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摘要：钢筋混凝土剪力墙结构已经成为众多高层结构的主流结构体系，不仅建筑的结构经济性更强，而且在使用时也有更强的实用性。在高层建筑中运用剪力墙时，剪力墙自身的重量将会超过一半的比例，剪力墙周边构件的用钢量将会占据到一半左右。从现有的统计数据来看，一般抗震强度为7级的剪力墙结构较为常用。鉴于此，本文主要分析高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计。
关键词：高层建筑；钢筋混凝土；剪力墙结构
随着时代的发展，人们对建筑的使用提出了更高的要求，高层建筑本身也在建筑工程中发挥着越来越重要的作用，能够在很大程度上代表一个城市的形象。随着时代的不断发展，大家也对建筑的数量和质量提出了更高的要求。如果将钢筋混凝土剪力墙结构有效地运用于高层建筑的建设过程中，那么自然也就能够提高建筑的稳定性，并有效地保证建筑本身的安全性。
1、剪力墙结构的分类
在进行剪力墙结构设计时，可以结合墙体是否需要开洞以及需要开洞的尺寸、剪力墙根据有无洞口、洞口的大小和位置以及形状等可分为四类，即整截面墙、小开口墙、联肢墙和壁式框架。（1）整体墙是指进行剪力墙结构设计时不需要进行开洞的墙体，或墙体开洞面积小于整个墙体面积的15%的墙体。（2）小开口整体墙是指墙体开洞面积大于整体墙总面积的15%，但是洞口依然是比较小的墙体。（3）连肢墙是剪力墙上开有一列或多列洞口，且洞口尺寸相对较大，此时剪力墙的受力通过洞口之间的连梁连在一起的一系列墙肢承受，故称联肢墙。联肢墙的墙体开洞数量较多而且面积较大，因为墙体的洞口多且面积多，直接破坏了整个墙体的承载力，因此，为了避免墙体出现变形进而造成质量以及安全问题，需要通过一系列的连梁约束墙巩固连肢墙的质量。（4）壁式框架剪力墙的洞口尺寸比较大，而洞口上的连梁线刚度已经接近或大于洞口侧边墙肢的线刚度时，剪力墙的受力性能就发生改变，非常接近框架的受力性能，在进行壁式框架设计过程中，能够在弯矩图上看到明显的反弯点和突变。
2、高层建筑钢筋混凝土剪力墙优化设计的原则
在高层建筑中运用剪力墙时，剪力墙自身的重量将会超过一半的比例，剪力墙周边构件的用钢量将会占据到一半左右。从现有的统计数据来看，一般抗震强度为7级的剪力墙结构较为常用。剪力墙的结构本身将会关系到住宅的经济性和居民住宅的安全性，因此，在设计高层住宅剪力墙的过程中，尤其需要注意以下几个方面的内容：1）通过优化剪力墙来尽可能地减少剪力墙存在的数量；2）在设计墙肢的过程中，也需要尽可能地减少边缘结构的数量；3）只有通过有效地优化才能使整个结构达到最满意的效果。
3、高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计要点
3.1、布置剪力墙结构
要保证钢筋混凝土剪力墙结构设计的合理性，在设计过程中，设计人员要选择合理的布局结构，并且尽量采用对称结构方式，以更好地提高剪力墙的抗震能力。要将剪力墙设计成对称形式，设计人员需要使墙体的刚度中心和质量中心重叠，而且进行结构布置时，要减少对单项形式的采用，进而更好地提高墙体的抗震性能。由于剪力墙具有一定的延伸性，进行建筑工程剪力墙结构设计时，要对延伸性进行合理的处理，一般情况下，设计人员首先要保证剪力墙具有较好的延伸性，以保证墙体的整体性能。其次，为了避免墙体结构受到破坏，要保证墙体的承载力满足相关规定，而且可以通过选用对称或前后连贯的方式提高墙体的承载力，以更好地保证墙体设计的合理性。对于剪力墙整体刚度的计算如表1。
表1总剪力墙刚度
3.2、控制结构参数
对于层间位移角、位移比、侧向刚度比、刚刚重比等参数，依据规范要求进行可行性调整，把各项指标参数控制在规范要求范围以确保结构的合理性。层间位移角指的是弹性计算得出的最大层间位移和楼层高之比，其目的是控制结构的侧向刚度；位移比指的是层的最大弹性水平位移（或是层间位移）和楼层两端水平位移（或是层间位移）平均值的比值，这一参数为了控制结构的扭转；在结构布置中，剪力墙的布置是影响这些参数的主要因素，同时应尽可能按照上文3.1所述来布局，实现安全性局限、技术先进、经济恰当，便于工程。
3.3、计算角度的优化方法
（1）对剪力系数的优化，我们在结构布置后经计算得出短肢剪力墙的倾覆力矩，如果短肢剪力墙底部承担的倾覆力矩大于结构底部总倾覆力矩的50%，需要调整结构布置，短肢剪力墙倾覆力矩不宜大于结构总的倾覆力矩50%。在保证此要求前提下，结构布置时尽可能减少剪力墙的数量，同时需要确保结构的侧向刚度在规范符合国家相关规范要求，对最小剪力系数的控制需要保证在合适的范围；通过这些布置调整计算，尽可能减少结构自身重量，同时保证整体结构的抗震性能，做到即安全又经济。
（2）对最大楼层的位移和楼层高度的比值优化。计算中弯曲变形为主要的考量因素，扭转变形为可作辅助因素，考虑弯曲变形的同时我们需要考虑扭转变形的影响，确保扭转变形在规范规定的范围之内，结构布置中不能只仅仅提高结构竖向刚度。在现实工程设计中，调整结构竖向刚度来确保结构位移在标准范围之内是可行的方法，在此基础上不能忽视剪重比的影响，布置时不能盲目地增加刚度来控制指标，有时需要对相应的位置的刚度进行缩减，这样可以取到整体结构性能的需求，保证结构的抗震性能。
（3）对超过规定限度的连梁实施计算与优化。剪力墙的长度在国家设计规范里有明确规定，其长度应小于8m，当布置剪力墙的长度超过此限值时，需对此长墙进行分段处理，中间用连梁连接。当连梁满足跨高比大于5时，此梁按框架梁进行设计。在结构的布置设计和计算方法选择上，一直以保持连梁的设计值超过使用状况数值为前提，这样可以使其在高层建筑使用中不出现裂缝，并可以很好的应对轻微地震的危害。
总之，近年来，在建筑行业发展过程中，钢筋混凝土剪力墙结构被越来越多地应用在了建筑结构设计之中。由于钢筋混凝土剪力墙结构具有较强的侧向刚度、强度以及抗震性能，所以可以很好地满足各种不同风格建筑的需求。尤其是在如今高层建筑越来越多的环境下，钢筋混凝土剪力墙结构更是发挥着不可替代的作用。因此，为了更好地发挥钢筋混凝土剪力墙结构在建筑结构中的作用，对钢筋混凝土剪力墙设计进行分析很有必要，并对提升钢筋混凝土剪力墙结构设计水平有着非常重要的现实意义。
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