河南省城乡建筑设计院有限公司 河南省郑州市 450003
摘要：随着经济的不断发展，城市化进程不断加快，城市用地越来越紧张，为了在有限的城市用地之中，建造出更多的高层建筑，就要运用到剪力墙技术来提升建筑物的性能。建筑中的剪力墙结构引起有着整体性高、抗震能力强以及刚度大等特点，所以受到了广泛的应用与重视，但是在剪力墙结构发展的过程中出现了许多问题，如剪力墙结构综合利用率较低等，所以我们要对剪力墙结构进行更深入的研究，从而更好的促进我国建筑行业的发展。
关键词：剪力墙；结构设计；应用分析
一、剪力墙结构设计中的基本思想与分类
1.基本思想
剪力墙的受力形态与几何特征等都是由其自身的高度与宽度以及厚度决定的，一般情况下，剪力墙的高度与宽度尺寸要远远大于其厚度。虽然剪力墙结构的几何特征像板子一样，但其受力形态却与柱子旗鼓相当，却又有着一定的差别。在剪力墙结构中，剪力墙承受到水平剪力以及竖向压力共同作用。一般情况下就算剪力墙的受力能力更好，但是在面对大自然的风荷载乃至地震时往往还是捉襟见肘，不能起到很好的作用，所以只是能满足强度以及刚度的要求是远远不够的，更应该保持非弹性变形反复循环下的延性和能量消耗和控制结构断裂却不倒的需要。在对剪力墙进行设计时，要将其设计造成延性弯曲型剪力墙。
2.剪力墙结构分类
一般情况下，我们将剪力墙结构分为四大类，这样分类的分类标准则是剪力墙上是是否开洞口，以及开洞面积的大小。
（1）不开洞的截面剪力墙、开洞面积不超过百分之十五的剪力墙以及实体墙，这样的剪力墙弯曲曲型使其最为主要的变形方式，她就像是一块整体的悬壁墙，其整体墙肢高度上的弯矩图没有弯点也不能产生突变。
（2）整体小开口的剪力墙。在这第二类的剪力墙中，其开口面积一般都较小，但是剪力墙的开洞面积则已经超过了百分之十五。与第一类一样，其变形方式主要为弯曲型，但是一般情况下在整个墙肢高度上不存在反弯点，弯矩图的主要位置也发生了突变。
（3）多肢或双肢剪力墙。这一类剪力墙中的洞口一般都是成列分布的，或者有着很大的开口。虽然在开口方式上，与整体小开口剪力墙有着很大不同，但是这两种剪力墙在受力特点上却有许多共同之处。
（4）壁式框架。这一类剪力墙一般洞口尺寸都非常大，是这四种之中最大的，其墙肢线与连梁线的刚度也是非常相似的，这类受力墙的形变主要为剪切型，与框架结构有着很多相似之处，如受力特点等等。在大多数高层剪力墙结构建筑中，往往会在楼层中间部位出现反弯带你，其弯矩同也会产生突变。
二、剪力墙结构设计应遵循的原则
1.剪力墙连梁超限原则
在对剪力墙结构进行设计的过程中，应该确保连梁的跨高保持在2.5，如果其跨高不足2.5，剪力墙很容易发生弯矩现象，所以在进行结构设计的国策黄瓜泥中，要始终遵循剪力墙连梁的跨高要超过2.5的原则。如果遇到连梁跨高超过5时，则要将其看做成框架梁来进行设计，在跨高比处于5~6之间时，如果连梁的刚度没有减少，那么就非常容易出现弯矩或剪力超出范围值。所以在进行剪力墙结构设计时，要充分运用该原则，从而起到降低工程造假，赢得更多经济效益的目的。
2.层高与楼层间最大位移的调整原则
在建筑设计中，一般情况下都会将工作的重心放在解决楼层之间的扭曲与剪切变形之中。控制楼层剪切变形的是建筑中的竖向构件，一旦剪力墙结构设计不合理，导致竖向构件数量多，则会导致整个剪力墙的剪重比例大大增加，使得整个剪力墙设计达不到原有的功效，是一种不合理的设计，当竖向构件的数量多到一定程度时，就会对建筑物产生不利影响，会使得楼层之间产生扭曲变形的现象，这个扭曲变形的程度是跟剪重比例有关系的，剪重比过大时则会使得楼层之间位移困难。所以如果想要将楼层之间的位移调整到最佳状态，就应该相应的缩小并控制楼层间的扭曲，这就对层高与楼层间最大位移的调整工作提出了更高的要求。
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3.遵循以主轴为中心，想周围进行延伸的原则
