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摘要：在建筑的设计当中，剪力墙的结构设计是非常重要的一个部分，相关单位要着力做好这项工作，提高建筑的抗震功能，保证建筑的质量，从而为人们的正常居住打下坚实的基础，防止安全隐患的发生。本文对于剪力墙在民用建筑结构设计中的技术要点进行了分析，希望为以后的具体工作起到实际的参考作用。
关键词：剪力墙，建筑质量，钢筋，水平荷载
建筑结构设计是我国建筑行业当中非常重要的一个部分，也是涉及到建筑质量的关键。在建筑结构设计当中，剪力墙是关键的部分，对于保持建筑稳定，防风防震都有重要的作用，如果没有设计好剪力墙，将对使用者造成极大的安全隐患。所以说，剪力墙的结构设计是非常重要的。本文着力分析了剪力墙结构在建筑结构设计中的应用。
1、剪力墙的相关概述
剪力墙，又被称作抗震墙、抗风墙，或者是结构墙。从名称当中我们就可以明确的看出，剪力墙是事关建筑质量高低的关键。房屋或者是建筑物中主要用来承受风荷载或者是地震作用所引起的水平荷载和竖向荷载（重力）的就是剪力墙，同时，也可以防止结构剪切破坏。剪力墙是否坚固对于建筑物来说是非常重要的，所以，一般是用钢筋混凝土做成，以达到对墙体的加固作用。一般说来，剪力墙可以分为平面剪力墙和筒体剪力墙。这两种剪力墙各有特点，在楼体当中都是非常重要的。其中，平面剪力墙主要用于钢筋混凝土的框架结构、升板结构和无梁楼盖体系当中，能够有效的提高墙体结构的强度和刚度，同时，对于抗倒塌能力的提高也有一定的作用。筒体剪力墙一般用在高层的建筑和高耸的结构当中，在目前建筑行业应用是非常广泛的，一般是由楼梯间、电梯间和辅助用房的隔墙围成，筒壁均为现浇钢筋混凝土的墙体，刚度和强度都非常高，可以承受很大的水平荷载，从而对墙体整体质量的提高起到非常重要的作用。剪力墙的结构特点主要包括以下几个方面。第一，结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾；第二，墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置；第三，能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案简单。
2、剪力墙设计需遵循的原则
在剪力墙的设计当中，我们需要遵循一些原则，包括对墙体进行受力分析、平面内搭接以及调整超限等等，每一个环节都是我们所必须做好的。第一，对墙体进行受力分析，这是进行剪力墙设计的第一步。在建筑的设计当中，每一面墙所涉及到的力都是非常多的，剪力墙更是这样，所以，我们在进行剪力墙设计的时候，就必须先分析好其受力的情况，从而在建设完成后保证剪力墙的质量和使用的效果。第二，平面内搭接。通常情况下，墙体在同一个平面内的承载力和刚度是相对较大的，剪力墙也是如此。剪力墙也是其自身特点所决定的，与此同时，在平面外，刚度和承载力就要相对较小了。
在这种情况下，是容易产生平面外弯矩的，主要是由于剪力墙连接了平面外梁体，这是一个比较大的安全隐患，因为在一般的建筑工程当中，是不会对剪力墙的承载力和平面外刚度等参数进行测算的，这样，墙体的受力情况就会不准确。从这一点来看，相关单位和人员在设计剪力墙的时候，一定不能将平面外连接设计进去，在特殊的情况下，如果确实无法避免平面外连接，就必须要进行剪力墙的加固措施，从而确保剪力墙的安全，防止出现问题。第三，调整超限。连梁是调整超限原则的主体，从参数上来看，跨高一般来说是要大于2．5的，这样的设定相对比较安全，超限的情况不会发生，同时，也能够防止出现弯矩，而如果跨高比过大，超过了5，在剪力墙的设计过程当中，就必须按照框架梁的标准进行，坚决避免对其的刚度进行折减。如果跨高比的数值超过5，但不超过6，在剪力墙的设计过程当中，要切实把握好这些原则，从而避免安全隐患。同时，也能够进一步的帮助企业降低生产和经营的成本，也就等于提高了利润，对于企业的发展是非常有帮助的。
3、工程实例
3.1、工程概况
某住宅楼总建筑面积为5011m2，建筑长44m，宽12m，高31m。建筑地上10层，地下1层，除地上1层高4m外，其它地上层层高均为3m，地下1层层高为3.9m。本建筑抗震设防烈度为VIII度，设计地震加速度0.2g；剪力墙结构抗震等级为二级，安全等级为二级；建筑场地土类别为II类，不存在液化与湿陷型土。
3.2、结构计算
3.2.1、自振周期建筑剪力墙结构自振周期如表1所示。
在综合分析的基础上，决定不同时改变混凝土结构强度等级与构件的截面尺寸。为保障建筑安全，混凝土结构的强度等级需要从下至上依次递减，一方面是基于承载能力方面的考虑，另一方面是兼顾到混凝土结构特有的渐变特性，优化后结构布置如图2所示。
3.4、优化对比
3.4.1、楼层侧向位移刚度是高层建筑剪力墙结构重要内容之一，对优化设计前后的刚度值进行对比。在合理的优化设计下，不仅不会对质量安全造成影响，还能有效节省施工材料；
3.4.2、根据民用建筑的现行设计规范，对优化设计前后的楼层位移角实施对比。通过对比可以得出，优化设计对于楼层位移角的改善是十分明显的，在满足各项规范要求的基础上，更好的确保结构稳定性；
3.4.3、周期比对比，通过合理性判断，优化设计后的结构自振周期合理，不会对结构稳定性造成负面影响。
3.4.4、剪力墙结构优化后刚度分布均匀，位移角与位移比增加，在对结构布置与墙肢长度进行调整时，将底层轴压比确定为0.50以内，使结构发挥良好承载力与刚度，且优化后成本明显降低。
4、剪力墙结构用料
4.1、混凝土钢筋混凝土是最常用的剪力墙材料。在剪力墙结构优化设计以后，混凝土实际用量并未减少，产生这一现象的原因为：优化设计减少了小墙肢与短墙肢数量，使得混凝土实际用量增加；由于优化设计过程中需要对材料整体力学性能进行综合分析，因此部分混凝土结构的承载能力会通过对钢筋材料的性能分析实现转嫁，这样一来会限制优化设计所能发挥的作用，混凝土用量反增不减。
4.2、钢筋除混凝土外，钢筋也是十分必要的结构材料，在剪力墙结构优化设计后，钢筋用量大幅减少，产生这一现象的原因为：箍筋与沿水平方向分布的钢筋合并，直接减少钢筋的实际用量，降低用于钢筋购进和加工等方面的费用；材料的物理力学性能将得到充分发挥。结构的优化设计十分注重各个细节，这使得类似于边角处理等部分的处理不再单一依靠钢筋，所以可在很大程度上降低钢筋用量。
结束语
确定了长度与厚度的数值选取方法，从合理定位、平面布置、墙肢截面厚度、边缘构件设计等方面，分析了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用，从而保证建筑的质量。
参考文献
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论文作者:邹晓帆
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/11
标签：剪力墙论文; 结构论文; 建筑论文; 刚度论文; 结构设计论文; 平面论文; 钢筋论文; 《基层建设》2017年第26期论文;