2.陕西华龙工程造价咨询有限公司 陕西西安 710065；
3.中机国能电力工程有限公司邯郸分公司 河北邯郸 056000；
4.中机国能电力工程有限公司邯郸分公司 河北邯郸 056000
摘要：剪力墙是建筑工程中重要的组成部分，直接影响着建筑工程的稳定性与质量，同时还影响着人们的生活水平。基于此，本文将阐述剪力墙的样式与方案，从结构定位、大墙肢处理、墙体配筋等方面全面分析剪力墙结构的应用，以便充分发挥剪力墙在建筑中的作用，提高建筑工程的质量。
关键词：建筑工程；结构设计；剪力墙
1 引言
由于我国建筑行业的长足发展，使建筑设计水平不断提升，尤其是资源短缺的今天，诸多建筑企业在施工之前将节能减排放在首要位置，设计人员更加注重节能的影响。通过优化剪力墙结构设计方法，来提高剪力墙的刚硬性，以此来保证建筑的稳固性。合理运用剪力墙不仅可以加强建筑的抗震性，还能节约建筑施工成本，同时，还能使社会大众的实际需求得到满足，因此在对高层建筑建设时，剪力墙被广泛推广，它是保障建筑整体质量的关键。
2 剪力墙结构设计的一般规定
2.1 剪力墙结构体系的布置原则
（1）结构平面布置。①通常建筑结构的平面体系布置，应尽量遵循建筑形状受到风压较小的原则；②通常剪力墙结构在拐角墙和结构两端处的受力相对复杂和敏感，故尽量避免在结构两端设置楼梯间；③在工业化建筑发展的趋势下，建筑剪力墙结构的房间跨度不宜过大、构件类型不宜过多；④在建筑结构的平面体系布置过程中，要尽量增加结构的抗扭刚度；⑤剪力墙结构设计应满足抗震设防的基本要求，即在满足结构平面均匀性、对称性的基础上，将结构外形布置的长度控制在合理范围内；针对剪力墙结构承载力、稳定性较薄弱的部位应强化抗震构造设计。（2）结构竖向布置。①结合相关抗震设计规范，设置多道抗震防线；②确保结构的承载力和刚度呈均匀分布，避免出现应力集中或塑性变形集中的现象；③在剪力墙结构设计中，有必要在除基础外的上部结构中设计伸缩缝（当建筑物长度超出规范要求时），避免建筑物开裂；④墙肢在布置时要双向布置，确保结构的平面受力能分散在四周；墙肢在竖向布置时，应考虑到刚度变化的均匀性，避免扭转；⑤建筑的竖向布置侧向刚度宜从下到上逐渐减小，在对剪力墙结构进行抗震分析时，若结构相邻上、下层的层高比＞1.5，刚度比应≥1.1；当相邻底层是结构嵌固端时，如高规指出地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比宜≥2.0。
2.2 剪力墙构件设计的原则
（1）墙肢的设计。①在计算水平荷载时，可按照位移协调的原则进行分配；②墙肢在平面布置时要双向布置，常见的布置结构有矩形、T形和L形等；③为了避免剪力墙的弯曲刚度增大，应将墙肢长度控制在8m内，各墙段的高度与墙段长度之比不宜小于3；④考虑到建筑整体的经济性，应严格控制墙肢的数量。（2）连梁的设计。①从结构设计的角度来说，塑性铰应首先出现在连梁上，即满足“强墙弱连梁”或“强墙弱梁”的设计理念；②从构造设计的角度来看，连梁或框架梁均应满足抗震要求，二者纵向钢筋和梁底钢筋的锚固长度均要满足抗震设计的最小锚固长度；梁截面尺寸、跨高比的间距、钢筋直径等要满足抗震设计要求；梁上开洞时，洞口的大小、位置及其周边设计等要满足构造要求；③可通过设置水平缝而形成双连梁、多连梁等，以提高连梁的抗剪承载力；④在确保提高梁截面不会影响到建筑结构抗剪承载力的前提下，设计人员可适当通过降低连梁的刚度，来达到合理控制剪切力分配比例的目的。常见的控制方法为：在计算采用内力配筋的过程中，通过调整连梁刚度折减系数来控制剪切力的分配比例。
