摘要：剪力墙结构刚度大、抗震性能好、稳定性强，将其应用在建筑结构中，可以将承重墙和分隔墙合二为一，减少钢筋用量，施工成本低，其次，剪力墙结构简单，应用在室内不会出现露梁、露柱的情况，因此具有美观性。因此受到建筑开发商的青睐。本文主要分析了剪力墙结构的特点、分类、结构布置，以及剪力墙结构设计在建筑结构设计中的具体应用。
关键词：剪力墙结构；建筑结构设计；抗震性能
引言：
剪力墙结构主要承担地震或者风荷载造成的水平荷载，将剪力墙结构应用在建筑结构中，能够减少建筑墙体剪切破坏，确保建筑结构的安全性。剪力墙结构大部分都是使用钢筋混凝土材料，结构刚度大、抗震性能好、能够让建筑结构内墙更加平整、空间布局更加优化，因此受到建筑结构设计的青睐。但是剪力墙结构自重大，所以抗接侧刚度大，会造成上层建筑不稳定的情况，所以要合理布置剪力墙结构，确保建筑安全。
1剪力墙结构分类
按照墙体开洞以及洞口大小，剪力墙结构可以分成实体墙、有壁式剪力墙、多肢剪力墙、小开口剪力墙四类，这四类除了实体墙之外，其他三种都是开洞剪力墙，但是开洞的洞口大小不一样。实体墙的承重能力比较强，不会出现反弯或者突变的情况。有壁式剪力墙的墙体开洞面积非常大，墙肢线与墙体连梁线上的刚度和剪力墙接近，但是这种剪力墙在受力情况下很容易出现反弯或者突变。多肢剪力墙墙体的开洞面积比较大，并在洞口成列分布，这种剪力墙结构在任何情况下不会出现异常情况。小开口剪力墙墙体开口面积比较小，但是开洞面积偏大，容易受到外力变形，出现弯曲型，但是不会出现反弯现象，而且弯曲中心位置很容易出现突变的问题。
2剪力墙结构设计原则
剪力墙结构虽然整体性能比较好，但是由于结构自重大，地震发生受到震源的影响，很容易导致上层结构不稳定，因此剪力墙结构设计过程中，必须发挥其优势，降低其劣势。剪力墙结构设计的时候必须遵循以下原则：
2.1调整剪力墙结构最小剪力系数
建筑结构实施过程中，可以减少剪力墙的使用，这就能降低剪力墙的自重，提高剪力墙结构的承受荷载。在抗震设计的时候，可以用短肢剪力墙结构，建筑结构低端位置地震倾覆力距小于剪力墙底端位置总力距。因此在布置墙体的时候，要设置最大开间，提高结构倾向刚度。由于剪力墙结构在高层建筑中应用比较多，所以楼层之间要调整最小剪力系数，确保最小剪力系数大于建筑结构的标准值，降低建筑施工成本。
2.2调整剪力墙结构最大位移
建筑结构设计过程中，必须处理好楼层间的剪切变形和扭曲变形。处理剪力墙结构剪切弯曲，需要根据建筑结构的竖向构件，如果竖向构件的数量比较多，那么会增加剪切墙的剪重比例，导致楼层出现扭曲变形。一般情况下，剪切墙剪重比例越大，则楼层之间的扭曲变形越明显，所以，要控制好楼层之间的位移，减少楼层扭曲。
2.3调整连梁超限问题
剪力墙结构设计过程中，如果连梁的跨高不足2.5，剪力墙很容易出现弯矩。因此，剪力墙结构在设计的时候，剪力墙连梁跨高比大于2.5。但是跨高值越大，连梁跨度比在2.5以上，5以下，则需要布置成框架梁，如果跨比在5—6之间，则要按照相关规定对剪力墙进行合理的布置。
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2.4主轴为中心，并向四周延伸
剪力墙结构设计或者布置的时候，要以主轴为中心，并向四周延伸，从而使得建筑结构各个方向连接在一起，并避免出现对直问题。为了确保建筑工程质量，避免出现单方向有墙。剪力墙结构分布要均匀，避免剪力墙抗侧力刚度过大或者过小。
3剪力墙结构设计在建筑工程结构设计中的具体应用
3.1平面布置
