摘要：近年来，高层住宅建筑越来越多的采用剪力墙结构，因为剪力墙不仅能提供灵活的使用空间，而且还能简化设计和施工流程，提高效率，降低成本。但在实际的建筑结构设计工作中，由于考虑不全面、结构布置不合理等原因，使得剪力墙结构的作用与特点并不能得到充分发挥，甚至还有一些结构方案存在安全问题。对此，要严格根据建筑实际情况和使用要求，对具体问题采用适宜的设计方法，满足规范要求，保证建筑结构设计质量。
关键词：剪力墙；结构设计；建筑
1剪力墙结构设计的基本原则
（1）剪力墙高和宽尺寸往往比较大而厚度却很小，几何特征向板，受力形态接近于柱，然而它与柱的区别主要在于其肢长和厚度之间的比值，当比值小于或等于3的时候可以按照柱来设计，当比值是3至5之间的时候则可以视为异形柱，并按双向受压构件设计。（2）剪力墙结构设计中，墙是一个平面构件，它承受沿着平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担着竖向压力。在弯矩和剪力等结合状态下工作，其在水平力作用下就好似一底部嵌固与基础悬臂梁在地震作用或风载下剪力墙除了要满足刚强度的要求外，还必须要满足非弹性变形反复循环下的延性。（3）剪力墙的特点是，在同一平面内刚度和承载力较大，而平面外刚度以及承载力则相对偏小。当剪力墙和平面以外的粱相接时，就会造成墙肢平面外弯矩，然而通常情况下不会盐酸墙的平面外刚度和承载力，所以应避免开平面外搭接，实在避不开时则应按照有关规定来采取相应的措施。以便于保证剪力墙平面外的安全。（4）墙的设计计算是考虑到竖向和水平作用下的结构整体分析，以求得内力后按照偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力来进行验算。
2剪力墙的具体分类
建筑中剪力墙结构的设计是因为剪力墙对人类未来生活中的建筑物起着良好的保护作用，保护墙体避免侧移，特别是在地震带使用剪力墙更为常见，可为建筑建设高地震的损坏，保护人们的生命，为人们有一个更安全的生活环境作贡献。剪力墙的分类主要根据剪力墙本身的尺寸分为大小，根据孔的大小可分为小开口剪力墙、壁式框架、实墙和多肢剪力墙。剪力墙开口小就被称之为小开口剪力墙，这种剪力墙在变现在受力的过程中具有连接稳定性，以确保建筑物墙体之间的连接性。实体的剪力墙没有开洞，这种剪力墙比较具有稳定性不会有太多的变化，不会出现弯曲点。壁式框架是指剪力墙开口较大一些，它的优点主要是有突然的力出现时有更大的受力性，但也容易出现弯曲点，但这种墙也有它的特殊应用的地方。多肢剪力墙剪力墙有多个开口，受力比壁式框架更稳定。
3剪力墙的布置原则
（1）在设计剪力墙时最要是沿着主轴的方向进行双向或多向布置，在不同的方向剪力墙最好是相互连接在一起，同时应注意要尽量避免对直或拉通；在进行抗震设计的时候，要使得两个方向的侧向刚度相互接近，而剪力墙的墙肢见面一定要符合规则且尽量简易。在高层建筑的剪力墙结构中，剪力墙要沿着主轴的方向或其它方向进行双向或多向布置，特别是在抗震设计中，因避免出现单方向有墙的设计模式，这样才能使之具有更好的工作性能。然而，剪力墙在分布上要尽量均匀且数量要相当。剪力墙在配置比较少时，结构的抗侧力刚度就会因数量的较少而减弱，而剪力墙如果配置过多，则墙体也无法得到充分的使用，使得抗侧力的刚度过大，从而导致震力过大，自身的重力也会随之变大。（2）剪力墙在竖直方向上要做到从下往上连续的布置，以避免发生刚度的突变情况。而在高层建筑中，剪力墙的墙肢截面要遵循规则简易的原则，剪力墙在竖直方向的刚度要均匀，剪力墙的洞口或者门窗要形成明确的墙肢和连接梁。（3）剪力墙在布置设计时不能使之过于密集，要使整个结构具有相互适应侧向的刚度，如果侧向刚度过大，不仅会加大其墙体本身的重力，还会在地震发生时增大震力，从而导致建筑倒塌的可能。（4）剪力墙的洞口或者门窗一定要上下对齐，并且成列布置，同时要避免使用叠合的错墙洞，因为这样做会影响到剪力墙的承重力，使之容易发生变形。（5）断肢剪力墙指的是墙肢的界面长度与厚度之间的比值在5至8之间，在高层建筑中，我们不能全部都采用短肢剪力墙的结构设计，短肢剪力墙的结构最大的使用高度要与之相应地降低。
