摘要：剪力墙结构，可以简单理解为：纵横向的主要承重结构全部为结构墙的结构。其的作用在于促使形成一种可以准确有效抵抗水平作用的相应结构，此外，又能够就空间加以有效的分割。该结构主要以钢筋混凝土墙板来起到梁柱的作用，进而承担一系列荷载所带来的内力，恰当的就结构水平力加以控制。正是因为如此，剪力墙结构于当代现代高层建筑中被广泛使用。
关键词：剪力墙；结构设计；高层建筑；应用
引言
剪力墙结构是指纵横向的主要承重结构全部为结构墙的结构。当墙体处于建筑物中合适的位置时，它们能形成一种有效抵抗水平作用的结构体系，同时，又能起到对空间的分割作用。剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。剪力墙结构作用高层建筑中的主要结构形式，在现代高层建筑中被大量运用。
1剪力墙种类
剪力墙一般根据墙上洞口的大小、多少及排列方式，主要分为以下几类：
1.1整体墙
没有门窗洞口或只有少量很小的洞口时，可以忽略洞口的存在，这种剪力墙即称为整体剪力墙，简称整体墙。当门窗洞口的面积之和不超过剪力墙侧面积的15%，且洞口间净距及孔洞至墙边的净距大于洞口长边尺寸时，即为整体墙。
1.2小开口整体墙
门窗洞口尺寸比整体墙要大一些，此时墙肢中已出现局部弯矩，截面法向应力相当于整体弯矩直线分布和墙肢局部弯矩应力叠加的之后的结果，这种情况下的变形基本上属于弯曲型，这种墙称为小开口整体墙。
1.3联肢剪力墙
如果剪力墙开洞面积更大，剪力墙整体性受到破坏，连梁刚度比墙肢刚度小很多，连梁中部有反弯点，截面法向应力不能用平截面假定计算，剪力墙变形由弯曲型向剪切型过渡，各墙肢单独作用更明显，可看成由多肢剪力墙通过刚度较大的连梁结合在一起的剪力墙，此时成为联肢剪力墙。
1.4框支剪力墙
当底层需要满足大空间使用时，通过转换柱与转换梁，采用框架结构支撑上部剪力墙，就形成框支剪力墙。在地震区，不容许采用纯粹的框支剪力墙结构。
1.5壁式框架当剪力墙
开洞面积很大的时候，墙肢长度较短，此时墙肢刚度与连梁刚度相近，变形变为剪切型，受力性能更接近框架结构，此时称为壁式框架。
2高层建筑的剪力墙体系结构设计应用
2.1墙肢的平面布置
在就剪力墙墙肢进行具体的布置设计时，应当按照相应的平面规则以及传力要求来展开，确保结构质量，包括刚度中心可于实际位置上一致，按照具体的情况来使楼层间的位移数科学合理。具体来看，应当依照主轴来开展双向剪力墙的相应布置，并要求就二者间的刚度加以准确的分析，以此来确保其刚度差异值满足标准范围。在建筑实际的抗震设计阶段，应按照相关原则开展，以防止出现单向墙的情况，简单而言，指得是于设计阶段要实现双向抗侧力体系，确保剪力墙自身良好的结构性能得以充分有效发挥。在就其加以布置时，应当尽可能的确保每一剪力墙间的对照形式，倘若确定剪力墙已对齐时要完善抗水平体系，促使每一墙肢的作用与优势均得以发挥，基于此种形式的布置，可以在一定程度上确保每一个墙肢的价值运用，确保结构传力的恰当科学性以及结构设计的有效与经济性。
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2.2墙肢的竖向布置
在这一布置过程中，应当依据上下对齐的原则，以避免出现剪力墙上下不齐从而带来的不良影响，比如导致该层刚度以及承载力未满足标准要求。在就剪力墙楼层加以开洞的过程中，应当按照具体的设计方案来就相应的位置加以确定。需要做到尽可能的确保上下洞口位置对齐，规范操作。除此之外，还应当确保传力的明确性以及结构设计方面的经济性。倘若是那些传力相对复杂的剪力墙布置的话，应当就各方面影响因素加以有效的分析，如果条件允许可借助于其他手段，进而来确保结构设计的稳定性。
2.3墙肢长度与厚度设计
