摘要：以往住宅结构体系选型中经常采用普通框架结构和框架 - 剪力墙结构，其突出隔墙的柱构件对建筑空间的划分和使用会产生较大的限制，既不美观也不利于空间利用，已明显不能满足人们对建筑空间功能性和美观性的较高需求。而剪力墙结构既能够保证建筑结构具有良好的安全性，又能够使建筑室内墙面更加平整、空间布局更加科学合理，因此当前高层住宅中已更多地运用了剪力墙结构体系。本研究根据剪力墙结构设计的经验，对剪力墙结构的优缺点进行了讨论，分析了剪力墙结构在建筑中的布设，重点对建筑工程中框支剪力墙结构设计问题探讨。
关键词：建筑工程；剪力墙结构；结构设计
一、建筑工程中框支剪力墙结构概述
所谓的框架剪力墙结构又被人们称为框剪结构，它主要是利用钢筋混凝土板墙来取得传统的建筑梁柱结构体系，使得整个建筑结构在使用的过程中，有着良好的承载能力，致使建筑结构的整体性得到有效的提高，目前，在我国大多数建筑工程施工中，框架剪力墙结构以及成为了建筑结构承载和传递负荷的主要结构之一，它不仅有着刚度大、空间整体性强等方面的特点，还有效的避免建筑空间露筋露梁的现象发生，使得建筑空间结构的利用得到了有效的增强。
剪力墙结构的分类：（1）开洞或非开洞剪力墙。其面积在 15% 以下，类似于悬壁墙，弯曲型变形，弯矩图不仅无弯点，而且几乎不能出现突变现象。（2）开口较小的剪力墙。开口大小一般占整个剪力墙面积的15% ，同样为弯曲型变形，墙肢整体上无反弯点，但是弯矩图的定位会突变。（3）双、多肢剪力墙。通常开洞很大，而且洞口按照一定顺序排列，具有同小开口剪力墙相似的受力模式。（4）壁式剪力墙。此类剪力墙有着较大的开口，剪切型变形，受力方式同框架构造类似。一般用于高层楼房时，其容易有反弯点及突变现象。
二、剪力墙结构的设计原则
剪力墙的特点是外平面承载力小，内平面承载力大，外平面刚度小，内平面刚度大，因此，当剪力墙和外平面方向的梁连接时，会产生墙肢平面外弯矩，因此，在设计过程中，要尽量避免剪力墙的外平面搭接。在进行剪力墙结构设计时，要尽量沿着主轴的方向进行多向布置，尽可能的将不同方向的剪力墙连接在一起，但要防止出现拉通对直的现象；在进行抗震设计时，要尽量保证两个方向的侧向刚度相同，并且剪力墙结构要尽量简单，防止出现单向有墙的情况，同时要尽量保证各个方向的剪力墙分布均匀，从而充分发挥剪力墙结构的工作性能。剪力墙的数量要科学、合理，如果剪力墙比较多，会增加抗侧力的刚度，从而引起震力和重力的增加；如果剪力墙数量比较少，结构的抗侧力则会减小。
三、建筑工程的框支剪力墙结构布置
3.1 建筑工程的框支剪力墙结构布置原则
框支一剪力墙结构中剪力墙的布置原则一般为“均匀、分散、对称、周边”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆宜符合下列要求：一是剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；二是平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙；三是纵横剪力墙宜组成 L 形、T 形等型式；四是单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的 30%；五是剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐；六是楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置；七是抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。
3.2 建筑工程的框支剪力墙结构布置要点
