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摘要：国家经济的不断发展，为人们带来富裕的生活，随着人们对生活质量提出更高的要求，越来越多的人们向转向城市发展，带动着城市化建设的进程不断加快，建筑的增多，建筑企业的竞争力不断加大，各种建设技术不断发展完善。在此背景下，剪力墙设计这一保证建筑质量的建筑工程结构不断被应用于各大建筑中，并得到了巨大的成效，基于此，本文以剪力墙结构设计在建筑结构设计中的实际应用进行探讨，为相关工作者提供参考。
关键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；实践应用
1剪力墙结构设计概述
1.1剪力墙结构概述
因剪力墙在风荷载和抗震方面极具优越性，可将其称为抗风墙或者抗震墙。城市化背景下，高层建筑数量日益增多，结构设计中，选用部分墙体进行剪力墙设计。如果剪力墙应用比较多，需要进行筒体布置，以有效抵抗水平力。抗震设计过程中，墙体承受的第一振型底部地震倾覆力矩不超过结构总底部地震倾覆力矩的一半。当墙体比较少，墙体承受的第一振型底部地震倾覆力矩不超过结构总底部地震倾覆力矩的15～40%。
1.2剪力墙结构设计原则
1.2.1剪力墙的平面布置
剪力墙平面布置的时候，宜简单、规则，质量、刚度和承载力分布宜均匀。除平面均匀外，剪力墙的竖向布置也应该规则、均匀，侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化。厚度也应沿高度均匀变化，厚度取值根据层高确定，应尽量在结构底部设置较厚剪力墙。剪力墙不宜过长，墙段长度不宜大于8m。
1.2.2剪力墙的洞口设置
剪力墙的洞口设置宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。抗震设计时，底部加强区不宜采用上下洞口不对齐的错洞墙，全高均不宜采用洞口局部重叠室外叠合错洞墙。其中跨高比不小于5的连梁宜按框架梁设计。
1.2.3剪力墙的构造措施
抗震构造措施是施工图阶段必须满足的部分，应充分重视。剪力墙两端和洞口两侧应设置边缘构件，一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于高规规定的限值时，应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件，且约束边缘构件应伸至计算嵌固端，除此之外，剪力墙应按规范设置构造边缘构件。
2剪力墙的设计原理
2.1楼层之间遵循最小剪力系数调整原则
楼层之间遵循最小剪力系数的调整原则，是剪力墙结构设计中最基本的一项原则，因为现代化的建筑要求其抗震性能够更强，在建筑实际施工中，就会通过减轻房屋以及结构本身的重量来实现这一点，因此减少剪力墙的数量是比较直观的一种方法，而为了不影响剪力墙本身的作用，一般情况下会有一个临界值，即在短肢剪力墙承受的第一真幸福底部地震倾覆力能够占整体倾覆力的40%以内。在这样的基础上进行剪力墙的大开间处理，对于侧向刚度就会有更好的掌控。有效的控制楼层之间的最小剪力系数，因为减少了剪力墙的数量，从而减低了建筑工程中的成本，为建筑工程带来更大的收益。
2.2楼层之间的最大位移以及楼层高度之间必要比例的调整原则
其实常见的建筑结构设计中，重点在于楼层之间的变形处理（扭转变形、剪切变形）。剪切变形与扭转变形之间是存在一定的关系的，首先施工人员为了控制剪切变形，就会大量的增加竖向构件，而竖向构建是剪力墙中的重要组成部分，增加竖向构件无疑使得建筑中剪力墙的结构增加，直接导致剪力墙重量过大增强了建筑扭转变形的概率，建筑的各个楼层之间也会更加容易出现位移的现象，使得建筑的质量得不到保障，因此在建造剪力墙的时候，一定要注意剪力墙给各个楼层之间的位移以及高度比例造成的影响，控制好其中的比例是十分重要的。
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2.3剪力墙连梁超限调整原则
