摘要：高楼在我们的日常生活中越来越多，高层建筑已经演变为一种趋势，为了保证建筑的抗震能力，并拥有更加灵活的空间设计，剪力墙结构变得至关重要。目前剪力墙结构设计依旧存在着一些问题，影响着高层建筑的质量，因此，在建造高层建筑的过程中，需要一定的其他举措来加以完善，本文主要探讨的就是高层建筑剪力墙结构的设计改进。
关键词：剪力墙结构设计；设计改进；抗震
前言
城市化在不断加快，城市人口也在暴增，但是可用的生存区和住宅区面积有限，促使我们不得不将建筑的高度进行增加，通过高层建筑来增加居住面积，以此来减轻和缓解目前的压力，我国的很多城市就在面临着这样的情况，同时，高层建筑也象征着一个城市经济繁荣水平的高低。伴随着高层建筑的越建越多，面临的技术问题和考验也就越来越多，更多的人开始担心自己的安全是否可以得到保证。面对这一问题，就要求我们在高层建筑的设计上要更加精细，尤其是剪力墙结构的设计必须更加可靠和安全。面对不同的建筑设计需要，剪力墙结构设计也是有差异的，最终呈现出来的直观效果是不同的。
1剪力墙结构设计在高层建筑中的概念
在建筑过程中，楼层的高低，对于地基以及建筑的各个结构所产生的力也是不同的，伴随着楼层的增加，就对整个建筑的承载力以及是否稳定可靠提出了更高的要求，我国的地理位置特殊，经常发生自燃灾害，高层建筑在地震等一系列自然灾害后，剪力墙结构应尽可能的保证建筑的稳定和不受损害，只有这样，人们的生命及财产安全才有所保障，才可以让人们居住的既安心又舒心。
高层建筑对于剪力墙结构的要求是非常高的，因为高度，建筑所要承受的力不仅仅来自垂直方向的，还有因为风力和地震作用而导致的水平方向的力的影响，并且近几年来随着地质的变迁和地壳的运动，地震发生的频率逐年增加。当地震发生时，高层建筑中所体验到的感觉要比平地或者低层强烈的多。在同一个作用的面积上，高度越高，建筑的偏移和形变程度也就会变得越大这就要求剪力墙具有很好的刚度将形变的程度以及偏移控制在可控的范围内，因此，剪力墙结构在受到地震影响时所呈现的形态是弯曲的。
剪力墙由钢筋混凝土浇筑而成，其坚固程度非常好，在高层建筑中承受的力是十分大的，然而，它的作用和优势却是十分明显的，在高层建筑的外观上基本不容易看到，并且外表十分的平整，而且由于其优秀的刚度和韧度，当发生轻微的地震时，很少能够对高层建筑的结构产生影响，在够承受住水平和垂直方向巨大的力的同时，剪力墙还节省出了很大的面积，给我们在房屋装修设计上提供了很大的发展空间，非常的方便。
2剪力墙结构在设计和计算上的改进
2.1剪力墙在设计上的改进
（1）剪力墙结构不同于其他结构形式，这样的结构在设计时应该充分地考虑到水平以及垂直两种方向的作用力，只有这样才能在地震发生时尽可能的减少因地震对建筑造成的损害和影响，而只考虑一个方向的力去进行设计，是无法保证高层建筑的结构可靠和稳定的。剪力墙的功能体现是在空间和立体上的，因此保证这两个方向上力的相对平衡，便可以使其结构的作用发挥的更好，值得注意的是，剪力墙的刚度不宜过大，也就是在设计时钢筋混凝土剪力墙的疏密布置要合理，才能保证其在水平方向力的作用下有好的体现。
（2）高层建筑在设计建筑图纸时，对于剪力墙的设计应尽可能的简单，并且在建筑的不同方向上应该是规则的，尽可能的保证在相对的两个面上是对称的，而且相邻节点之间的距离也要尽量的保证相同，这样的设计不仅仅是为了看起来结构规整和美观，也是为了保证各个节点受力的均匀，是对于建筑结构稳定性的一种考虑，如若设计时结构混乱，极易导致受力的不平衡而影响整栋建筑的安全。另外，在图纸设计时如果在设计时有其他的考虑，为了保证建筑的安全可靠，需要经过仔细的测算，对于不同的剪力墙用料配置，一定要进行清晰地标注，避免建造过程中出现误差。
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（3）当两个剪力墙节点之间的距离过长时，应按照一定的要求和标准对剪力墙的梁设置相应的处理，将其墙段以弱连梁的方式连接起来，对于段墙的设计建造，也有着严格的标准，尤其在高度上必须把控好，将段墙的高度和整体的高度比值控制在合理的范围，这样的建造设计，可以有效地避免剪力减弱现象的发生，根据所处的地区以及需要应对的地震级数不同，剪力墙结构在设计的标准上也不相同，需要结合实际需要来进行设计和修改。