针对剪力墙长度以及厚度的设计应当予以足够的重视，这一过程是确保剪力墙力稳定传送的关键性内容。在就其长度进行具体的设计时，首先应当分析剪力墙结构承载力以及相关的经济性，依次为基础再就其实际的长度进行设计，此外在设计过程中基础上也需要考虑到建筑功能以及具体的需求，在长度控制上不应当过长，以便于过长的剪力墙长度导致剪切破坏情况，尤其是就单片剪力墙而言，倘若长度未得到很好的控制，整体刚度过于大，那么其吸收水平作用会随之出现增加趋势。就大多数情况而言，剪力墙墙肢的长度应当控制在8m范围之内，每一个墙肢的长度应当控制在3m以上。在满足了这些要求的前提下，倘若存在水平应力传输，剪力墙能够创造延性良好的弯曲破坏，可以在一定程度上避免墙体弯曲开裂后出现相对较大的裂缝，进而破坏墙体的稳定性。
2.4连梁设计
连梁是剪力墙的关键构成部分，连梁设计的质量直接关系到剪力墙的整体效果。首先，由于连梁很容易遭受到风力或者地震动而破坏，连梁的脆性较高，因此在设计中，一般会将连梁设计成延性好的弯曲破坏模式结构，通过连梁破坏耗能确保剪力墙结构整体有很好的延展性，同时连梁的各个部分的受力也相对比较均匀。其次，关于配筋，应该根据具体的计算，选择合适的钢筋为连梁配筋，对跨高比≤2.5的连梁，为提高延性，可设置交叉斜筋、集中对角斜筋或对角暗撑。
2.5水平与竖向的钢筋设计
剪力墙的竖向与水平的钢筋的设计主要牵扯到两个方面的内容，一方面是关于设计之前的各种数据计算及分析，比如剪力墙的墙肢的偏心受拉正截面、斜截面承载和剪力墙的墙肢的偏心受压正截面、斜截面承载等，根据具体的数据信息，决定用何种质量和性能的钢筋，以确保剪力墙结构的水平和竖向的受力。另一方面的内容为，在住宅建筑工程中所采用的剪力墙结构一般为钢筋混凝土结构，由于混凝土自身的特性，导致剪力墙容易出现开裂的情况，对于此问题的处理，一是要注意混凝土的强度、配合比，二是改变剪力墙水平与竖向的钢筋设计，要尽可能的避免使用较粗的钢筋，而要使用较为细密的配筋，同时适当加大钢筋的配筋率，使用合理的分布钢筋配筋率，以此方式达到加固剪力墙的作用，进而提高剪力墙竖向和水平的承载能力，一是可以起到竖向承重的作用，二是提供良好的抗风和抗震的能力。
2.6优化剪力墙设计的计算
在剪力墙计算过程中，需明确剪力墙和宽度之间维持的距离，同时在楼层间还有必要对最小剪力系数加以考虑。从我国建筑房屋设计有关规定来看，明确基于施工过程中房屋需使自重降低，同时还需要确保房屋的抗震效果。然而，对于一般的剪力墙结构来说，由于短肢剪力墙结构抗侧刚度比较小，所以在设计的情况下有必要对一定量的长墙进行布置，或采用电梯在楼梯间形成大刚度的内筒。如此一来，结构在设防烈度产生较大的变形情况便能够得到有效避免，同时还能够使两道的抗震防设效果增强。
结束语
总之，剪力墙结构作为建筑中重要的结构形式之一，有着抗侧移刚度大，承载力较高，抗震性能好等优点，能有效确保建筑功能和结构的安全性，在建筑领域得到越来越广泛的应用。因此，剪力墙作为高层建筑结构中的主要环节，合理的应用剪力墙设计结构，将有效提高高层建筑物的抗侧刚度，同时有效强化高层建筑物的整体质量及抗震性能，有利于推动建筑行业的健康发展。
参考文献：
[1]钟迅.剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述[J].建材与装饰，2017（15）.
[2]郑鹏.剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述[J].科技创新与应用，2017（3）：248-248.
[3]王振宏.剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰，2018（10）.
论文作者:田净鑫
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
标签：剪力墙论文; 结构论文; 刚度论文; 洞口论文; 钢筋论文; 水平论文; 截面论文; 《基层建设》2019年第27期论文;