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【摘 要】剪力墙具有承载力大和平面内刚度大等优点，但也具有剪切变形相对较大、平面外较薄弱的不利性能，因此，在剪力墙结构设计过程中，设计人员应了解剪力墙的受力特性和破坏机理，发挥其所长，克服其所短，选择科学的布置形式，将其运用到剪力墙结构设计中。
【关键词】高层民用建筑；剪力墙；连梁；钢筋；转换层
一、剪力墙常见类型与设计原则
（一）高层建筑剪力墙的特点以及分类
剪力墙具有较大的刚度，在结构中通常承受大部分的水平力，成为一种比较有效的抗侧力的结构，在地震区的高层建筑中设置剪力墙或者核心筒可以很好的改善建筑的抗震性能。剪力墙根据是否开洞以及开洞的大小可以分为以下几个类型：
1.整截面墙
所谓整截面墙是指不开洞口或洞口面积小于墙体总面积 16%的剪力墙。其受力状态如同竖向悬臂梁，截面上正应力呈直线分布，沿墙肢的高度方向上弯矩既不发生突变也不出现反弯点，变形曲线以弯曲型为主。
2.整体小开口墙
整体小开口墙是指洞口沿竖向成列布置，各列墙肢和连梁刚度比较均匀。洞口面积虽然大于墙体总面积 16%，但仍然属于小面积开洞的墙体，其受力性能可按整体的悬臂考虑。并应考虑墙肢的局部弯矩，水平荷载作用产生的弯矩主要由墙肢的轴力承担，墙体自身弯矩很小，弯矩图有突变，但基本上无反弯点，截面上正应力接近直线分布，变形曲线仍以弯曲型为主。
3.联肢墙
所谓联肢墙是指洞口沿竖向成列布置，且洞口面积超过墙体总面积的 16%，，连梁刚度远小于墙肢刚度的墙体。开有一列较大洞口的剪力墙为双肢墙。开有多列较大洞口的剪力墙为多肢墙。连梁对墙肢有一定的约束作用，墙肢弯矩图有突变，并有反弯点存在，墙肢局部弯矩较大，整个截面上正应力已不再呈直线分布，变形曲线为弯曲型。
4.壁式框架
壁式框架是指洞口的尺寸相对较大，连梁刚度与墙肢刚度比较接近的墙体。其受力特点是弯矩图不仅在楼层处有突变，而且在大多数楼层中都会出现反弯点，变形曲线以剪切型为主。
（二）剪力墙结构设计原则
在剪力墙结构设计过程中，剪力墙要按墙肢截面高度与其厚度的比值判断其类型，按柱或者按双向受压构件进行设计。剪力墙既要达到一定的刚度，还要具有一定的变形性能和延伸性能。高层建筑剪力墙结构会承受多方面的荷载与压力，一方面要承担水平剪力和弯矩，另一方面要承担建筑物的竖向压力。剪力墙在承受弯矩、轴力和剪力等多种力的荷载状态下工作，设计师在设计剪力墙时要考虑到剪力墙的弯曲性能和延伸性，这样既可以提升建筑物的抗震性能，同时还能够避免脆性对建筑物造成的影响。剪力墙在设计的时候要切忌与平面外进行搭接，若必须进行搭接时，需要采取相应措施，以确保剪力墙的平面安全。
二、高层建筑剪力墙结构设计要点
（一）剪力墙连梁的设计
剪力墙的连梁是一种特殊构件，它不同于一般的梁。首先，在结构自重、正常荷载状况下，以及存在风荷载和小震的状况下，它能起到支承、联系构件作用，并能承受荷载、联系墙肢、增加剪力墙的刚度；其次，对于出现中型或大型震动的状况下，可以通过自体的屈服及破坏来分散地震能量的破坏作用，是一种能耗构件。所以对于剪力墙连梁而言，首先在正常状况下的弹性阶段，要保证承载力足够，不会形成较大的变形及裂缝。其次，它的刚度不能过高，便于在地震这种强载荷的作用下首先形成屈服和破坏，以便耗散能量。在结构设计中，钢筋混凝土结构不是说钢筋一定要多多益善，对于剪力墙连梁设计中这一点就非常明显，但是为了保险起见，实际配筋时大家大都愿意将计算结果放大一些，这种思想在剪力墙连梁配筋时一定要摒弃。连梁配筋也是采用和普通梁构造类似的纵筋和箍筋，通常情况下做正常配筋就可以。如果工程对延性要求高时，应采用斜交叉配筋。如果连梁存在超筋，可按照以下做法处理：
1.降低连梁截面高度；
2.对连梁的剪力设计值进行塑性调幅；
在计算模型中将该连梁取消，计算与该连梁相连的墙肢配筋面积，选择两个模型该墙肢计算结果值较大的进行配筋。剪力墙的刚度和强度必须符合设计要求，才可实现连梁与墙体的协调。
