，不再按框架柱考虑；墙的平面外边框柱属于框架框，支承框架梁并共同组成抗侧力结构。边框柱在墙平面内按墙计算确定纵向钢筋，平面外按框架柱计算确定纵向钢筋，并满足构造所需最小配筋率。特一、一、二级抗震等级的剪力墙，在底部加强部位的边框柱，尚应满足约束边缘构件的箍筋和纵向钢筋构造要求。
四、高层民用建筑大面超长剪力墙结构处理
目前许多高层建筑中的现浇混凝土剪力墙结构的伸缩缝已经超过了规范设定，并且在遇到超长结构的情况下设计者设计的伸缩缝间距越来越大，这个问题对于设计者来说应该慎重，如果遇到超长结构的情况最好设置温度伸缩缝，尽可能的依据规范设定限值进行设计。这是因为：1）剪力墙结构超长，当剪力墙受温度变化较大时，混凝土剪力墙收缩、剪力墙容易发生变形，当剪力墙结构发生收缩变形时容易造成墙体结构出现裂缝。2）高层建筑的剪力墙体型庞大，受到结构变形和裂缝的因素也很多，如果遇到剪力墙结构超长情况时，需要设置温度伸缩缝才能够降低墙体大面积变形和开裂的现象发生。3）随着高层建筑使用的混凝土收缩量不断加大（由原有的300με增加到400με以上），剪力墙结构超长导致产生裂缝的因素也增多。4）高层建筑泵送混凝土时，增加了水泥的用量，从而导致剪力墙结构的收缩量加大，这也加剧了产生裂缝的必然性。
五、结语
由于剪力墙结构不但结构安全可靠，而且还能使室内空间合理布局，所以高层建筑结构中剪力墙结构应用将会不断扩大。在剪力墙结构的设计中，要严格按照剪力墙设计的原则进行，使剪力墙的建设符合剪力墙设计的各项标准要求，以保证剪力墙结构设计的合理性、科学性、经济性，从而降低建筑工程的资金成本投入。
参考文献：
[1]郭兆伟.高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析[J].建材技术与应用，2011，01（11）：39-40.
[2]师希望，林顺青.某高层框架—剪力墙结构设计要点的探讨[J].科学之友，2007，10（31）：75-76.