剪力墙结构的连梁跨高也应该有一定的比值，因为经过实际研究可以发现剪力墙的跨高比过小的情况下，就容易导致剪力以及弯矩的实际数值超出限额值，对于剪力墙结构会有较大的影响。比如当剪力墙的连梁跨高比在5~6之间时，并且剪力连梁的刚度能够始终保持不变，剪力墙的剪力以及弯矩极有可能出现超出限额的情况，会影响整个建筑的质量，在这种剪力墙连梁跨度比超过5的时候，就应该使用壁式框架的剪力墙结构设计。总而言之所有的设计原则主要的目的就是在保证建筑工程质量的同时，尽可能的降低建筑工程的成本，使得带来更多的收益。
3剪力墙结构设计在建筑结构设计中的实践应用
3.1剪力墙应用的实际案例
为推进我国建筑的工业化发展，经建设单位申请，某省在建筑某项目时经上级批准，将此项目作为实行剪力墙设计的试点工程。如今该项目已经竣工。该项目占地面积达16532.2m2，建筑面积为56410m2，容积率为3.40，住宅建筑面积为52073m2，商业建筑面积为2283m2，在建筑中预制三栋超高层住宅装备剪力墙结构，建筑层数达38层，房屋总高度108m，建筑抗震标准为标准设防，抗震烈度7级。在整体建筑中，剪力墙虽耗费较多，设计时对施工人员技术要求较高，然整体而言，剪力墙设计在很大程度上降低了工程的造价，提高了建筑的质量，由此可见，剪力墙设计的优势所在。
3.2剪力墙优化设计方案
剪力墙因其自重缘故，在一定意义上提高了建筑整体结构的平衡，提高可建筑抗震作用。因此，在剪力墙设计过程中，设计师应充分发挥剪力墙的重要作用，节约施工成本。在剪力墙结构设计中，设计师应保证在与实际施工状况相结合的情况下，利用先进的科学技术进行合理的设计布局，有效发挥剪力墙的结构特点。除此外，设计人员可采用与剪力墙相匹配的施工原料进行施工，节约工程造价，减低施工整体成本。在剪力墙结构的实际施工中，若是剪力墙的长度较长，则施工人员可对其进行截段处理，注意：在进行截段处理之时，施工人员需要保障各截段之间的长度一致，并设置相应洞口。
3.3剪力墙结构的合理定位
在剪力墙结构应用过程中，施工单位应加强对剪力墙的定位工作，以此保证剪力墙结构的合理设置。在剪力墙定位期间，施工人员需要以均匀、对称的原则进行合理操作，以此实现墙面结构刚度中心与质量中心的重合，保证扭矩状况发生时能及时避开。另外，在内外剪力墙进行定位的过程中，需要施工人员尽可能对剪力墙进行拉通与对直工作，以此推动后续工程的建设。
3.4剪力墙结构的平面布局设置
在剪力墙合理定位之后，施工人员即可进行剪力墙的平面布置。与剪力墙合理布局相同的是，剪力墙结构的平面布局设置亦需要遵循均匀、对称的原则，并对剪力墙进行拉通、对直，以此减低不均衡的作用力，提高墙体的平衡度。此外，在剪力墙的抗震设计中，为保证抗震的最大效果，施工人员应尽可能的避免单向墙的设计。
3.5剪力墙结构墙体的配筋控制
在进行剪力墙的结构设计中，施工人员应以整个建筑的结构设计的安全与质量为整个建筑的重点环节，以此提高建筑的整体效益。在剪力墙设计之时，其设计的质量不仅关系着墙体的建筑质量，更与墙体内部的钢筋设置关系紧密，可以说，墙体内部的配筋率，与剪力墙的质量密切相关。通常情况下，墙体配置的竖向钢筋多设置在剪力墙内部，以此提高剪力墙的质量，进而提高建筑整体结构的质量。
4结语
现阶段，剪力墙结构在建筑结构设计中有着十分广泛的应用，尤其是对于高层、超高层建筑结构而言，剪力墙结构设计具有是十分重要的意义与价值，其在建筑设计工程领域中占据着十分重要的地位。随着高层建筑的不断发展，在建筑设计中，对建筑物结构的创新、应用以及安全性要求越来越高，对于建筑工程师而言是一个重要的研究课题，同时也是推动建筑结构设计的关键。在如此时代背景下，剪力墙结构在整个工程项目中受到了高度重视与广泛的关注。
参考文献
[1]李汗珠.建筑工程结构设计中的剪力墙设计分析[J].江西建材,2015,(02):42.
[2]卢赫晋.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].门窗,2014,(01):190.
论文作者:曹明,张晓龙
论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/2
标签：剪力墙论文; 建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 墙体论文; 剪力论文; 质量论文; 《防护工程》2017年第28期论文;