（二）合理的控制剪力墙结构参数
为了保证高层建筑结构设计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、侧向刚度比、周期比等一些参数进行有效的控制。位移比通常是指高层建筑中，竖向构件本身的楼层的位移和水平位移与楼层平均值的比值。除此之外，还对剪力墙结构布置其自身的不规则性进行限值，这样能够有效的防止建筑出现偏心力，出现建筑扭转的现象。位移比限值是根据刚性楼板假定的条件下确定的，高层建筑的竖向构件位移比一般是不能够超过 1.2 倍的。
（三）对剪力墙暗柱钢筋进行合理配置
相关规定表明，对于一级、二级以及三级剪力墙结构设计，一定要设置暗柱与端柱。在剪力墙结构设计中设置暗柱与端柱，能够在一定程度上消耗大量地震波的能量，因为剪力墙的边缘构件抗拉的能力很强，所以能够有效的提高建筑的稳定性。
（四）剪力墙布置
随着建筑物综合性能的不断提升，建筑设计中通常都会充分考虑到空间工作性能，所以在剪力墙结构设计时，如何有效的布置剪力墙不仅决定了剪力墙结构计算结果是否可以满足规范要求，还决定着结构是否为最优结构体系，这一切又将决定着整个结构的经济指标。剪力墙布置的基本原则是：
剪力墙宜沿主轴方向布置。对一般的矩形、L 形、T 形等平面宜沿两个轴线方向布置；对三角形、Y 形平面宜沿三个轴线方向布置；对正多边形、圆形及弧形平面可沿径向及环向布置。应避免出现只有单向有墙的情况，并使两个方向抗侧力刚度接近，内外剪力墙应尽量拉通对直。应尽量将结构两个方向的剪力墙通过连梁或框架梁连成整体，形成贯穿整个结构宽度和长度的抗风、抗震结构。 为充分发挥剪力墙的抗侧力刚度和承载能力，增大剪力墙结构的可利用空间，剪力墙间距不宜太密，侧向刚度不宜过大，以免加大自重和加大抗震设计时地震作用，造成结构的不经济性。通过加长剪力墙墙肢长度，减少剪力墙数量，使结构整体抗侧刚度增加，边缘构件数量减少，以期通过布置较少的剪力墙获得满足规范要求的抗侧、抗扭刚度。多布置 L 形、T 形、十字形墙肢，少布置复杂形状转折墙肢，减少暗柱数量，尽量避免在墙肢中部布置短横墙及小墙垛。
剪力墙的平面布置应尽可能均匀、对称，尽量使结构的质量中心和刚度中心重合，以减少扭转。在竖向，剪力墙宜自下而上连续布置，避免刚度突变。剪力墙厚度随结构高度增加均匀变化，避免为保证墙体的稳定而人为增加墙厚的情况。
对于剪力墙上难以避免的洞口，鉴于洞口大小、位置及数量对剪力墙的结构受力影响很大，剪力墙上的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁，且各墙肢刚度不宜相差悬殊。
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剪力墙之间的连梁上。
（五）重视转换层结构设计
当前，高层建筑结构越来越多样化和复杂化，对于有些高层大楼一楼的上部和下部分别具有不同的使用功能时，就应该通过添加相应的转换构件的方式，改变结构布置，使得上下结构之间形成良好的衔接，设置有转换构件的楼层即是转换层。在进行结构设计时，应尽量采取轻度较高和刚度较小的转换结构形式，对
于结构内部存在的薄弱部位和环节要认真分析研究，根据具体的结构分配内力特点来调整构件配件和内力设计，从而提高薄弱部位的整体性能。
三、结语
综上，高层建筑中的剪力墙的应用更能有效的体现出其很好的优势。不但能够满足建筑最基本的使用功能，还能够对人们日益增长的个性化需求以及工程经济性需求和耐久性的要求都可以实现。剪力墙的结构设计技术的应用能够有效的确保建筑的质量，也能够降低建筑工程的生产成本。
参考文献：
[1]贺杨，张永胜.高层建筑结构优化设计[J].山西建筑.2012（05）.
[2]贺海斌，朱学文.高层剪力墙结构中剪力墙抗侧刚度的优化设计研究[J].工程建设与设计.2011（09）.
