摘要：随着新时代背景下，人们生活幸福指数提升，科技进步，高楼渐起，所以人们对居住环境及房屋的设计有了更高的追求。为了提高房屋的舒适度及科学性，剪力墙结构的优化设计也成为研究人员的一大热点研究问题，本文将根据所积累的经验及前人的成果，对高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计进行进一步的分析工作，让住户居高安暖。
关键词：高层建筑；钢筋混凝土；剪力墙；结构设计
在人口密集的城市，通常会有资源短缺、福利待遇不均、竞争压力大等问题出现。尤其是土地资源短缺更是近年需要解决的一大难题。居民们对于居住的环境和空间结构最优化也有了更高的需求，有些学区房环境差，但仍然是一房难求，高层建筑可以解决这一问题。在高层建筑中，钢筋混凝土剪力墙结构设计的优化设计能让住户居住更加安心、放心。
1 高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构分析
高层建筑钢筋混凝土剪力墙是由纵向承重墙、横向承重墙、上方板材构成的，而剪力墙的作用就是在应力的作用下，有较强的抗压性能。在沙尘暴，地震等不可抗力来临之前，对墙体进行最大化的保护。而且，因钢筋混凝土造价较低，剪力墙结构简单直观，延展性好，能够满足建筑的基本要求，还可以让造价师压缩成本，因此，在大多数的高层建筑中通常采用剪力墙结构设计。
剪力墙一般需要承受垂直方向的承载力和侧向的扭力。垂直载荷对高层建筑的安全维系起到了非常关键的作用。垂直载荷中的永久载荷至关重要，但是非永久载荷又会影响建筑的高低及审美需要。在这里，钢筋混凝土的配比和剪力墙的横纵设计精度就要有更好的要求。
除了水平载荷，剪力墙还会受到轴向扭转，正常情况下，高层建筑不会受到侵害，但是如果发生沙尘暴，台风。地震等自然灾害时，墙体结构会发生改变，风力很大时，高楼大厦顷刻之间成为一堆废墟，这是因为高层建筑产生扭转力，发生严重变形导致的。
在一些一二线城市，经常会有一些三十层以上的建筑，研究表明，楼层过高，越会发生剪力墙内部的侧移问题，这是因为重力过载导致的。而这一问题会对楼体埋下隐患。所以在进行设计前，也要对材料的抗弯性进行校核，增大房屋的舒适度及美观性。
2 高层建筑钢筋混凝土剪力墙的设计要求
2.1 对墙体设计进行有效评估
剪力墙结构作为高层建筑中的抗震结构，为了抵御不同级别的地震，不同方向的风沙，墙体结构采用双向均匀布置为宜。而且，在地震来临时，剪力墙底部会承受很大的扭转力，所以对墙体的底部要进行基础处理。在设计时，对于性能的评估要严谨准确，科学有效的进行加固，避免出现安全隐患问题。
2.2 注意受力和材料配比
在对房屋内部进行准确测量后，计算好建筑物的高宽比例，通过数值进行更为精准的评估。根据设计者多年的工作经验来说，垂直载荷对建筑物的影响最大，所以必须采取有效的科学的措施。在楼层逐渐加高时，注意钢筋水泥的配比，将剪力墙的侧移范围降到最低。
2.3 遵循总体屈服机制
在房屋结构不规则时，要遵循总体屈服机制，这样可以延缓结构的整体性破坏。剪力墙如果遭到破坏，一般为延展性较差导致的，所以在设计时，要注重连梁和墙肢之间的关联性，提高其刚度。
2.4 进行质量达标检验
在基础施工完成后，一定要进行相关的质量检验，质量达标才能进行使用，保证住户的安全。抗震水平检验是高层建筑检验的重要环节，而剪力墙的设计就是衡量高层建筑的抗震能力的重要因素，所以在设计时，一定要保证剪力墙的抗震性达标测试。最基础的高层建筑抗震水平要在地区抗震等级的一二级。
3 高层建筑钢筋混凝土剪力墙的优化设计
3.1 规则化处理
