海口市城市规划设计研究院湖北分院 湖北省武汉市 430070
摘要：剪力墙结构不仅具有侧移能力小、抗侧刚度比大的特点，而且具有较强的抗震能力。随着建筑行业的不断发展，剪力墙结构的广泛应用可以有效推动建筑结构设计的发展，对其加以利用，能够很好的强化建筑结构设计质量。
关键词：建筑；剪力墙；结构设计
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。
1剪力墙结构的概述
剪力墙又称抗风墙或抗震墙、结构墙。用钢筋混凝土的墙板代替原来建筑物中的框架结构，把建筑物产生的各种荷载作用于墙板上，称为剪力墙结构，这种剪力墙结构能够有效地制约建筑结构产生的水平力。为了节省资本的投入，采用剪力墙结构，因为剪力墙结构价格低廉，具有很好的经济性，在我国高层建筑中，剪力墙结构被普遍的应用。剪力墙具有抗侧刚度大、侧移小的特点，同时其结构本身的自动较大，能够大量的吸收地震能量，所以其抗震性能较好。另外，剪力墙的施工程序一般较为复杂，施工的成本也比普通墙体高，但是其墙面一般都较为平整，在美观度上有着一定的优势。
2剪力墙的分类
2.1整体小开口剪力墙。指的是整体结构不大、开洞面积不小于15%的墙体，这种剪力墙主要是在连梁处发生弯矩图的改变，整个墙体在高度上并不发生反弯点。
2.2联肢墙。联肢墙是由许多受弯构件连接在一起的。建筑墙体上有许多洞口，竖向排列，这些洞口在外墙上表现为窗口，而在建筑的内部，门或走道是其表现形式。在实际设计中，窗户、走道、门等将一片整墙分开，由连梁或楼板连接的墙肢，就称为联肢墙。
2.3框支剪力墙。当底层需要大空间，采用框架结构支撑上部剪力墙时，称为框支剪力墙，也可以称为柱支剪力墙。框架柱可以用常截面和变截面两种形式，也可以采用斜柱和V形柱。底部框架可以是单层的和多层的，应视建筑使用上的需要和结构的要求而定。
2.4短肢剪力墙。短肢剪力墙是一种抗侧力构件，近年来在我国兴起，它的优点是保留了异形柱不凸出墙面，克服了异形柱抗震性能不理想的缺点，严格限制了轴压比，由于是新型的剪力墙形式，专业人士正在研究其力学性能、破坏形?B、抗震性能以及设计方法等，以期能够更好地利用此种新型剪力墙。
2.5无洞单肢剪力墙。剪力墙的立面上没有任何洞口。这种墙实际上是一竖向悬臂构件，在水平荷载作用下，弯曲变形符合对平截面的假定，墙肢截面的正应力为直线分布，其内力和变形的计算可以应用材料力学方法进行。
2.6实体墙。指的是没有开洞，或者是开洞面积小于15%的墙体，这种剪力墙从外观看上如同一个整体的悬臂强，弯矩图不会发生突变，同时也不会产生反弯点。
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3剪力墙结构设计的主要原则
剪力墙结构设计要根据现实工程项目中的实际问题，其结构组成主要有墙肢和连梁这两个部分组成，这两个部分在剪力墙结构设计时都会对抗震性及建筑刚度有明确的要求。参与建筑结构设计的设计人员在对这两种结构进行设计时应该根据实际的需要来决定。剪力墙设计的另外一个原则是，所设计的剪力墙结构在工程项目施工中能够发挥出来设计时所要求的功能，并且要对这些结构进行规范，提升其承载力。
4剪力墙结构设计在建筑结构中的应用
4.1 剪力墙的布置
剪力墙是高层建筑结构的核心主体框架，其在平面布置时应该尽可能地保持均匀与对称，同时墙面结构的刚度中心与质量重心保持吻合，减少因为两侧受力不均导致的扭矩问题。剪力墙布置不均，造成的建筑主体出现沉降不均的问题也时有发生。内外剪力墙要拉通、对直。在剪力墙的结构设计时要充分计算应力，同时也要考虑施工的难以程度，在同样满足业主需求的同时，降低整个项目的成本也是结构设计要考虑的一项因素之一。最后剪力墙的肢截面要尽可能地简单、规则，适应性更强，也更容易得到业主的认可。
4.2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。
4.3剪力墙边缘结构设计
根据以往剪力墙结构试验结果，剪力墙结构的边缘约束性截面剪力墙比无约束性的截面剪力墙的极限承载力要大2/5还要多，而其抗震消耗能量也多有1/5，且墙面的稳定性也要好很多。因此，对于剪力墙的边缘结构而言，就要根据其设计使用效果和相关承载力的规定来决定其墙体边缘是设置约束性边缘结构还是非约束性边缘结构。+
4.4结构设计中的墙体配筋
剪力墙的面积非常大，整个建筑规模都需要使用到剪力墙。剪力墙的配筋多把竖向钢筋置于内侧，而把横向的钢筋置于外介。剪力墙的配筋需要满足最小配筋率要求，如果采用双向钢筋网片可以有效节省墙体配筋。墙体配盘减少，将对规模庞大的高层建筑工程造价有着积极的作用，得到了建设单位的认可。
4.5剪力墙结构设计中大墙肢处理
剪力墙设计优化的重要内容之一就是保障其良好的延展性，剪力墙结构较为特殊，宽高比小于二，呈现出细高壮类似柱体，为了减少其剪切破坏程度，需要将其转变为弯曲状。因此，要采取措施避免这一现象的发生：（1）在施工时开施工洞，完工时再砌填填充墙，由此可以把长墙肢分成短墙肢；（2）在进行结构计算时设洞，但在施工时仍为混凝土墙，不过通过这样的方式计算，增加了其它小墙肢的配筋量。只是这种方式主要适用于一些不易实施开洞的项目。
4.6剪力墙外形与尺寸的把握
通过剪力墙外形与尺寸的把握，实现剪力墙设计的最佳比例与最优方案。由于剪力墙的水平与竖直方向荷载与刚度分布不同于一般墙体结构设计，要保障其墙肢截面高度为墙厚的八倍多，大开间的剪力墙适用于两件合并的布置方案，符合剪力墙荷载传递的需要。为了保障剪力墙结构的稳定性，可以选用T或L形的外形设计方案，无论是其中哪种方案都能有效提升剪力墙的侧向刚度，减轻墙体的重量，剪力墙结构的外形体积也会减小，还能够强化建筑施工项目的成本控制。值得注意的是剪力墙的两个方向要保证其中一个符合标准，另一个不会过短，将差额控制在一米以内，从而规避配筋现象的出现。
4.7合理应用剪力墙结构设计理念与计算方法
在剪力墙结构设计中，必须选择合理的设计方案，这是保证建筑主体结构质量的重要环节。为了提高结构设计工作的效率与质量，设计人员应在合理应用现代设计与计算工具的同时，结合自己的观念与经验进行双重判定。在剪力墙结构的优化设计中，在相关构件的实际计算中，为了保证计算结果的可靠性，必要时可以采取结构试验。
5结语
在对剪力墙进行设计时，其结构合理性、规范性、科学性将会对整个建筑项目产生影响，为了避免剪力墙在实际工程项目中带来一些质量问题，我们有必要对剪力墙结构设计进行深入的研究和探讨，并根据客观存在的主要问题制定有效的整改措施，有效促进我国建筑工程整体水平的有效提升。
参考文献
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[4]闫宝华.建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用[J].工程建设标准化，2015（1）.
论文作者:吴婷婷
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/22
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 墙体论文; 建筑论文; 截面论文; 刚度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第22期论文;