摘要：为了满足人们对建筑工程质量和应用功能的具体需求，要不断优化建筑结构，在建筑结构中合理应用剪力墙结构，能够提升建筑墙体的应用效率以及施工质量，满足现代化建筑行业在设具体发展过程中的实际需求。剪力墙结构在实际应用过程中，具有不错的抗震能力，同时还具有用钢量小等特点，因此得到了广泛应用，但是其在设计过程中存在对应问题，因此，加强对该项内容的探讨是必要的。本文根据笔者工作实践，对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的运用进行了分析和探讨。
关键词：剪力墙；结构；设计；建筑
一、剪力墙结构在应用过程中的优点
剪力墙又名抗风墙、抗震墙、结构墙，主要是在房屋等建筑物中承担风荷载及地震作用而导致的水平与竖向荷载的墙体。在建筑工程中合理应用剪力墙结构，可以减少工程在建设过程中钢的应用量，同时也可以降低工程的整体成本。剪力墙本身具有不错的整体性，具有良好的刚度、抵抗不同类型的荷载，特别是在水平方向的荷载。将剪力墙应用到高层建筑住宅中，可以通过合理的方式将建筑物内部的分隔墙与承重墙两者结合，扩大建筑物内部的具体空间大小，一方面可以提高建筑的安全性，另一方面也可以提高建筑的美观性。从材料类型角度划分，由不同材料建造的剪力墙，其结构设计也存在显著的差异。剪力墙的防风性与抗震性对于现如今的高层建筑设计发挥了重要作用，尤其针对地质灾害频发的部分地域具有显著的应用优势与实用价值。在当前建筑结构设计领域中，剪力墙具有施工要求高、材料需求量大以及造价高等特点，因此还需在工程前期进行剪力墙结构的优化设计，最大限度提升工程项目的经济性与实用性。
二、合理设计剪力墙结构以及优化计算的措施
（一）优化剪力墙结构设计
剪力墙结构中，剪力墙通常都沿着主轴，或者其它方向采取双向布置，通过该布置方式，能够在建筑结构中形成具有一定空间结构，同时，抗震结构设计的剪力墙，要避免单一布置剪力墙，并且应当确保剪力墙的两个受力方向的抗侧刚度大小相接近，从而保证其具有良好的性能。大量的工程实践经验表明，剪力墙都具有不错的承载力和抗侧刚度，因此，为了实现对剪力墙结构的合理应用，应当在条件允许的情况下，尽量减少剪力墙结构自身的重量，并且要使剪力墙之前要保持一定的距离，从而确保结构在侧向上具有的刚度能够满足建筑的应用需求。针对建筑结构中较长的剪力墙，应当进行洞口开设，并且要分成多个长度相等的墙面，采用弱梁完成墙段连接，独立墙段和截面高度比例不得小于 2，避免剪力墙在应用过程中发生脆性剪切破坏。进行抗震结构设计时，洞口之间或洞口与墙边之间会形成小墙肢，要确保其厚度与高度之间的比值小于 4。
（二）优化剪力墙结构设计的合理措施
针对多地震区域来说，在计算楼层之间的最大位移时，应当将楼间弯曲变形作为主要依据，将其作为扭转变形，可以不对结构的整体弯曲变形进行扣除。由此可见，针对高层建筑来说，应当尽量将扭转变形控制在最小，但是，也不可以盲目提高结构中竖向构件的实际强度。但是，在建筑工程结构设计过程中，一些设计师看某一个方向的层间位移大小难以满足相应的规范要求时，就会不断提高该方向的侧向刚度，但是，需要注意的是，若减重过大，则无法减小另一侧结构刚度，同时，减小减重比，也可以减小地震作用带来的影响，从而使结构的性能能够达到期望要求。剪力墙结构设计对于建筑结构的稳定性起到了直接的影响作用，从受力角度出发主要分为壁式框架剪力墙、小开口剪力墙等类型，既要发挥承重功能，也要确保水平方向的均匀承载力，因此相较于普通墙体来说对于建筑材料、施工技术、工程造价等提出了更高的要求。
三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的具体运用
以 A 地某高层工程为实例，该建筑的总层数为24层，地上结构与地下结构分别为21层和3层，建筑的总体高度为73m，建筑的长宽比为3：2、高宽比为7：2，在建筑结构设计中运用了剪力墙结构。
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（一）平面布置与结构定位