[3]李芳.短肢剪力墙结构自振周期的能量变分解[J].山西建筑.2006（06）.
【关键词】高层民用建筑；剪力墙；连梁；钢筋；转换层
一、剪力墙常见类型与设计原则
（一）高层建筑剪力墙的特点以及分类
剪力墙具有较大的刚度，在结构中通常承受大部分的水平力，成为一种比较有效的抗侧力的结构，在地震区的高层建筑中设置剪力墙或者核心筒可以很好的改善建筑的抗震性能。剪力墙根据是否开洞以及开洞的大小可以分为以下几个类型：
1.整截面墙
所谓整截面墙是指不开洞口或洞口面积小于墙体总面积 16%的剪力墙。其受力状态如同竖向悬臂梁，截面上正应力呈直线分布，沿墙肢的高度方向上弯矩既不发生突变也不出现反弯点，变形曲线以弯曲型为主。
2.整体小开口墙
整体小开口墙是指洞口沿竖向成列布置，各列墙肢和连梁刚度比较均匀。洞口面积虽然大于墙体总面积 16%，但仍然属于小面积开洞的墙体，其受力性能可按整体的悬臂考虑。并应考虑墙肢的局部弯矩，水平荷载作用产生的弯矩主要由墙肢的轴力承担，墙体自身弯矩很小，弯矩图有突变，但基本上无反弯点，截面上正应力接近直线分布，变形曲线仍以弯曲型为主。
3.联肢墙
所谓联肢墙是指洞口沿竖向成列布置，且洞口面积超过墙体总面积的 16%，，连梁刚度远小于墙肢刚度的墙体。开有一列较大洞口的剪力墙为双肢墙。开有多列较大洞口的剪力墙为多肢墙。连梁对墙肢有一定的约束作用，墙肢弯矩图有突变，并有反弯点存在，墙肢局部弯矩较大，整个截面上正应力已不再呈直线分布，变形曲线为弯曲型。
4.壁式框架
壁式框架是指洞口的尺寸相对较大，连梁刚度与墙肢刚度比较接近的墙体。其受力特点是弯矩图不仅在楼层处有突变，而且在大多数楼层中都会出现反弯点，变形曲线以剪切型为主。
（二）剪力墙结构设计原则
在剪力墙结构设计过程中，剪力墙要按墙肢截面高度与其厚度的比值判断其类型，按柱或者按双向受压构件进行设计。剪力墙既要达到一定的刚度，还要具有一定的变形性能和延伸性能。高层建筑剪力墙结构会承受多方面的荷载与压力，一方面要承担水平剪力和弯矩，另一方面要承担建筑物的竖向压力。剪力墙在承受弯矩、轴力和剪力等多种力的荷载状态下工作，设计师在设计剪力墙时要考虑到剪力墙的弯曲性能和延伸性，这样既可以提升建筑物的抗震性能，同时还能够避免脆性对建筑物造成的影响。剪力墙在设计的时候要切忌与平面外进行搭接，若必须进行搭接时，需要采取相应措施，以确保剪力墙的平面安全。
二、高层建筑剪力墙结构设计要点
（一）剪力墙连梁的设计
剪力墙的连梁是一种特殊构件，它不同于一般的梁。首先，在结构自重、正常荷载状况下，以及存在风荷载和小震的状况下，它能起到支承、联系构件作用，并能承受荷载、联系墙肢、增加剪力墙的刚度；其次，对于出现中型或大型震动的状况下，可以通过自体的屈服及破坏来分散地震能量的破坏作用，是一种能耗构件。所以对于剪力墙连梁而言，首先在正常状况下的弹性阶段，要保证承载力足够，不会形成较大的变形及裂缝。其次，它的刚度不能过高，便于在地震这种强载荷的作用下首先形成屈服和破坏，以便耗散能量。在结构设计中，钢筋混凝土结构不是说钢筋一定要多多益善，对于剪力墙连梁设计中这一点就非常明显，但是为了保险起见，实际配筋时大家大都愿意将计算结果放大一些，这种思想在剪力墙连梁配筋时一定要摒弃。连梁配筋也是采用和普通梁构造类似的纵筋和箍筋，通常情况下做正常配筋就可以。如果工程对延性要求高时，应采用斜交叉配筋。如果连梁存在超筋，可按照以下做法处理：
1.降低连梁截面高度；
2.对连梁的剪力设计值进行塑性调幅；
在计算模型中将该连梁取消，计算与该连梁相连的墙肢配筋面积，选择两个模型该墙肢计算结果值较大的进行配筋。剪力墙的刚度和强度必须符合设计要求，才可实现连梁与墙体的协调。
（二）合理的控制剪力墙结构参数
