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摘要：我国国民经济持续增长，推动了居民对住宅建设的需求，也对建筑结构设计水平提出了更高的要求。剪力墙结构设计因为具有抗震、抗侧刚性等优势而被广泛应用于当前的高层建筑结构设计中。本文在概述剪力墙结构设计的基础上，结合实践阐述了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用的原则，并分析探讨了在建筑结构设计中应用剪力墙结构设计的优化策略。
关键词：剪力墙结构；建筑结构设计；应用原则；优化策略
我国国民经济持续增长，推动了居民对住宅建设的需求，如今，高楼大厦正随着我国城镇化建设的号角如雨后春笋一般在城镇大量涌现。剪力墙结构设计不但能够有效提高建筑的质量，而且对于改善建筑结构的美观方面也有不俗的表现，较好地满足了建筑创新、安全和人性化的需求，因而已经广泛地被应用于建筑结构设计。
一、剪力墙结构设计的基本内涵
剪力墙俗称为抗震墙或结构墙，它的主要作用在于抵抗各种荷载，对整个建筑的上层结构起到支撑作用。所谓剪力墙结构设计，指的是将传统的用梁柱承担荷载改为由钢筋混泥土板来承担荷载以实现对水平力作用的有效控制的一种方法。钢筋混凝土板可以有效承受竖向压力与横向结构剪力，这样的结构统称为剪力墙结构。
剪力墙结构具有明显的优势和特点，主要表现为：抗剪、抗弯和抗侧刚度强，在水平荷载作用下侧移小，承载力容易满足，在地震发生时可以充分吸收地震力，起到降低地震对建筑破坏的作用；此外，还因为梁和柱都不外露，使得墙面更平整美观。依据剪力墙开洞的情况对剪力墙的结构进行分类，一般可以分为实体墙、整体小开口剪力墙、壁式框架剪力墙以及双肢或者多肢剪力墙等几种。不同种类的剪力墙受力特点各异，因而，建筑设计人员在设计过程中必须结合建筑结构的具体情况，才能发挥剪力墙的作用和价值。
二、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用的原则
剪力墙结构设计因为有诸多优势，因而受到建筑设计师们的青睐。但是，剪力墙结构在建筑结构设计中的应用，也不可滥用和乱用，必须遵循一定的原则，方可收到预期的效果。
1、剪力墙结构设计的数量要合理
剪力墙结构设计因为优势明显而被广泛应用，很多建筑工程师在具体的建筑结构设计过程中，对于剪力墙结构的布置和截面设计通常只是凭借经验来完成，而缺乏针对具体建筑物的设计来开展创新设计的意识，因而往往出现剪力墙结构设计过多的状况，一方面使剪力墙结构的承载能力不能得到充分有效的发挥，另一方面则会提高工程造价，造成浪费。所以，进行合理数量的剪力墙结构设计，不仅具有很总要的理论意义，同时也有突出的工程实践意义。
2、剪力墙结构设计的布置要均匀对称
剪力墙是高层建筑结构的核心主体框架，在建筑结构设计中，它的布置不能随意分布，而需讲究均匀和对称。实践中常常出现由于剪力墙布置不均匀导致的建筑主体沉降不匀的问题，因而，在为建筑物设计了合理数量剪力墙片数之后，需要将其均匀地布置在相应的部位，才能确保墙面的刚度和韧性。否则，剪力墙的抗侧力刚度不合适，就会大大降低剪力墙的性能发挥。
3、剪力墙连梁的跨高超限要适度
剪力墙结构设计中，连梁的跨高比一般要超过2.5才是合理的，假使连梁跨高比小于2.5，剪力墙就可能发生弯曲的现象，即形成弯曲深梁。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然而，连梁的跨高比也并非没有上限，一旦比值超过合理范围，剪力墙的结构也会出现异常。连梁跨高比大于5时，一般按照框架梁来设计，配筋较大，梁刚度不折减，这样难以实现连梁的先于剪力墙发生破坏的要求，因而，在设计剪力墙结构时，应当根据建筑的需要，合理地调整连梁的超限状况，才能确保结构的合理。
4、剪力墙结构设计以主轴为中心，向周围延伸