3 剪力墙结构的样式与方案
3.1 剪力墙结构的方案
在设计剪力墙结构方案时，施工单位需要做好三方面的工作。首先，施工单位需要和设计单位建立起良好的沟通机制，根据实际情况，对剪力墙结构选择、材料的使用情况以及构件的尺寸作出充分讨论，为剪力墙施工提供保障；其次，施工单位需要对施工成本予以考虑，从多个设计方案中进行优选，在确保质量达标的同时，需要减少资金的投入，以达到最高的性价比；最后，应该对建筑工程的水文情况以及地质情况予以充分考虑，对剪力墙施工过程中所需要使用到的技术和工艺手段具有清晰的认识，对其进行合理布局，让结构方案的效用可以得到充分发挥。在选择剪力墙结构时，需要考虑到建筑层数，如果建筑层数在20层以下，那么可以选择短肢剪力墙结构，如果建筑层数在20层以上，那么现浇剪力墙结构是很好的选择。同时，在高层建筑结构中，框支剪力墙也得到了广泛的应用，它的上部结构为短肢剪力墙，通过提升下层刚度的方法，可以使建筑工程结构的安全性获得增强，且具有良好的经济效益。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以我国某市的的一个危旧房改造项目工程为例，该工程地上33层，地下2层，建筑总高度92.5米，标准层层高为2.8米，该工程采用了预制装配式剪力墙，在剪力墙的水平钢筋连接上，采用了水平钢筋预留直线锚固的方法，同时将装配率予以降低，考虑到墙体水平钢筋锚固长度不足的问题，在施工现场预留了250mm长度的现浇区域，等到预制墙体的现场吊装就位后，再附加封闭矩形箍，最后再把横向短钢筋焊接到箍筋中部。
3.2 剪力墙结构设计的具体划分
在设计剪力墙结构时，设计人员需对剪力墙的开洞情况进行全面了解。在实际设计中，需对剪力墙结构的实质进行合理划分，以便为后期设计工作提供有利条件。下述为剪力墙结构设计的具体划分：（1）实体墙。实体墙设计是指墙体并未开洞，或是有开洞，但开洞的面积小于墙体的15%。基于此，在设计实体墙时，会以曲线为主，其表面并不会发生形变或是反弯的现象，具有较强的承受力。（2）小开口剪力墙结构。此种剪力墙有较小的开口，但在实际设计中，它的开口面积要大于墙体的15%，依然以曲形为主。但在对剪力墙结构进行设计时，它的墙肢高度常规情况下是不会产生反弯点的，它的主要支点与位置不会发生转变。（3）双支剪力墙结构。此种剪力墙在实际设计中，所对应的开口较大，或开口的形式主要以列形排布。虽然在小开口的剪力墙与开口方面，存在很大差距，但其承受强度的层面上，却含有较多的相同点。
4 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用
4.1 定位剪力墙结构
为了能够有效的提高剪力墙的安全性与合理性，在实际的施工中需要对剪力墙的结构进行合理的布置。通常情况下，可以从以下两个方面进行控制：第一是平面的结构布置，第二是竖向的结构布置。在设计剪力墙平面的结构时，需要深入了解剪力墙的质量中心、刚度中心的结构与实际性能，避免发生扭矩等不良的现象，同时还要对剪力墙开展拉直的工作。从某种意义上讲，剪力墙的结构不能太复杂，在设计结构时最好遵循简单、便捷的原则，以此保障剪力墙能够充分发挥自身的价值。另外，在设计剪力墙时，需要全面了解的建筑物荷载等参数，分析剪力墙需要承受的压力，以此确保剪力墙的刚度与性能。
4.2 剪力墙中大墙肢的处理
