摘要：如今，我国正在积极推进现代化建设，建筑工程项目持续增加，然而，建筑质量的安全性一直人们关注的焦点。在此背景下，合理有效应用剪力墙结构可以大大改善和优化建筑结构，因为，剪力墙结构不仅拥有良好的抗震性能，而且还具有较强的抗侧刚度。在此基础上，本文简要分析了剪力墙结构设计原则，同时进一步确定了剪力墙长度和厚度，从而深入探究了剪力墙结构在建筑结构设计中的应用。
关键词：剪力墙结构；建筑结构设计；应用
前言：如今，城市化进程不断加快，社会经济发展蒸蒸日上，一日千里，对工作、居住环境方面，居民期望越来越高，在此背景下，建筑结构设计花样翻新，设计师们频繁将剪力墙结构合理应用在建筑设计结构中。剪力墙结构不仅侧移能力弱，而且抗侧刚度很大，抗震效果良好，目前已经成为高层和多层建筑结构的最佳选择。为了充分发挥剪力墙结构在建筑结构中的价值和效能，应更好地掌握其设计原则，了解设计要点，与时俱进，跟上建筑结构创新要求。
1.建筑工程结构设计中剪力墙结构的设计原则
大家都知道，钢筋混凝土是剪力墙结构制作的主要材料，已经替代了建筑项目中的框架梁柱结构，主要利用钢筋混凝土结构来有效承载内力荷载，从确保建筑结构的水平承载力。如今，越来越多的建筑应用剪力墙结构，起作用价值越来越凸显。已然成为建筑必不可少的重要结构体系。
1.1科学分析墙体受力情况
在进行剪力墙结构设计时，设计人员有必要进一步了解墙体结构的实际受力情况。这是因为墙体属于平面构件，所以墙体既要承受水平方向和弯矩的剪力，而且同时还承受竖向压力。所以，在进行剪力墙结构设计时，必须要充分了解剪力墙的实际受力情况，从而切实保障墙体强度，促进墙体实际应用效果的提高。
1.2合理应用平面内搭接
因为剪力墙结构具有其特殊性，导致同一平面剪力墙结构能够肩负起较大的刚度和承载力，同时逐渐削弱平面外的刚度和承载力。假如直接与平面的剪力墙和梁体结构相连，不可避免地会提高强制平面外弯矩。然而在大部分建筑设计中，都没有验算承载力大小和平面外刚度，进而造成墙体受力情况出现计算误差，埋下巨大的安全隐患。因此，在剪力墙结构设计过程中，必须有效预防平面外连接。如不可避免，应按照有关要求采取科学合理的加固技术手段，从而切实保证平面外剪力墙的安全性和稳定性。
1.3合理控制超限
在设计剪力墙结构连梁时，需要保证剪力墙结构连梁跨高比在2.5以上，避免发生弯矩过大或者剪力高于规定要求。如果连梁结构跨高大于5，则需要结合框架梁的标准要求进行结构设计，并尽量不要折减框架梁刚度。此外，如果梁框架结构的跨高比能够保持在5-6左右，则应按照相应标准降低结构刚度，以防止剪力超过最大阈值或弯矩超过极限等问题。通过合理有效的优化调整，使得剪力墙结构连梁达到合理范围，进而大大降低成本造价。
2.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用
2.1 剪力墙肢类型
剪力墙的墙肢按照高度、厚度之比，将其划分为短肢剪力墙和一般剪力墙。假如剪力墙高度与厚度之比达到8：1，则属于一般剪力墙，如果剪力墙高度与厚度之比为6：1时，则属于短肢剪力墙。根据剪力墙墙面洞口大小，剪力墙可分为壁式框架、连肢墙以及整截面剪力墙等。整截面剪力墙不开洞或开洞面积在15%以下时，剪力墙会发现曲型变形，在整个墙肢高度上弯矩图不存在弯点，不会产生突变；整体小开口墙开洞面积需要控制在15%以上，主要以弯曲性形变为主，整个墙肢高度基本没有反弯点，弯矩图关键位置发生了突变；连肢墙或者成列排布，或者开口非常大，受力特点同整体小开口墙相像；壁式框架通常都会出现很大尺寸的洞口，剪力墙通常会发生剪切型变形，在受力特征上与框架结构大同小异。
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2.2 剪力墙的具体结构布置
