摘要：随着国民经济的发展，业主对于建筑结构的安全性和美观性的要求越来越高。为了提高建筑结构的质量和稳定性，并可以改善抗震性能，使墙体无论是受竖向荷载或者水平作用都能起到较好的抗变形能力，从而为居住者提供较大的生活空间，在建筑结构的设计中剪力墙结构设计越来越多的被应用，是目前建筑结构设计中墙体结构设计的主要方法。本文对建筑结构设计中剪力墙结构设计的相关运用进行分析。
关键词：建筑结构；剪力墙结构设计；运用
1剪力墙结构设计的基本原则
1.1楼层最低剪力值原则
剪力值最低原则是指，为了使楼层的剪力系数尽可能不超过规定范围，在设计剪力墙抗地震倾覆结构时，要尽量降低剪力值、减少剪力墙布置。
1.2平面内搭接
在原始建筑结构中，承受主要作用的是梁柱。在剪力墙结构中，剪力墙取代了梁柱，所以原来梁柱承担的任务就落到了剪力墙结构中。这就要求剪力墙结构有足够的承载力和刚度。①要注意剪力墙结构中平面布置的方向。只有方向正确，剪力墙才能达到设计师们预期的目标，完成梁柱的任务。正确的方向就是主轴的方向，不一定非要完全贴合，但是一定要沿着主轴的方向走。若出现方向不一致，就要避免出现剪力墙结构分开的情况。②剪力墙结构与其他的结构一样，在特殊情况下也会出现刚度突变的情况。为了避免不必要的损失，在竖直方向上要从下往上的布置。③剪力墙外的平面会影响到剪力墙结构的作用。因为外在的平面的承载能力和刚度都不及剪力墙，所以在设计和施工时，为了减少两者的相互影响，就不要使他们连在一起。否则，可能会导致墙体弯矩突变，建筑物的质量不合格。
1.3注重超限的调整
在对剪力墙结构的连梁进行设计时，应当确保其连梁跨高比可在2．5之上，从而防止剪力超出要求或者是弯矩过大等问题发生。若是连梁结构的跨高不小于5，则一定要根据框架梁的标准要求开展结构设计工作，同时避免折减框架梁的刚度。另外若是框架梁结构的跨高比维持在5－6左右，需要合理的折减该结构的刚度，从而避免发生剪力超限或者是弯矩超出等问题。通过科学的调整已经优化剪力墙结构的连梁超限，能够有效降低建筑项目的成本造价。
2建筑结构设计中剪力墙结构设计的相关运用
2.1剪力墙结构的合理布置
剪力墙结构设计中，必须沿主轴方向双向均匀布置，两个方向抗侧刚度不应有较大差别，不宜采用单向方式进行布置。在设计时应当注意刚度的中心应尽量与质量中心相近，以尽可能的减小地震带来的结构性扭转。在对剪力墙进行结构性布设时，墙肢的选择上以T型和L型为宜，而不应该选择“一”字型的墙肢。
为了减轻剪力墙结构的自重，同时达到加大建筑空间的目的，剪力墙的布置应以满足规范的侧移限制为好，而不应一味的顺应刚度需求，而使得剪力墙设计的布置过于密集。在进行剪力墙设计时，竖向刚度必须匀称，由下到上的连续布置，可以根据高度的不同对剪力墙的厚度以及混凝土等级进行相应的调整。同时，剪力墙上必须布置洞口，尽量成排排列，这样就能够形成明确的墙肢和连梁，使应力分布较为均匀，同时尽可能的符合计算简图，使设计结果的可靠度较高。
2.2连梁设计
高层住宅剪力墙结构中，由于开间不大或墙长较长时开洞后形成连梁，若两墙肢之间出现跨高比较小的连梁时，在计算过程中，容易产生连梁抗剪超限的情况，通常有以下几种解决方案：①增大截面，可以提高连梁自身的抗剪能力，但随着连梁刚度增加相应内力也增加，其对抗剪能力的提高是有限的。在梁宽一定的情况下，通过加高连梁梁高的方法；在梁高一定的情况下，也可以通过加宽梁宽，加宽截面却对连梁刚度的贡献较小，仅为线性关系，使得抗剪力的提高值仅大于分担剪力的增加值。②调整设计内力，在增大连梁截面对提高抗剪能力没有效果的情况下，可以通过人为的内力调整，对连梁刚度进行折减，控制剪力分配比，解决连梁抗剪问题。最简单的调控方法是在计算参数选取时，调整连梁刚度折减系数，仅对内力配筋计算时才能采用。在整体计算及非地震荷载作用下，连梁刚度不予折减，这时连梁应具备足够的抗弯和抗剪承载能力，以满足正常使用的要求。对于跨高比大于5的连梁，应按框架梁设计，且必须满足框架梁各项要求。③设计水平缝形成双连梁、多连梁或采取其他加强受剪承载力的构造措施，譬如设置交叉暗撑等措施来提高连梁抗剪承载力。