剪力墙结构应用在建筑结构设计中，平面布置时，需要注意以下几个方面：第一，剪力墙结构平面布置的数量一致、对称均匀，并尽量确保质量中心与刚度重合，减少扭矩。第二，剪力墙结构应用过程中，要沿着主轴或者其他方向进行双向布置。第三，控制好剪力墙结构的抗侧刚度，抗侧刚度值必须在控制在一个合理的数值范围，这样才能提高剪力墙承重能力，提高房屋内部的空间利用率。在设计过程中，对剪力墙结构的数量和刚度分析，从而判断剪力墙结构布置数量。其具体公式为T=（0.05-0.06）n,其中公式中的表示层数。如果T1计算结构比T2小，那就说明剪力墙数量太多，要减少剪力墙结构的布置数量和开孔洞，降低剪力墙的刚度。如果T2比较大，那么说明剪力墙数量比较少，需要增加剪力墙结构的数量。只有经过科学的计算，才能确保平面布置的合理性。剪力墙是一个平面结构结构，不但要承担水平应力和弯矩，而且还要承担竖向压力，因此必须满足剪力墙结构的弹性要求。
3.2剪力墙大肢体处理在建筑结构设计中的应用
剪力墙结构具有一定的延性，剪力墙结构的宽高比小于2时，剪力墙的延性最好，很容易出现弯曲破坏，从而导致剪力墙受到剪切力破坏。如果剪力墙比较长，那么剪力墙每一个长墙都可以作为独立的墙段，需要对长墙进行开洞分割处理，减少墙段弯曲变形裂缝，充分发挥钢筋混凝土结构的作用。剪力墙结构在设计过程中，需要考虑到结构的延性，避免出现弯曲变形情况。剪力墙结构在设计过程中，在满足建筑结构荷载的情况下，对剪力墙结构进行分层设计，保持剪力墙结构的均匀独立性，从而提高墙体结构的承能够载力。如果剪力墙结构弯曲变形裂缝宽度比较小，则可以充分利用配筋进行约束。如果剪力墙结构的墙肢超过了8米，那么可以采用施工钳与开计算洞的方式进行处理。剪力墙的门洞必须精确计算，以免建筑结构中出现某一个薄弱环节，地震发生时，薄弱环节首先受到冲击，从而影响整个建筑结构的安全性和稳定性。土方工程施工过程中，要在施工墙体内有了一定的孔洞，并对墙肢进行分解。同时在计算的时候设置墙上有孔洞，则在施工阶段为混凝土墙，所以需对墙角配筋，以满足建筑荷载要求。
3.3结构设计中的墙体配筋
为了确保建筑结构的安全性与工程建设的经济性，剪力墙结构设计中必须控制好剪力墙的配筋数量。由于剪力墙的面积比较大，所以整个建筑都需要使用剪力墙。剪力墙的配筋一般是将竖向钢筋布置在结构内侧，并把横向的钢筋布置在外侧。剪力墙配筋要满足建筑最小配筋率的要求。如果使用双向钢筋网片则可以节省墙体的配筋。根据《民用建筑设计规范》非抗震设计和四级抗震设计要求，普通剪力墙的水平方向和互相配筋率大于0.2%。如果建筑工程的设计水平为一级、二级、三级抗震要求，那么建筑工程配筋率小于0.25%。
结束语：
近年来，我国建筑行业快速发展成为国民经济的支柱产业，剪力墙结构抗震性能好、安全性高、施工成本低、空间利用率高等特点，因此在建筑领域广泛应用。但是剪力墙结构在设计过程中遇到不少问题，一定程度上制约了剪力墙结构的发展。因此在设计过程中，要按照剪力墙设计原则，发挥剪力墙的优势，从而保证建筑结构的安全性与稳定性。
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论文作者:贾惠明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/20
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 建筑论文; 墙体论文; 《建筑学研究前沿》2017年第17期论文;