摘要：在建筑结构的设计中使用剪力墙结构，不仅能够提高建筑物结构的承载能力，而且还能够提高整个建筑物的稳固程度，本文笔者对建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用进行了探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。
关键词：建筑；剪力墙；结构设计
随着现代科学技术水平的提高和经济的发展，居住者对于建筑本身的结构设计上的要求也在不断增高。而作为良好的结构设计选择，剪力墙结构设计本身具有较为明显的优势，已经广泛地应用于高层和多层建筑的结构设计当中。剪力墙结构同时也被称为抗震墙、抗风墙以及结构墙，整体结构和形式在不同建筑工程项目中有着一定的不同和差异性。在进行剪力墙结构设计的过程中，设计人员要严格按照相关的技术规范进行设计，并结合自身的专业经验，对设计过程进行不断的优化和调整。
一、剪力墙结构概述
剪力墙通常又被称为了结构墙、抗风强或者抗震墙。主要是建筑物或者房屋为了能够承受地震或者风力作用所引起的水平荷载，从而防止建筑结构出现破坏。根据剪力墙结构的不同可以将其分为普通剪力墙结构、框架一剪力墙结构、框支剪力墙结构。普通剪力墙主要是由剪力墙组合在一起的结构体系。框架-剪力墙结构主要是由框架与剪力墙结合在一起所形成的结构体系，一般应用于局部大空间的建筑物中，不仅要在大空间部位采用框架结构，而且也要采用剪力墙结构从而达到提高建筑物抗震能力的效果。如果剪力墙的底部具有较大空间，而剪力墙又无法满足其设计要求时，就需要采用框支剪力墙结构。通常建筑物中所具有的竖向承重构件需要由墙体来承担，这时的墙体不仅需要承担水平构件给予的竖向荷载，同时要承担地震或者风力作用传给的水平荷载。剪力墙主要是建筑物的围护墙和分隔墙，所以墙体的设置必须要符合建筑结构和平面布置的要求，同时要求剪力墙结构体系要具备较高的承载能力和抗侧力能力，因此其可以应用于较高的建筑物之中。剪力墙所具有的优点是水平和竖向的侧移比较小、侧向刚度比较大，剪力墙结构中的楼盖结构通常只能采用平板，并且可以不设梁，从而提高了空间的利用率。缺点是建筑平面布置不灵活、间距受到一定的限制、对于大空间的公共建筑物使用性较差，除此之外，剪力墙自身的重量比较大，通常只能适用于公寓、住宅以及旅馆等建筑物之中。
二、剪力墙的受力变形特点分析
剪力墙结构在水平荷载的作用下，将会产生弯矩和水平剪力。其中墙肢截面在弯矩的作用下可能会导致下层层间侧移量比较小，而上层层间的侧移量却比较大，从而发生了弯曲型变形，同时在剪力的作用下发生了剪切型变形，一般这两种变形叠加在一起就成为了剪力墙变形的基本特征。根据剪力墙高宽比的大小将其划分为矮墙、中高墙和高墙。随着剪力墙结构高宽比的不断增大，由于弯矩作用产生的变形也会随之增大，因此高墙在水平荷载的作用下经常会出现弯曲型的变形曲线，而对于矮墙来说，其变形曲线会表现为剪切型的变形曲线。在实际施工过程中为了更好的改善剪力墙结构的受力特点，并充分结合建筑结构设计的使用要求，需要在剪力墙上面适当地开一些洞口，以便更好地与连梁连接在一起，从而有效的提高了单肢剪力墙的高宽比。
三、剪力墙结构设计的基本原则
在进行剪力墙结构设计时，要严格遵循设计的基本原则，才能保证设计出的剪力墙更好地适用于建筑结构设计之中，具体的原则主要包括以下几个方面：
1、剪力墙结构设计通常要先将剪力墙看成一个长方形的立体结构，而且一般将高看成是剪力墙的厚度，而剪力墙的高度和宽度则分别是长方形的宽和长，其受力结构的特点就相当于主体的受力结构，唯一的区别就是剪力墙结构的长、宽比值与柱体的长、宽比值存在一定的差距。
2、.在进行剪力墙结构设计时，每一个剪力墙不仅仅是承受水平荷载，同时还要承受其自身的重力，即纵向荷载。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在强风或者地震等强大力度的作用下，墙体除了承受上述两种力之外，还要承受弯矩力。这时就要求剪力墙不仅要有巨大的刚性力度来抵抗墙体的摇晃，而且还要确保墙体在变形之后还能够继续循环使用。在进行剪力墙结构设计时，要合理布局，严格禁止出现乱搭乱建现象，同时还要对其进行现场试验，从而保证剪力墙受压、受重的安全性。