（1）剪力墙墙肢截面宜简单、规则、剪力墙的竖向刚度应均匀，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。（2）为了避免剪力墙脆性破坏，较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于 2，墙肢截面高度不宜大于 8m。（3）剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。（4）应控制剪力墙平面外的弯矩，以保证剪力墙平面外的稳定性。其中，需要注意如下几点: 一是沿梁轴方向设置与梁相连的剪力墙，抵抗该墙肢平面外弯矩；二是当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与梁相交处设置扶壁柱；三是当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱，并宜按计算确定配筋；四是必要时，剪力墙内可设置型钢，需要说明的是不宜将楼面主梁支承在剪力墙之间的连梁上。
四、建筑工程中框支剪力墙结构设计措施
4.1 优化连梁的设计
进行连梁的抗震能力设计时，梁高和跨径的比值一般有大于2.5 和小于 2.5 两种情况，并且规范了“截面配筋”和“受剪承载力”。能根据以下方式进行塑性调幅：（1）在内力的计算前，把连梁的刚度减小。（2）内力计算后，需要连梁的弯矩和剪力乘以相应的“折减系数”。我们要知道，再具体的应用中，设计的弯矩和剪力的值都要比调整后的值小。最后，要防止裂缝，保证建筑工程的安全性。剪力墙容易受到水平重量的力量，会产生变形扭曲，连梁的作用能够平衡受力，还能限制约束墙肢，所以，在设计连梁时，增加或者减小相应连梁的刚度和高度，这样可以降低刚度，增加跨度，达到完善抗震设计的目的，从而减轻地震对剪力墙结构的影响。最后，增加合理的剪力墙厚度，扩大连梁的截面，提高连梁的承重力和增加抗震能力，让连梁最大限度的发挥效用。
4.2 优化转换层上下部的结构
刚度在转换层的上下进行传递，对剪力墙结构的设计造成一定的影响。为了保证上下不同结构的内力能精确的传递，可以通过两种方式解决好刚度突变问题。（1）在上部，不要设计剪力墙，减少上部刚度，达到轴压比，还要让“墙肢”短一些。（2）增加下部的刚度，满足建筑工程的功能，在大空间内合理的设计一些剪力墙，防止剪力墙过于集中密集，要让剪力墙均匀的布置在中间。另一方面，选择合理的转换层的结构刚度。转换层结构的刚度太大容易增加地震反应和提高竖向刚度，也会使材料的利用量增加，在经济方面是非常不科学的。假如剪力墙转换层结构刚度太小，则有沉降差的出现，进而出现一些次应力在水平结构与上部结构中间，这样会造成配筋数量的增加。次梁的转换最突出明显，这时需要合理的选择截面尺寸，也要让刚度达到设计的标准。
4.3 剪力墙延伸性处理
剪力墙的延伸性处理是建筑工程设计中最重要的部分之一，一般来说剪力墙结构本身有很大的延伸性，这需要进行剪力墙结构设计时要设置相应的延伸性，这与剪力墙的耐久性和整体性息息相关。一方面，进行延伸处理不能破坏剪力墙的结构，有关剪力墙的设计人员要保证其承载力满足实际的要求，并利用上下连接、对称、均匀的设计方法来提高整体支撑效果，进而保证建筑工程剪力墙结构设计的可靠性。
4.4 控制剪力墙结构参数的合理性
要想剪力墙结构设计的科学、合理，需要合理的控制周期比、位移比、侧向刚度比等一些参数。此外，还要限值剪力墙结构的不规则性，避免建筑物偏心力的出现，防止建筑物扭转现象的出现。根据假定的刚性楼板进行位移比的限值，高层建筑工程的位移比不大于1.2 倍。
结束语
建筑工程剪力墙结构设计需要不断地探索与发现，既要立足于建筑物整体，把握好关键部位、关键环节的设计，又要注重细节的考虑，掌握科学的设计理念，从而打造出科学合理的剪力墙结构设计，维护剪力墙整体的质量水平，进而提升建筑物的整体设计质量，维护居民安全。
参考文献
［1］李捍文．剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析［J］．科技创新与应用，2012，4(中):39-41．
［2］秦艳，焦维．剪力墙结构在建筑结构设计中的应用［J］．科技向导，2011(27):77-78．
论文作者:杨晓萍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/29
标签：剪力墙论文; 结构论文; 刚度论文; 弯矩论文; 结构设计论文; 建筑工程论文; 平面论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;