（4）剪力墙在建筑中承受着巨大的力，力大多是来自承受平面内的，其结构外部的力，承受能力很有限，因此在建筑建造的过程中，要合理的控制剪力墙外部的力，在外部增加设施建设时，要合理的控制，并且设置相关的举措减少因外力的作用而对剪力墙产生损害。
2.2剪力墙结构在计算上的改进
剪力墙的结构设计，应严格按照综合的整体要求来进行计算，例如剪力墙的混凝土强度并不是越高越好，而是应该控制在一定的合理的范围内，整体结构所能承受的高度选择，应该使用计算范围中的最小值，而要建造更高的建筑时，必须将墙的整体承受能力设计的更高，使设计后规定的比值最接近规范值；另外还需要控制好结构扭转与自振周期的比值，高层建筑不能高于0.9，当水平方向偏移作用力也需要考虑到其中时，其建筑的比值数据也不应该高于平均值的120%到150%，以更好地抵御地震。
（1）将楼层层数控制在剪力墙所能承受范围的最小值。这样的设计既减轻了整个建筑的重量，又减少了建筑对于墙体结构在水平方向上的作用力，可以更好地保持水平与垂直方向力的均衡，保证剪力墙的作用可以发挥到最佳。当地震发生时，高度的降低，建筑左右的晃动幅度也就变小了，对于整个建筑结构和墙体的破坏也就减轻了很多，在其刚性和韧性的作用下，整体建筑变得相对坚固了很多；同时层数的减少，节约了用料，降低了成本。
（2）建筑的最高层在晃动时产生的位移与该层层高的比值要控制在合理的范围。最高层在地震发生时所产生的偏移，伴随着建筑的形变产生，造成出现有些结构部位的扭曲，而在地震或者其他外力的作用下建筑产生的形变越小，证明此建筑的稳定性越好。
（3）在地震或者其他外力作用下，垂直方向的变化与水平方向的变化比值控制原则。数据表明，当地震发生时，地震中心的破坏力是最大的，并逐渐向周围辐射扩散，因此高层建筑在进行剪力墙和整体建筑设计时，并不需要方方正正的规则形状，反而多角楼的设计更加稳固。在灾害发生时，因建筑各个角度所承受的力不同，所以规则形状的建筑更容易产生形变和扭曲，也更容易被破坏，而多角的形状将同样的力用多个点来承受和分担，结构更加的稳定，因此在一些地震多发的地区，将高层建筑的形状适当调整，可以看到意想不到的效果。
（4）相邻的剪力墙不宜间距过大。就像我们平时将一个竹竿中间悬空平放在两个平行的点上一样，受到重力以及其自身张力的影响，两个节点距离越远，中间部分便会产生扭曲与形变，因此，横梁的长度应该设计在合理的范围内，不能为了节省成本而设计的间距过大，以保证当危险情况发生时，能够有足够的承受力；同时，横梁中也要严格按照规范及计算要求布置构造及计算钢筋，保证其拥有足够的韧性，能够在一定的范围内产生形变，避免在日常生活中持续的作用和震级较小的地震对其造成破坏。
3总结
高层建筑的设计离不开剪力墙结构的设计，采取标准的建筑设计，科学的运用剪力墙结构，不仅能够保证整体建筑的稳固可靠，还可以在整体空间上得到很好的发挥空间，同时还不失美感。采用剪力墙设计结构，为更多的人提供了生存的空间，保证了高层建筑的长期使用寿命，节约了占地面积，对于经济的发展也有着十分重要的作用。
参考文献：
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[3]李霞.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[J].建材与装饰，2018（27）：84.
论文作者:柳凯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：剪力墙论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 结构论文; 结构设计论文; 方向论文; 发生论文; 《基层建设》2019年第13期论文;