再进行剪力墙结构设计的过程中，应该要保证主轴中心的原则，逐渐的向周围进行延伸，只有这样才能够使得各个方向上的剪力墙相互之间有关系，整体之间有连结，并且要同时避免出现拉通对直现象。为了更好的保障整栋建筑物的安全性与设计质量，尽量不要在单方向上设墙。在布置剪力墙时，要保障剪力墙均匀布置，数量相等，并不是随意的进行布置，剪力墙抗侧力的刚度大小都会影响到其整体性能的发挥。
三、剪力墙结构设计中容易发生的问题
在建筑工程项目的设计阶段，剪力墙设结构计是非常重要的一个环节，其设计水平的高低直接影响到了建筑物的质量与性能。所以在进行剪力墙结构设计的过程中，首先应该控制好剪力墙的侧向刚度，如果侧向刚度比较大，那么由于地震等因素带来的作用也会较大，那么就会使得整个建筑工程相对不合理，并且会大大增加工程造价。在设计抗震能力时，许多设计师们会将比较短的墙当作是结构边缘构建或束边构建，并基本将全部的纵向钢筋都集中均匀的分布在短墙构建之中，这是非常不合理的，使得轴周围的钢筋以及墙肢等不能够发挥原有的作用，所以纵向钢筋要向墙肢那端进行布置。同时还应该注意的是，墙肢的长度如果是超过墙体厚度的三倍时，要依据柱子相应的设计要求来对箍筋的数量进行计算。
四、剪力墙结构体系的特点
剪力墙作为现阶段建筑结构设计中不可缺少的组成部分，其自身有着非常独特的关键点。再设计的过程中，工作人员们慢慢的发现了剪力墙结构的更多优点，如承载力大、刚度大等。但是剪力墙也有着许多缺点，如平面外刚度小，并且剪切变形相对较大，再加上剪力墙自身的种类复杂多样，与洞口的联系又十分复杂，所以对其受力进行分析是十分繁琐的一件事，这些问题都在一定程度上制约力剪力墙结构在建筑设计中的有效发挥。
剪力墙结构有着很好的竖向承压以及水平承压能力，它的特点就是拥有很强的侧向刚度，并且其整体性非常的好，在水平作用力作用下只会产生较小的侧向位移，再加上在剪力墙结构设计中基本上柱子与梁是不会突出或是外露的，所以这对于追求室内空间大小以及室内空间形态的用户来说是非常希望看到的，更加方便房间内部的布置，但其缺点就是房间的跨度一般都很小，不能提供较大的空间。
通过对地震数据进行分析，我们不难看出，剪力墙结构的刚度越大，那么受到地震影响就越小，但是其刚度是有限的，不能够随心所欲的进行扩大。由于剪力墙结构有着诸多优点，所以其造假相对较高，在对其进行优化设计时要突出抗侧能力的优势，从最大程度上降低工程造价，这样才能提高剪力墙的信价比，使其功能得到更好的发挥。
五、优化剪力墙结构设计的措施
再进行设计时，应采取有效措施保障剪力墙结构的受力平衡。剪力墙结构拥有非常高的可靠度，其中的每一个构件都能够充分发挥自身作用，从而达到经济、实用的目的，所以在对剪力墙设计进行优化时首先要考虑安全性与造价，以它俩作为优化设计的出发点。另外为了更好的减少工程造价，可以减少含钢量，在保障设计要求的前提下发挥材料的最大作用。
建筑结构中的剪力墙结构应该有合理的平面设置，结构设计过程中要以主轴为中心，向主轴方向和四周展开布置。布置剪力墙的平面时，要严格遵守对称与均匀的原则，使建筑墙的每一面的质量中心与刚度中心重合，对每一面墙都应尽力做直拉通处理，从而降低剪力墙的扭曲程度。一定要控制好剪力墙结构的抗侧力刚度，让其保持在一定的范围之内，不能过大或过小，这样才能充分发挥剪力墙的抗侧力与承载能力，从而起到增大空间利用率的效果。
六、结束语
市场竞争日益激烈的今天，我们要不断提高自身的工作水平，提供工作效率，才能创造更大的价值，所以在进行剪力墙结构设计时，我们要遵循相关的设计原则，才能做出更好的结构设计，用更低的成本，建造出质量更好好的建筑物，达到设计的最优效果，为我国建筑行业发展提供助力。
参考文献：
[1]王燕.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].工程技术.2013.
[2]黄妙武.剪力墙结构设计在高层结构设计中的应用探讨[J].建筑科学.2014.
论文作者:张晨阳
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/26
标签：剪力墙论文; 刚度论文; 结构论文; 结构设计论文; 楼层论文; 弯矩论文; 开洞论文; 《基层建设》2017年5期论文;