为了使分散布置于各方的剪力墙最大限度地连接，剪力墙就应当设计为以主轴为中心，向周围延伸的结构，同时还应当尽力不要使其出现拉通对直的现象。从建筑安全可靠性的角度出发，更应该要突杜绝单方向有墙现象的出现，以保证各个方向的抗震性能。
5、剪力墙结构设计要能够发挥整体功能
剪力墙凭借具有抗震、减灾和提高建筑结构整体的稳定性等功能，被广泛应用于高层建筑结构中。在具体的设计过程中，除了要体现出简单、规范和易操作的设计理念之外，更需要详细地分析、设计各个结构的受力状况，尽可能地使各个结构的受力均衡，避免在受到地震等地质灾害时因为剪力墙设计不合理而导致楼房垮塌。
为了实现剪力墙整体结构功能的发挥，设计过程中还需要控制好每一个局部结构的质量，避免局部结构存在结构脆弱或承力能力不够的问题。解决这一问题的最有效方法，就是在具体的设计过程中，要广泛研究和借鉴科学理论研究成果，以行业技术规范为指引，准确分析出建筑整体结构中可能存在脆弱问题的局部结构---例如底部加强区、转换层等，有针对性地改善设计方案，使剪力墙的整体功能得到充分的发挥。
三、在建筑结构设计中应用剪力墙结构设计的优化策略
1、科学计算，实践验证，优化设计
牢固、安全与稳定，是对建筑整体结构的总要求，科学的计算，是优化建筑结构中剪力墙设计方案的理论基础。理论上剪力墙的形状通常需要设计成高而狭窄，以发挥剪力墙在受弯时的延展性能，低而宽的剪力墙由于自身的脆弱性，几乎不可能发挥抗震的作用。
实践中，为了使剪力墙的长度和宽度更加科学合理，首先必须对其进行精确计算。在信息技术异常发达的今天，这一计算工作可以借助信息技术设备来辅助完成。当然，为了使计算更准确和全面和可靠，其中许多环节比如设计、一些实际生产的操作等等，仍然离不开人工的参与。其次，还要对某些构件的精准计算，运用结构试验方法进行科学的检查和验证，以确保建筑结构的设计更能获得理想的效果。如对常见的边缘结构设计的计算结果表明：在墙肢截面两侧装配翼缘可以使其延展性得到全面提升，但是，通过结构试验得出的结论却与之完全不同，因而，在建筑结构设计中进行具体的剪力墙结构设计时，必须要理论与实践检验并重，才能真正优化设计的方案。
2、优选承重构件，优化设计
剪力墙结构的设计以基础方案的设计为依据，因此，首先要实地考察建筑物地基的水文状况和地质条件等，规划设计出高质量的基础方案。基础方案一旦确定下来，建筑设计工程师就需要以此作为实际需要，根据相关的行业规定和参数指标来选择承重构件，以达到保证建筑主体结构质量稳定性、安全的目标。要优化剪力墙的承重构件，关键是要优化剪力墙墙体自身的配筋率。做到这一点，需要设计师严格遵守我国现阶段制定的相关制度和标准，比如，我国规定了剪力墙的抗震等级分为一、二、三三个等级，要求竖向和水平横向的配筋率最小要达到0.25%。设计人员在具体设计过程中，一定要严格执行这一标准，并根据实际需要，相应提高配筋率，并且选择工艺参数合格的钢筋材料，确保整体设计方案的优化。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的广泛应用，已经在提高建筑工程质量和降低建筑工程成本等方面发挥了极为重要的作用。当前我国建筑领域正在朝着提高土地利用率的趋势发展，必将在广大城镇涌现出更多的高层建筑，剪力墙结构设计也将继续为之做出更多的贡献。但是，剪力墙结构的应用，必须以设计得当为前提条件，这就要求建筑工程设计人员要不断开拓和创新，进行合理设计，才能充分发挥剪力墙结构设计的优势，满足人们日益提高的对于建筑设计的需要。
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论文作者:黄三贤
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/8
标签：剪力墙论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 荷载论文; 过程中论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;