摘要：在我国高层建筑工程中，主流结构为剪力墙结构。这种结构具有很强的经济适用性。由于高新技术在我国目前建筑行业中的拓展具有一定的局限性，所以剪力墙结构的经济适用度依然存在较大的提升空间。因此，在保证工程安全的基础上，探究高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计具有重要意义。
关键词：高层建筑；钢筋混凝土；剪力墙结构
1 高层建筑结构受力
高层建筑除需要承受来自水平与垂直方向的荷载外，在高度、宽度、平面等方面都会受到一些荷载力，但建筑物这些方面的荷载力并不容易受到地震灾害的影响，因此，高层建筑的结构受力集中在抵御垂直方向的负荷上，主要包括垂直荷载、侧向负载及侧向位移3个方面。
1）垂直荷载此类荷载主要包括竖向静荷载与竖向活荷载两大形式，这2种形式直接关系到建筑物的安全性。竖向静荷载由结构荷载与多种永久性荷载组成，前者占据总荷载量的60%～80%，后者则是可在建筑物中随时改变的荷载。由于这些荷载关系到建筑物底层墙柱所要承受的压力，因此，设计人员应对此给予高度重视。
2）侧向负载由于高层建筑受到地震与风荷载的影响较大，其侧向荷载也会随之发生明显改变，这就要求设计人员在进行墙体结构设计时，通过选用有效的措施增强墙体的延展性与抗变形能力，一般采用箍筋约束法增强墙体的抗震性和延展性。
3）侧向位移主要是指在高层建筑中出现的墙体变形现象。这种现象的产生主要是由于墙体结构的截面较小，刚度较低，在建筑物受到多方面荷载时，侧向位移现象便随之发生。设计人员在进行剪力墙体结构设计时，需根据建筑物的实际情况，及时调整建筑物的竖向构件面积及布置方式，并进行相应的抗震验算，使其满足建筑工程的整体施工标准，从而控制荷载产生的侧向位移，以此减少侧向位移现象的发生频率，增强建筑物的安全性与抗震性。
2 高层建筑混凝土剪力墙结构设计分析
2.1 明确设计原则
在高层建筑混凝土剪力墙结构设计时，设计人员要明确设计原则，一般说来，由于剪力墙结构的厚度相对较薄，且高度和宽度的比例相对较大，所以将其应用到建筑工程中时，需要将比例小于4.0的剪力墙依据其传统架柱结构进行设计，而将比例大于4.0且在5.0～8.0的剪力墙设计为短肢剪力墙结构，在设计时，要注意控制短肢剪力墙的总量。
由于剪力墙平面内的刚度与承载力相对较大，而平面外的刚度与承载力相对较小，所以在剪力墙结构的设计过程中，相关设计人员要充分关注剪力墙整个平面在受弯处的安全问题。若剪力墙的实际条件有限，不能进行整体性改观，则应当根据实际情况和相关工程规范，采取与之相应的措施改善与加强工作，从而保证剪力墙在整个工程平面外的安全性和稳定性，使其最终效果满足建筑工程标准。此外，由于剪力墙属于平面型立体结构，在设计过程中，还需要重视方向设计原则，使其在承受水平剪力的同时，还可以承担来自竖直方向的荷载力，从而进一步增强其延展性。
2.2 创新设计思路
在进行剪力墙结构设计过程中，传统设计思路会在一定程度上给剪力墙的最终效果造成影响，不利于设计出更符合建筑工程实际情况的剪力墙结构，因此，在设计高层建筑混凝土剪力墙结构时，相关设计人员应大胆创新设计思路，结合高层建筑的实际特点，设计更新颖、更具创意和实用性的剪力墙结构。
1）在设计时，通常可以将剪力墙的规则结构作为设计首选，并采取相应措施保证剪力墙垂直方向的总体均匀性。在进行门窗设置时，通过均匀分散应力的方式，逐步提高墙体结构的稳定性，以此确保整个建筑的安全。
2）在剪力墙结构设计过程中，设计人员需重视双向设置方式与完整的墙体空间结构，同时要确保墙体受力方向不同方面的侧向刚度差距适中，以此提高剪力墙体结构的总抗震性。由于高层建筑中墙体所承受的荷载力比较大，所以在剪力墙结构设计时，还要结合实际建筑楼层数，创新墙体结构的设计思路，对墙体采取分散性设计，通过拓展墙体结构的可利用空间，使其自身结构的重量得以减轻，从而进一步增加其侧向刚度。