2.3科学确定剪力墙结构的设计厚度以及长度
在开展剪力墙结构设计工作时，应当科学的确定其厚度以及长度。其中在厚度设定方面，根据相关抗震规定要求，在建筑抗震等级大小在一、二级的情况下，剪力墙结构的底部加强墙厚应当设置在两百毫米左右，同时要求其应超过楼层高度大小的十六分之一，同时其它地方的墙厚需要维持在160毫米左右。在开展设计作业时，若是建筑工程项目的情况较为特殊，则需要使用概念设计分析，同时对墙肢轴压的比值进行充分、有效的控制，一方面提升建筑墙体的整体连结，另一方面降低墙的实际厚度。在确定墙肢长度时，通常来说剪力墙结构墙肢截面所具有的高度相当于其墙肢的长度。一般来说，剪力墙结构墙肢长度需要维持在8m以内。如在短肢剪力墙结构中，其抗震等级根据规定应当有所提高，剪力墙住宅中，填充墙的厚度一般为200mm，相应的剪力墙厚度也应取200mm，这样才能使得剪力墙平面外的刚度得到保证，以防止结构在偏心荷载的情况下出现屈曲失稳的情况。
2.4科学设计约束边缘构件
在剪力墙结构之中，其边缘构件主要是由有约束边缘以及无约束边缘两种构件构成。相比于由有约束边缘构成的剪力墙构件，由无约束边缘构成的剪力墙构件，其楼层间所具有的位移角度会出现一定的变化，同时结构的抗震能力会降低大约百分之二十左右，矩形截面所具有的极限承载力可能会降低百分之四十，同时还会导致剪力墙结构的墙板可靠性以及稳定性减弱。一般来说，需基于剪力墙结构所具有的轴压比大小、等级确定边缘构件形式，下表1为边缘构件所需设定的最大轴压。
2.5合理选用大墙肢的方式
从理论层面上来说，大墙肢的长度与数量都具备更好的承受能力来容纳楼层剪力。但是大墙肢也存在抗震性差的弱点，为了提高大墙肢的抗震性能，可以选择以下几种方式：①分解长墙肢。具体方法就是开挖施工洞，堆砌填充墙。②当施工的项目不方便在施工时开挖施工洞的时候，可以选择在施工过程中开挖，但还要选择混凝土墙。此种方法虽然也可行，只是提高了配筋量的使用，增加了成本。剪力墙本身的结构状态是细高状的，但是为了充分发挥其延展性能，提高在脆性环境下剪力墙的质量，通常会被弯曲成延性剪力墙。当墙段长度太短时，其承受弯曲力后所形成的裂缝也会比较窄，这时墙体配筋的支撑能力就开始显现出来。
3结束语
综上所述，剪力墙结构设计直接影响到建筑整体安全和工程经济性。因此，在实际工作中有必要对剪力墙结构受力、性能、特点、要求和不同构件间的相互作用进行深入了解，从实际入手对设计进行不断改进和优化，实现预期设计目标，在保证结构安全性及各项性能的基础上，降低工程造价，提高经济效益。
参考文献：
[1]浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].杨如意.河南建材.2018（02）
[2]建筑工程框架剪力墙结构施工技术问题探讨[J].曾华铭.福建质量管理.2015（08）
论文作者:付廷华,王寅,钟力,佘紫云,蒲三海
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/30
标签：剪力墙论文; 结构论文; 剪力论文; 结构设计论文; 刚度论文; 梁柱论文; 构件论文; 《基层建设》2019年第6期论文;