就剪力墙结构的意义而言，其自身的结构具有延伸性的特征与优势，并且直接影响其自身的性能，所以在实际施工过程中可以利用该特征充分发挥其效用。通常情况下，在设计剪力墙的结构时，相关的工作人员很可能将高状结构作为设计的目标，而这样的墙体会严重降低建筑物的稳定性，因此在施工中应该尽可能避免此种形式的设计，全面提升剪力墙结构的刚度。如果剪力墙的长度较小，很可能会造成墙体裂缝，降低对整个墙体配筋的支撑效用，严重影响建筑的稳定性，并且威胁用户的生命安全。为了能够避免上述现象的发生，需要在设计与施工的过程中，对剪力墙进行留洞，以此检测剪力墙实际的支撑效果，当施工完成以后可以在对该洞进行填筑，通过这样的方式，能够将长墙变为短墙。另外，还可以在设计剪力墙结构的过程中，根据建筑物的实际需求开展设计工作，同时预留洞，并采用针对性的计算方式分析大墙肢的实际承受能力。
4.3 控制墙体的配筋
设计剪力墙结构时，需要充分考虑建筑工程的经济效益与安全质量，就剪力墙来说，其结构不仅影响建筑墙体的指令，还会影响墙体内部的配筋。通常情况下，在剪力墙实际的施工中，要将钢筋置入其中，以此提高剪力墙的稳定性。但是，如果全部依靠钢筋来提升剪力墙的稳定性，就会增加钢筋的使用量，进而提高建筑企业的资金支出，影响其实际的经济收入。因此，在设计剪力墙结构时，需要有效提高墙体自身的支撑力与强度，进而降低钢筋的配比，在保障剪力墙效用的同时降低施工成本。
4.4 结构优化策略
实际上，剪力墙的意义在于保持建筑物的稳定与平衡，所以在设计时要充分与实际建筑相结合，利用先进的科学手段进行合理的布局，进而充分发挥剪力墙的重要作用。针对具体的施工过程，需要截段较长的剪力墙，但必须保障两侧的实际长度相同，利用弱连梁将其连接起来，同时保障每个独立的墙体于截面的高度比在三左右。另外，为了防止剪力墙发生裂缝破坏现象，其预留洞与截面高度的比应该小于四，并且小墙肢体的高度要大于截面的厚度值。除此之外，还要根据实际的工程，合理的控制框架的规格，以此保障施工人员与用户的安全。
5 结束语
总而言之，由于我国国土资源的匮乏性，为了节省建筑工程的施工成本，需合理应用我国现存的资源，剪力墙结构作为现阶段多、高层住宅的主要结构形式之一，是当前建筑设计人员开展设计工作的主体目标。对于建筑整体质量来讲，剪力墙结构设计十分重要，它是确保建筑结构整体稳固性的基础，也是增强建筑整体安全性的关键，只有给予剪力墙结构设计高度重视，才能使我国社会群众生活在舒适且安全的环境中。
参考文献：
[1] 蔡世豪. 小高层住宅剪力墙与短肢剪力墙结构方案对比分析[D].河北工程大学，2017.
[2] 周瑞. 高层剪力墙结构不同设防烈度下剪力墙合理数量的研究[D].青岛理工大学，2016.
[3] 曹彬，李铭.高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析[J].中国建筑金属结构，2013（22）：65.
[4] 胡孔鹏. 高层剪力墙结构中剪力墙布置和合理数量的研究[D].合肥工业大学，2012.
[5] 刘林. 大型火电厂主厂房少墙型钢混凝土框架结构体系地震作用效应与设计方法研究[D].西安建筑科技大学，2009.
论文作者:平旸杰1,刘云云2,王鹏亮3,张燕宾4
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/21
标签：剪力墙论文; 结构论文; 建筑论文; 刚度论文; 墙体论文; 结构设计论文; 钢筋论文; 《基层建设》2018年第6期论文;