此外，通过对墙体结构的全方位分析，设计人员可以结合建筑工程的实际情况，对墙体厚度进行确定与计算，以此进一步增强剪力墙体结构的稳定性。
2.3 做好计算工作
在设计高层建筑混凝土剪力墙结构时，设计人员还需要重视墙体结构的计算工作，以保证设计的标准化与科学性。对于剪力墙体的刚度计算与控制，除需采用多种计算优化设计方案之外，还需要设计人员在实际设计过程中，对墙体结构的计算数据与方式进行适当调整，使其更贴合建筑的实际需求，以此进一步完善钢筋混凝土剪力墙结构。
在进行墙体结构计算与设计过程中，设计人员首先需要采用计算机对高层建筑中的最大层间位移进行计算，同时计算出这一位移与建筑物高度之间的比值。在设计过程中，通过对墙体结构进行适当弯曲变形设计与扭转变形设计，使其侧刚度的位移与墙体的剪重比相匹配，并通过对剪重比的有效控制提高剪力墙体结构的安全性。此外，在对墙体连梁超限进行计算与设计时，设计人员需要根据工程标准要求，将墙体长度控制在8m以内，若墙体长度超过8m，则需要通过科学计算的方式，设计选用一定数量的弱梁进行墙体连梁分割，以此防止高层建筑在使用过程中产生裂缝，从而保护建筑使用者的生命安全。
2.4 剪力墙结构与墙肢连梁设计
在钢筋混凝土剪力墙结构设计时，设计人员还需要确保整个墙体结构风荷载设计的合理性，根据建筑整体的实际情况，不断优化剪力框架结构的完整性，通过轴对称的方法布置工程中的剪力墙，防止墙体出现扭转效应。在后续建筑剪力墙结构设计时，设计人员可以使用短肢剪力墙结构设计，这种墙体结构具有较明显的优势，既可以有效减轻整个高层建筑的整体重量，还可以提高其他结构类型剪力墙的灵活性。由于短肢剪力墙的抗震性较低，所以设计人员在设计墙体结构时，要以建筑工程的实际质量要求为标准，通过多种剪力墙结构的组合设计，确保整个建筑工程结构的质量可以更好地满足设计要求。
此外，在设计剪力墙连梁时，设计人员需要先测量与计算出墙肢的连梁刚度，使其承载力可以更准确地达到规定限额，在连梁刚度的折减值设计上，通常使其保持在0.5左右。在具体施工过程中，连梁的纵筋不能人为加大，要根据结构设计方案规定的数据进行建筑施工。为保证墙肢连梁截面的实际抗剪切性，设计人员还应当根据墙肢连梁的比值，通过增大或减小系数范围的方式进一步进行设计与应用。
2.5 优化剪力墙结构的设计角度
在混凝土剪力墙结构设计中，优化墙体结构的设计可以在很大程度上提升剪力墙结构设计的精确度，帮助施工人员更方便地进行剪力墙现场施工，减小施工误差，从而进一步提高建筑施工质量水平。
由于墙体结构的角度是根据建筑物的高度要求和质量标准决定的，因此，设计人员在进行墙体结构的角度设计时，需要以建筑物的高度与工程质量要求为目标，通过调整剪力墙的角度系数，使建筑工程中短肢剪力墙的倾覆角度尽可能低于墙体结构总倾覆角的40%，并在此基础上对墙体的结构角度进行适当调整，使其侧向刚度控制在合理范围内，以此帮助现场施工人员更好地理解剪力墙结构施工，使其在实际施工过程中降低误差，在节约工程资金、保证工程质量的基础上，进一步提高施工效率和工程整体质量水平。
3 结语
综上所述，在进行高层建筑混凝土剪力墙结构设计时，相关技术人员要明确剪力墙结构设计原则，创新剪力墙结构设计思路，做好剪力墙结构与墙肢连梁设计，处理好剪力墙含钢量与长墙肢，优化剪力墙结构的设计角度，最终提升剪力墙结构的安全性与稳定性，进一步促进我国建筑行业的可持续发展。
参考文献
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