为了保证高层建筑结构设计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、侧向刚度比、周期比等一些参数进行有效的控制。位移比通常是指高层建筑中，竖向构件本身的楼层的位移和水平位移与楼层平均值的比值。除此之外，还对剪力墙结构布置其自身的不规则性进行限值，这样能够有效的防止建筑出现偏心力，出现建筑扭转的现象。位移比限值是根据刚性楼板假定的条件下确定的，高层建筑的竖向构件位移比一般是不能够超过 1.2 倍的。
（三）对剪力墙暗柱钢筋进行合理配置
相关规定表明，对于一级、二级以及三级剪力墙结构设计，一定要设置暗柱与端柱。在剪力墙结构设计中设置暗柱与端柱，能够在一定程度上消耗大量地震波的能量，因为剪力墙的边缘构件抗拉的能力很强，所以能够有效的提高建筑的稳定性。
（四）剪力墙布置
随着建筑物综合性能的不断提升，建筑设计中通常都会充分考虑到空间工作性能，所以在剪力墙结构设计时，如何有效的布置剪力墙不仅决定了剪力墙结构计算结果是否可以满足规范要求，还决定着结构是否为最优结构体系，这一切又将决定着整个结构的经济指标。剪力墙布置的基本原则是：
剪力墙宜沿主轴方向布置。对一般的矩形、L 形、T 形等平面宜沿两个轴线方向布置；对三角形、Y 形平面宜沿三个轴线方向布置；对正多边形、圆形及弧形平面可沿径向及环向布置。应避免出现只有单向有墙的情况，并使两个方向抗侧力刚度接近，内外剪力墙应尽量拉通对直。应尽量将结构两个方向的剪力墙通过连梁或框架梁连成整体，形成贯穿整个结构宽度和长度的抗风、抗震结构。 为充分发挥剪力墙的抗侧力刚度和承载能力，增大剪力墙结构的可利用空间，剪力墙间距不宜太密，侧向刚度不宜过大，以免加大自重和加大抗震设计时地震作用，造成结构的不经济性。通过加长剪力墙墙肢长度，减少剪力墙数量，使结构整体抗侧刚度增加，边缘构件数量减少，以期通过布置较少的剪力墙获得满足规范要求的抗侧、抗扭刚度。多布置 L 形、T 形、十字形墙肢，少布置复杂形状转折墙肢，减少暗柱数量，尽量避免在墙肢中部布置短横墙及小墙垛。
剪力墙的平面布置应尽可能均匀、对称，尽量使结构的质量中心和刚度中心重合，以减少扭转。在竖向，剪力墙宜自下而上连续布置，避免刚度突变。剪力墙厚度随结构高度增加均匀变化，避免为保证墙体的稳定而人为增加墙厚的情况。
对于剪力墙上难以避免的洞口，鉴于洞口大小、位置及数量对剪力墙的结构受力影响很大，剪力墙上的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁，且各墙肢刚度不宜相差悬殊。
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剪力墙之间的连梁上。
（五）重视转换层结构设计
当前，高层建筑结构越来越多样化和复杂化，对于有些高层大楼一楼的上部和下部分别具有不同的使用功能时，就应该通过添加相应的转换构件的方式，改变结构布置，使得上下结构之间形成良好的衔接，设置有转换构件的楼层即是转换层。在进行结构设计时，应尽量采取轻度较高和刚度较小的转换结构形式，对
于结构内部存在的薄弱部位和环节要认真分析研究，根据具体的结构分配内力特点来调整构件配件和内力设计，从而提高薄弱部位的整体性能。
三、结语
综上，高层建筑中的剪力墙的应用更能有效的体现出其很好的优势。不但能够满足建筑最基本的使用功能，还能够对人们日益增长的个性化需求以及工程经济性需求和耐久性的要求都可以实现。剪力墙的结构设计技术的应用能够有效的确保建筑的质量，也能够降低建筑工程的生产成本。
参考文献：
[1]贺杨，张永胜.高层建筑结构优化设计[J].山西建筑.2012（05）.
[2]贺海斌，朱学文.高层剪力墙结构中剪力墙抗侧刚度的优化设计研究[J].工程建设与设计.2011（09）.
[3]李芳.短肢剪力墙结构自振周期的能量变分解[J].山西建筑.2006（06）.