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4建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
4.1定位剪力墙
在剪力墙结构设计中，若是平面布置的控制工作没有落实到位，则将发生平面不够均匀以及对称情况不达标的现象，从而造成剪力墙结构和不同部位的承重情况差异较大，导致墙体弯曲。因此，应严格保证剪力墙定位的合理性，按照估算好的数据进行划线定位，保持平面的均匀性。
4.2结束边缘的构件
在诸多建筑结构中，约束剪力墙的一个边缘构件可以让剪力墙在相同的条件下有着不同的承重效果。剪力墙的约束边缘处理主要分为约束边缘构件和无约束边缘构件两种，整体而言，无约束边缘的结构在建筑承载方面有着更好的性能，而有约束边缘构件在抗震性和稳定性方面具有显著优势。
4.3控制墙体配筋中的措施
较为常见的墙体配筋控制方法为：在满足自身规范配筋最小值的前提下，将水平方向的钢筋向外侧放置，竖直方向的钢筋放置在内侧，迎水面保护层使用双向钢筋网片，这样可以很大程度的减少配筋量，从而节约钢材。
5剪力墙结构设计及计算的优化措施
5.1剪力墙结构设计的优化原则
在剪力墙机构中，剪力墙一般沿着主轴方向或其它方向进行双向布置，使之形成一定的空间结构，而抗震设计的剪力墙结构，应避免单一的布置剪力墙，并要使两个受力方向的抗侧刚度相互接近，以便于使其具有一定的空间工作性能。剪力墙的抗侧刚度和承载力一般都比较大，为了充分地利用剪力墙，减轻该结构的重量，剪力墙的布置不宜过于紧密，应使其结构具有适度的侧向刚度。较长的剪力墙要开设洞口，并将其分成长度相等的几段墙面，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与截面高度的比例应当不小于或等于2，避免剪力墙产生脆性的剪切破坏。
5.2剪力墙结构计算的优化原则
（1）楼层的最大层间与层高之比的调整原则。规范规定在计算多地震作用的楼层最大层间位移时，要以楼问弯曲变形为主，计入扭转变形，可以不扣除结构整体弯曲变形。因此，对于高层建筑应当尽可能地扭转变形最小，但是又不能够仅仅是根据这层间唯一不够而盲目地增加竖向构件的刚度。（2）楼层最小剪力系数的调整原则。当满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不能超过4/10的前提下，要尽可能的减少剪力墙的布置，并以大开间剪力墙布置方案为目标，使其结构具有适宜的侧向刚度使楼层最小剪力系数不小于规范限制，这样做能够减轻结构自重，有效地减小地震作用的输入，同时可以降低工程建设成本的投入。（3）剪力墙连梁朝鲜的调整原则。剪力墙连粱的跨高比一般不宜小于2.5，跨高之比则小于2.5的连梁很容易出现剪力和弯矩超过规范的限值，有关制度规定了跨高比不小于5的连梁宜按框架梁进行设计。即跨高比不小于5的连梁刚度不应折减。
6结束语
综上所述，剪力墙结构设计直接影响到建筑整体安全和工程经济性。因此，在实际工作中有必要对剪力墙结构受力、性能、特点、要求和不同构件间的相互作用进行深入了解，从实际入手对设计进行不断改进和优化，实现预期设计目标，在保证结构安全性及各项性能的基础上，降低工程造价，提高经济效益。
参考文献：
[1]建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[J].赵铸.低碳世界.2017（34）
[2]建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[J].杨燕.住宅与房地产.2015（S1）
[3]论剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].王俊飞.山西建筑.2016（05）
论文作者:廖利平
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/17
标签：剪力墙论文; 刚度论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑论文; 构件论文; 方向论文; 《基层建设》2018年第4期论文;