从平面布置角度出发，其借助钢筋混凝土墙承担竖向与水平的荷载，因而其在方向上的布置应当沿平面主轴线方向进行延伸，为确保质量与刚度的中心点趋于一致，还应当注重平面布置的对称性，有效消解扭矩作用。在考虑剪力墙结构的抗震性能的基础上，还应当规避单向平面布置，最大限度提升剪力墙的抗震实效。具体来说，针对矩形、L 型以及 T 字型的平面，应当沿两个主轴方向进行平面布置；针对正多边形以及圆形平面，则应当采取径向或环向的方法完成平面布置。从定位角度出发，鉴于建筑结构设计对于剪力墙的结构延展性提出了明确要求，因此应当着力确保结构的整体性，提高具体施工力度。需要注意的是，在剪力墙结构设计的过程中常出现墙体过长的问题，加大了整体结构产生弯曲的可能，进一步导致脆性破坏问题的出现。因此，在针对墙体长度要求较大的剪力墙进行设计时，应当确保其承载力符合结构设计要求，进而展开分层间隔式设计，将墙体均匀分割为细小、独立的多个墙段进行独立设计，从而在整体上有效提高剪力墙结构的承载力。
（二）墙体配筋控制
由于剪力墙面积广、数量大，因此从结构安全性与成本经济性角度出发，应当着重加强墙体配筋控制，节约工程成本。具体来说，应当将竖向钢筋置于墙体的内侧位置，将水平钢筋置于墙体的外侧，依据严格计算标准进行最小配筋率的设定。倘若采用双向钢筋网片，则需将迎水面保护层的厚度控制在0.03m，从而最大限度实现墙体配筋的有效节约。
（三）转向空间结构设计
在剪力墙的承重结构设计中，其利用横向承重板与纵向承重板进行交错排布，完成承重系统的构建。要想切实优化其转向结构，应当沿主轴方向进行双向结构设置，确保承重结构的内部形成一定空间，进而从两个方向出发实现重量承载，确保二者的强度保持一致，进而最大限度优化剪力墙的空间结构设计。同时，还可以充分利用剪力墙的侧向刚度进行结构设计，优化结构材料的科学选择，确保降低墙体的自重、扩大内部空间，进而借助侧向刚度的提高实现稳定性的增强。
（四）连梁结构设计
连梁结构的设计对于剪力墙结构发挥着重要影响，应确保二者与墙体之间保持平衡、协调，有效巩固剪力墙的刚度，也有助于强化剪力墙与墙肢的连接密度。在具体设计的过程中，应当借助相应设计工具与计算系统，强化建筑工程内部各结构的参数设计，确保数据的精确性，并适当针对连梁的刚度进行折减，将折减度控制在0.5-1之间。
（五）墙身设计与大墙肢处理
鉴于该工程的剪力墙结构中主要包含竖向与水平向两种钢筋，拟采用定量分析法应用于剪力墙结构设计，针对正截面的抗弯承载力与斜截面中的抗剪承载力进行验算，提升结构设计的科学性与实用性。还应当再次细化配筋设计，以工程建设过程中所提出的抗震需求作为参照，针对1-3级抗震设计，应确保配筋率大于0.25%；针对4级抗震设计与1级非抗震设计，则应确保配筋率大于0.2%。此外，应将钢筋的尺寸大小与间距进行合理调控，确保水平钢筋与竖向钢筋之间的间距保持在0.3m 左右，钢筋的直径应大于0.8cm。与此同时，还应当针对超过8m 的墙肢进行细化处理，既可以在施工的过程中在墙上留出足够的孔洞，当完工后添加填充墙，分割出短墙肢，也可以利用开计算洞的方式，提高小墙肢的配筋能力。
四、结语
建筑结构设计中，剪力墙结构设计对建筑工程的合理、经济等各项内容都会产生直接影响。因此，在布置剪力墙时，要在明确剪力墙结构在实际应用过程中的优缺点，严格的依据剪力墙的布置原则进行布置，提高行布置的合理性。
参考文献：
[1]于毅.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].绿色环保建材，2018（04）：95.
[2]张磊.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用探讨[J].建材与装饰，2016（36）：73-74.
[3]李捍文.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用，2012（09）：164.
论文作者:陈维军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/22
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