高层建筑中，普遍使用剪力墙结构。通常情况下，高层建筑拥有良好的空间使用性能，因此，应按照双线布置剪力墙结构，这样，才有利于施工过程中，建立完善的结构空间，不断增强建筑物抗震性能，尤其是抗震区域，剪力墙双向墙体的刚度需要统一或者接近，平面分布一定要均衡，要科学合理地确定剪力墙刚度中心和建筑物中心位置，只有这样，才能保证剪力墙安全性和平稳性，进而增加剪力墙承载能力。在设计界面相对较小的楼面梁时，需要利用半刚接或铰接，这样可以有效预防剪力墙发生平面外弯。与此同时，大量实践显示，约束性截面剪力墙通常大于无约束性的界面剪力墙极限承载力，不仅墙面稳定性能良好，且抗震是可以快速消耗大量能量，为此，相关工作人员在设计剪力墙结构时，必须要全面考量，将实际使用效果和承载力考虑在内，从而准确判定出使用无约束性边缘结构还是约束性边缘结构。
2.3 剪力墙中大墙肢处理
剪力墙结构结构自带延伸性，所以，在具体设计施工过程中，也应保持相应的延伸特性，事关剪力墙结构的耐久性和整体性。为了防止剪力墙结构发生脆性破坏，设计墙体长度偏长的剪力墙时，必须符合相应的承载力要求，才能运用分层间隔设计法，将剪力墙划分成一定数量的均匀的独立墙段；对于长度偏小的墙体剪力墙来说，一旦发生弯曲，势必会使裂缝宽度变小。此时可设置配筋，最大限度地发挥配筋的支撑作用。当墙肢长度达到8 m以上时，建议通过以下方法来规避或预防脆性破坏，第一，开施工洞，即在具体施工过程中，墙体预留一个洞口，等到竣工之后砌填充墙，把长墙肢转变成短墙肢；第二，计算结构时，墙上也需要留洞，有利于提升小墙肢的配筋能力。
2.4 剪力墙截面厚度及配筋
按照抗震等级系统来正确选择姜立强结构厚度。为了有效确保剪力墙结构的稳定性、钢性以及抗震性，一、二级剪力墙底部应增加部分墙体后续，使其达到20厘米以上，超过层高的1/17，其他部分墙体厚度应保持在16厘米以上，墙端头不设置暗柱或者翼墙时，墙体厚度应超过层高的1/12，然而，这些规定不能用在8度低层地震区的剪力墙结构设计中。控制剪力墙配筋率对于结构安全和工程造价具有一定积极作用。在抗震等级为1-3的剪力墙中，纵向和横向钢筋的最小配筋率需要保持在0.3%以上，某些框支剪力墙底部钢筋的最小配筋率应大于0.35%。以上配筋率建议更多地应用在高层建筑剪力墙结构设计中；对于低层建筑，结构相对较低的建筑剪力墙而言，需要适当增加水平分布筋和配筋数量。
2.5 连梁设计
剪力墙结构中的连梁主要用于墙肢之间的连接。在水平荷载作用下，剪力墙极易发生变形。连梁装置可以平衡墙体的水平荷载，调整和优化墙体受力情况，有利于更好地约束和稳定墙体。由此可见，墙肢之间的连梁在整个剪力墙结构中发挥着巨大作用，是剪力墙结构设计的重点和关键。不允许出现任何设计错误或不合理地方，一旦出现差错，必可避免地会影响到剪力墙结构设计质量。因此，在连接梁结构设计中，设计人员应根据具体相关规定降低连梁结构的高度和刚度，合理扩大跨度，进而使结构刚度下降，改进抗震结构设计，减少地震对剪力墙结构破坏和影响。此外，应不断提高剪力墙结构抗震性能和最大承载荷载，设计师还应合理地增加剪力墙结构厚度，扩大连梁截面，从而最大限度地发挥连梁装置的作用。
结束语
实践证明，在设计建筑剪力墙结构时，必须在实际需求基础上，设计建筑结构，科学合理地设计剪力墙结构，确保建筑结构的功能性。实现设计创新，有效提高剪力墙结构的安全性和稳定性，从而优化建筑结构形式，不断提高设计水平。此外，设计人员还要借鉴学习其他优秀案例经验，不断补充自身知识储备，努力控制好建筑成本，提高建筑工程质量，促进建筑长足发展。
参考文献：
[1]王维翔.高层剪力墙结构设计中问题及处理措施[A].河南省土木建筑学会 2010 年学术研讨会论文集[C].2010（02）：89~90.
[2]高益军.浅析使用高层剪力墙结构应注意的几个问题[J].山西建筑，2008（01）：34~35.
论文作者:刘雪连
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/21
标签：剪力墙论文; 结构论文; 墙体论文; 结构设计论文; 刚度论文; 建筑论文; 弯矩论文; 《基层建设》2019年第20期论文;