摘要：高层建筑于现代化城市建设当中占据很大优势，其能使现代化建设下住房问题得到有效缓解，与此同时，还能够使企业运营当中成本降低。高层建筑结构剪力墙设计能够提高建筑的稳定性以及安全性。本文对建筑结构剪力墙设计进行了探讨。
关键词：建筑结构；剪力墙设计；优化
1 剪力墙结构概述及其分类
1.1 剪力墙结构概述
在建筑工程中，一般情况下可以根据墙体的受力状态将其分为承重墙和剪力墙，承重墙承受的是墙体竖直方向上的力，剪力墙承受的则是墙体水平方向上的力。剪力墙也被称为抗震墙、挡风墙，因其可以起到抗震挡风的作用。剪力墙结构常常应用在现代城市建筑中，建筑剪力墙结构是建筑工程建设施工必不可少的梁柱框架，剪力墙结构的主要组成是钢筋混凝土材料，它起到承受建筑重量，建设基础参考基础和规范施工大体轮廓的作用。其比较水平，在保证建筑质量和建筑空间的宽广的基础上，灵活规划采用方案，建造不同数量不同排位的梁柱。剪力墙消耗的钢筋数量小，整体性较好，建筑剪力墙结构由于其只身的方便灵活以及它的安全稳定等优良特点被广泛认可。
1.2 剪力墙分类
根据剪力墙是否开动，开洞大小、多少以及排列方式可以对其进行以下分类：（1）实体墙，实体墙一般只有很少数的开洞甚至有些没有开洞，所有，它的洞口数可以忽略不计；（2）开口较小的剪力窗，门窗洞口的尺寸大于实体墙的尺寸并且强肢中有局部弯矩，当门窗洞口的面积之和不超过剪力墙侧面积的15%，且洞口间净距、孔洞至墙边的净距大于洞口长边尺寸；（3）多肢剪力窗，其洞口有成列分布的现象，且洞口面积较大；（4）连肢墙的洞口若开的更大一点，连梁的刚度变得相对较强，强肢的刚度受的影响变得更弱，此时剪力墙受力特点和框架结构较相像，称其为壁式框架。
2 建筑结构剪力墙设计
2.1模板工程
内外侧模板的设计工作是模板工程施工的重点。在进行模板设计时，一般情况下外墙模板中内侧模板的长度都要比外侧模板长度小25cm左右。另外在支模的过程中，一般都是以已经浇筑完成的墙体作为参照物，使外侧模板尽可能的与墙体相贴近。在建筑模板工程施工的过程中一般可以在墙体与模板的接触位置垫上海绵，以减少模板和墙体的损伤。
2.2 框架剪力墙
（1）较大刚度的第一级别剪力墙，墙肢数应该不小于4。需要考虑在遭遇中震之时，第一级别剪力墙的变形。一旦遇到较大型的地震，小型级别的剪力墙无法承受地震的簸箕，导致建筑物倒塌。在设计时，需要注重剪力墙梁的设计，提高剪力墙的塑形，尽可能的提高建筑物的稳定性。（2）就实际情况来讲，建筑框剪构造连梁设计在建筑的稳定性中非常关键，现在很多设计于此环节之上并没有做到最佳。有些是由于没有充分重视，有些是认识不够充分。第一，连梁是什么？简单而言，就是那些将两片剪力墙连接，在遭遇大震或者中震之时，其会率先开裂，就能起到一种耗能作用，进而使得建筑保持一定延性梁。依照它的特性，需要做到设计之时重视几点，首先，不能够将其抗弯能力盲目增大，不然会破坏连梁延迟，就没有及时耗能作用，导致别的关键构件破坏，让剪力墙结构丢失延性。（3）在进行现浇板设计时，需要提前计算好板结构的受力情况，同时需要考虑现浇板受力时梁的刚度加大的情况，在进行剪力墙梁设计时，综合考虑，例如在进行梁配筋设计时，需要考虑现浇板钢筋对梁的力的作用。在设计时，设计人员要避免“弱柱强梁”的情况，不能为了提高梁的强度而只提高梁的强度，在设计时，要全面考虑，提高剪力墙整体的稳定性和承载力，进而提高建筑物的稳定性和安全性。（4）在悬挑挑梁端部位置，需要设立构造柱，将每层的挑梁互相联系，按照受拉构件的具体要求，对构造柱进行设计。这样做的好处为，依靠构造柱，将挑梁的变形协调，即使存在局部超载的现象，也能够将力传至其余层上，一起承担，进而变相的提升结构的安全性。而且对于外维护墙的制约也会加大，避免墙体外闪。（5）在进行剪力墙结构设计时，强柱弱梁是对框架的要求。并且需要在梁上首先产生塑性铰，这样可以对结构柱的安全性进行保证。但是，如果结构柱平面对角线的方向与地震作用方面相同时，要全部屈服四个方向的梁，这样塑性铰才可以确保不在柱上出现。除此以外，梁因楼板与楼板内的钢梁对其产生了加强作用，弱梁的强度相对的提升了。所以，强柱弱梁的概念并不是绝对的，而是相对的，而且设计上对结构柱的承载能力的提升是绝对有其必要性的。所以，现行混凝土的结构设计要求中的“同一根钢筋上接头应尽量少设”需要在结构图上明确的写出。同时在框架柱筋上，不允许使用大量的短筋进行焊接。