在高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构的设计中，首先保证的是规则性，尽量选取对称结构，保证双向的均匀性，这样可以有效的控制水平载荷和垂直载荷对房屋的压力，提高墙体的稳定性。在设计门窗时，要采用更好的黄金比例，两个门的间隔不能过小，不能为了采光最佳而使窗户占比过大，这样会使房屋的整体性抗压能力下降。在设计线路开关时，要注重高度比例，太低的线路开关不利于居民生活。在保证对称的前提下，减少对房屋空间的占用，给住户最大化的空间比。
3.2 适当增强墙体的延展性
在发生地震时，首当其冲的就是高层建筑，建筑越高，整体性的破坏越大，所以为了保证高层建筑在地震时变形程度较小，必须增强高层建筑的承重能力及抗变形的能力，避免出现塌方，造成大面积的人员伤亡。因此，在高层建筑钢筋混凝土剪力墙的优化设计中，可以适度的采用构造的设计，增强高层建筑的延展性。
3.3 控制墙体的承重比
对于高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构来说，垂直载荷较大，而房屋外的刚度和承重比较小，所以在设计时，应该严格控制墙体承重比。先设计高层建筑钢筋混凝土剪力墙的底部，加固地基，注重房屋内部建筑的连续性，在受力不同的地方控制好刚度比，增强高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构的刚度，进而增强其减震性能。结合工程的实际计算其墙体厚度和高度。保证结构的稳定性。
4 高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构计算中应注意的问题
4.1 轴压比
主要控制结构的延性，对剪力墙来说，控制好结构的轴压比会进而提高其延展性，对高层建筑的抗震性有很大 的影响。在垂直荷载作用下，一、二级剪力墙墙肢的轴压比在0.5为宜，对于四级抗震墙，根据笔者多年经验，取值轴压比不大于0.7。研究人员对剪力墙进行了静力弹塑性分析，研究结果表明，随着轴压比增大，墙体的承重能 力也会增大，当轴压比超过一定数值，墙体延展性过大则不能保证其刚度要求，产生一定的脆性破坏，所以剪力墙 结构的轴压比要在适宜的范围内。
4.2 剪重比
主要控制各楼层的最小地震剪力，以确保结构的安全性，剪重比为地震作用与重力荷载代表值的比值，主要为限制各楼层的最小水平地震剪力，确保周期较长的结构的安全。剪重比是规范考虑长周期结构用振型分解反应谱法 和底部剪力法计算时，因地震影响系数取值可能偏低，相应计算的地震作用也偏低，因此出于安全考虑，规范规定 了楼层水平地震剪力的最小值。对于一级地震来说，其扭转效应或基本周期小于3.5s的结构，楼层最小地震剪力系 数值为0.064，而对于基本周期大于5s的结构，楼层最小地震剪力系数值为0.048。有人通过推导反应谱作用下剪 重比的本质关系，对直接影响剪重比的两个因素振型参和质量系数进行分析，表明结构设计中剪重比过小不能单方 面考虑增大结构刚度或减小结构质量，尚应综合考虑振型参与质量系数对具体工程的影响。对超高层结构来说，如 果盲目提高结构刚度会使得结构设计不合理的现象出现。
4.3 位移比
主要保证高层建筑结构具有必要的刚度，位移比主要为限制结构平面布置的不规则性，以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。位移比是指在考虑偶然偏心影响的水平地震作用下，结构每个楼层的最大位移和 最大层间位移，与该楼层平均位移和平均层间位移的比值。
5 结语
综上所述，高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计不仅需要优化的规则化处理，也需要控制好各种参数比，加强校核和检查的力度，让剪力墙结构发挥出最大的价值，让人们安居乐业，让建筑领域发展的更好。
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