3、剪力墙结构的受力特点是在墙体平面内所能够承受的最大重力值以及刚度压力是很大的，但是除墙体平面以外的部分，其对上述两种力所能够承受的值就非常小了，因此在进行剪力墙外扩或者搭建时，要采取措施提高剪力墙平面以外的安全性。
4、参与剪力墙结构设计的人员要对各项设计参数进行慎重的考虑，主要包括水平和纵向两者之间的作用力，并对剪力墙所承受的力及大小进行分析。在分析所得结果的基础上，作出墙体斜截面以及横截面的承载刚度分析图，同时还要计算出剪力墙水平以及纵向所能够承受的极限承载力，而且分析得到的各项参数要取其中的最小值。
四、在建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
1、剪力墙结构的合理布置
剪力墙在平面上的布置应该具有规则、简单的特点，并且应该沿着主轴方向或者其他方向进行双向布置，而且两个方向上剪力墙的侧向高度差距不宜过大。在进行剪力墙抗震设计时，不要仅在单向布置剪力墙。因为剪力墙的布置会对其自身结构的抗侧刚度产生较大的影响。在进行剪力墙布置时，要尽可能的满足周边均匀布置的原则，并且运用相关的设计软件，对剪力墙的结构、受力特点进行有效地分析和计算。例如设计填充墙时，要尽可能满足相应结构设计的要求，适当增加圈梁以及构造柱，确保地震发生时居民能够安全的逃脱。还要尽可能采用电梯井、山墙以及楼梯井作为剪力墙。在剪力墙的竖向布置中，要采取措施避免改变材料轻度和变截面对楼层建设的影响，避免墙体刚度发生突变。
2、剪力墙中连梁结构的设计
连梁结构主要是指剪力墙结构中连接墙肢与墙肢之间的梁。剪力墙在受到了水平荷载作用时，墙肢会出现不同程度地扭曲，而且在连梁的两端也会产生相应的转角，从而使连梁产生不同程度的反弹作用。对墙肢的连接处理，可以有效的减少变形和内力的作用，从而改善墙肢受力状态。因此连梁结构被认为是剪力墙结构设计中必不可少的环节之一，其对墙肢的连接起到了很好的约束作用。要采取措施尽量提高塑性铰的性能，不断完善剪力墙抗震结构的设计。连梁结构设计中的截面面积和跨高比会受到一些因素的限制和影响，进而影响连梁结构的设计质量。因此，在设计时需对其进行有效地分析，通笔者认为，可以过减小连梁高度、增加剪力墙洞口的宽度、降低连梁的刚度等措施来增强连梁结构的整体质量。
3、剪力墙边缘构造设计
在进行建筑结构设计时，首先要对剪力墙的结构特性和受力特点等进行分析，加强剪力墙洞口两侧以及剪力墙两端的强度，必要的时候还可以在剪力墙中适当的部位安装约束边缘构件和构造边缘构件。在进行约束边缘构件设计时，框筒结构、框剪结构等的设计规范和标准比较严格高于普通剪力墙的设计。对抗震性能要求不算高，并且没有特殊要求的剪力墙，也必须要满足其相应的界限值。大量的研究数据表明，槽形或工字形截面剪力墙的各项性能要明显好于矩形截面的剪力墙。
五、结束语
随着我国国民经济整体水平的持续提高和建筑结构设计发展速度的持续加快，高层建筑将是现代建筑的主流。剪力墙结构因侧向刚度大，侧向变形小等优点，因而被广泛应用于高层建筑中。所以掌握好剪力墙结构受力特点，把握好剪力墙结构设计的基本原则，剪力墙结构设计就会更加经济合理。因此建筑结构设计人员应对剪力墙结构设计原理有着清晰的理解，从而能够在此基础上通过不断设计实践的进行来促进我国建筑工程整体设计水平的有效提高。
参考文献：
[1]史涌泉；剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]；世界家苑；2013
论文作者:肖庆
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/13
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 墙体论文; 荷载论文; 刚度论文; 建筑物论文; 《基层建设》2018年第36期论文;