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2.3 内隔墙工程
内隔墙工程设计是现代建筑工程框架剪力墙结构设计的重要组成部分。在进行内隔墙的设计时，要注意其不能影响到基础墙体的实际承重，在内隔墙施工中还需要做到以下三点：（1）在进行内隔墙工程施工的选材工作中，要对高强度的抗震能力、安全性和经济性等进行考虑；（2）要做好施工方案的设计工作，不断提高施工设计方案的可行性、经济性和合理性，在保证内隔墙施工质量的前提下，尽量去控制施工的成本，此外还需要对内隔墙的艺术性和美观性进行考虑；（3）内隔墙工程施工是建筑工程框架剪力墙结构施工的收尾工作，所以其施工需要从整个建筑工程入手，需要前提的各种施工质量达到保证的基础上才能进行相关施工。
2.4 建筑结构剪力墙设计时的注意事项
剪力墙纵向分布上要符合其延续性，避免造成剪力墙刚度的改变，危及到剪力墙的抗震性能。除此之外，如果建筑的顶层没有剪力墙，那么需要进行转换层的设置。还要进行阶段性变化的设置剪力墙的厚度，厚度的改变不能过大，避免刚度发生突变。剪力墙不仅是高层建筑的围护墙也是高层建筑的分隔墙，所以剪力墙的布置必须符合水平结构的结构布置和建筑结构的结构布置。剪力墙在水平方向和竖直方向的负荷力都是由钢筋混凝土承受，剪力墙的布置应该以平面的主轴为定位方向。剪力墙设计完成后，应该按照相关的标准进行剪力墙截面尺寸的选取。设计剪力墙结构时，要注意其延展性，剪力墙之所以具有很高的灵活性是因为其具有延展性，所以要采取相应的措施避免剪力墙结构中的强肢受到损坏。
3 建筑结构剪力墙设计优化分析
3.1 剪力墙空间结构优化设计分析
在对建筑剪力墙进行设计时，需要考虑建筑剪力墙的结构。优化建筑剪力墙结构，可以提高建筑的美观以及实用性，在一定程度上还可以提高建筑的稳定性和安全性。在进行剪力墙结构优化设计时，现如今常采用双向设计，该设计形成的建筑空间结构具有良好的抗震效果，极大的提高看建筑物的稳定性。同时，还可以通过保持剪力墙两个方向的抵抗力平衡实现建筑受力平衡来提高建筑的稳定性。
3.2 剪力墙的钢筋搭接点设计
剪力墙结构中，水平分布的钢筋要延伸到墙端，水平弯折到一定程度以后再折断。剪力墙有翼墙或者转角墙存在时，外墙内侧和内墙两侧水平分布的钢筋应延伸到翼墙或者转角墙外侧后，再向两侧进行水平弯折，弯折到一定程度时折断。水平方向的钢筋链接长度要大于等于规定要求，并且保证紧挨的上下相邻两排水平方向的钢筋链接接头在水平方向的间距符合规定。竖向分布的钢筋长度在满足相关规定的情况下水平段的钢筋长度不能过长，这样方便对其进行绑扎，竖向分布的钢筋能在相同高度处进行搭接，搭接的长度必须满足相关规定。如果剪力墙中存在暗梁，首先绑住暗梁的横筋，对于暗柱做同样的操作，在捆绑四周的横筋。对剪力墙中的钢筋网进行捆绑要确定能够扎牢所有的交汇点，防止钢筋变形。浇筑混凝土的时候，要对突出的钢筋进行处理，并且要固定住突出钢筋的间距，做此工作时要有共组人员进行监督管理。
3.3 保证并提高平面外的稳定性
设置剪力墙平面结构时，要注意其延展性，剪力墙之所以具有很高的灵活性是因为其具有延展性，所以要采取相应的措施避免剪力墙结构中的强肢收到损坏。剪力墙在水平方向和竖直方向的负荷力都是由钢筋混凝土承受，剪力墙的布置应该以平面的主轴为定位方向。当剪力墙的平面形状为矩形、T形和L形时，剪力墙应该沿着正相交两个主轴方向进行布置；当平面形状为三角形或是Y形时，剪力墙的布置能够沿着三个方向进行；当平面形状为不规则多边形时，剪力墙的设置可以根据径向进行设置。
4 结束语
设计者必须做好充分的分析与准备工作，从所有环节当中改善建筑结构剪力墙设计的科学性与可行性，要尽可能的依靠科学的测量与改进来确保实现高层建筑的整体性能，推动我国和谐社会以及可持续发展战略真正的落实到位。
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论文作者:商海峰,张建霞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/10
标签：剪力墙论文; 结构论文; 建筑论文; 钢筋论文; 隔墙论文; 墙体论文; 水平论文; 《基层建设》2017年第36期论文;