湖北省建筑设计院 湖北省武汉市 430212
摘要：建筑结构设计是工程建设项目的前提，也是工程建设项目最终实现实用、安全、耐用性能的重要基础。近年来，我国建筑业发展迅速，人们对建筑结构的要求越来越严格。在建筑结构的设计中，更多新的结构设计得到应用和实施，促进了建筑业的进一步发展。剪力墙结构具有鲜明、突出的优势，现今该结构已经在多层、高层建筑项目中广泛应用，能够有效提升建筑项目的整体结构质量。基于此，本文浅谈剪力墙结构在建筑结构设计中的应用。
关键词：剪力墙结构设计；建筑结构；应用探析
1关于剪力墙的内涵
剪力墙常用于建筑结构，又称防风墙、抗震墙或结构墙。地震发生时，剪力墙在建筑物中的科学应用主要用于承担风荷载或水平荷载。根据剪力壁孔的大小、数量、布置措施等因素，可分为不同类型。一是整体墙，当门窗洞口面积的总和小于剪力墙面积的15%，且洞口边长尺寸小于洞口之间净距及孔洞和墙边之间的净距，则被称为整体墙。二是框支剪力墙，若建筑低层对空间的需求量略大，利用框架结构，承载上部剪力墙结构。在地震发生率高的地区，设计人员在设计建筑结构时只使用框架支撑的剪力墙结构是不合适的。三是墙架，孔的大小较大，与梁线刚度和墙线刚度相近的墙架称为墙架。不同的框架结构适合不同的建筑要求。设计人员应根据实际情况和施工要求，制定合适的建筑结构设计方案，提高整体施工质量。
2剪力墙结构设计原则
2.1避免剪力墙与梁平面外连接
在剪力墙结构中，在设计剪力墙结构时，为了避免墙板外弯曲，必须避免与梁板外连接。如果剪力墙不能避免连接到梁面外侧，在设计时必须采取相应的技术措施，以便节点出现故障时能够及时解决。
2.2墙体受力
剪力墙结构的主要建筑材料是钢筋混凝土。在以往的高层或多层建筑中，它被设计为框架梁柱结构，而剪力墙结构设计的应用可以通过钢筋混凝土结构来承载建筑物的内力。确保建筑物的整体水平承载能力。剪力墙结构的设计需要科学地计算墙体的受力状态，分析墙体结构各部分的受力因素。由于墙体是建筑工程中的平面构件，无论水平剪切力还是垂直压力，都需要多方向的力。它需要在设计中充分计算。设计完成后，墙体能承受四面八方的剪力，使墙体强度达到施工项目的实际要求和标准。
2.3墙体搭接
剪力墙结构是建筑结构设计中的一种特殊结构设计。因此，结构在同一平面上所携带的压力、剪力和刚度较大，平面外的压力、剪力和刚度相对较弱。墙壁连接是特别重要的。如果剪力墙结构直接与梁结构相连，平面外的弯矩很可能会增加。剪力墙结构设计应该注重平面外刚度、承载力的计算和验算，确保验算结果与剪力墙承载的实际要求一致，若没有经过精确的计算贸然连接墙体，则很可能为整个建筑留下安全隐患。防止平面外连接隐患是剪力墙结构设计的重要原则，若特殊情况难以避免，应该在保障建筑质量的前提下，按照相关的要求和规定设计加固措施，进而提升剪力墙平面外的稳固性。
3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
3.1定位剪力墙结构
为了确保剪力墙结构的安全性和稳定性，在实际的设计过程中，需要对结构进行合理地布置，主要从两个方面进行：第一，做好剪力墙结构的平面设计；其二，做好剪力墙结构的竖向设计。在对剪力墙平面结构进行设计的时候，需要对剪力墙结构的变形和刚度有非常透彻的了解，这样才能使得其结构设计更加合理，以防出现扭矩现象。而在进行剪力墙竖向结构设计时，需要对建筑物的刚度和性能满足相关的要求。总的来说，对于剪力墙结构的设计，在保证设计质量的前提下，需要遵循简单、规则的原则，从而保证剪力墙结构的性能能够充分发挥出来。
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3.2做好建筑主体结构剪力墙设计
建筑工程主体结构的设计，密切影响着剪力墙结构的设计情况，因此在开展设计步骤之前，施工人员要充分考虑建筑工程项目的施工概况，以此实现建筑结构设计以及剪力墙结构设计的有效平衡。
3.3连梁设计
在剪力墙的结构设计中，连梁设计是一个重要的设计环节，指的是连接墙肢和墙肢的梁。剪力墙是建筑结构中的一种水平构造。如果剪力墙的承载能力超过水平荷载极限，就可能发生墙材变形，影响建筑物的美观和安全性能。连梁装置的设计是为了平衡墙肢水平荷载的重要结构，并能均匀分布墙肢的水平荷载，改善墙肢的不均匀受力状态，从而提高墙肢的稳定性。需要注意的是，在连梁的结构设计过程中，合理降低连梁的结构刚度和高度，根据工程实际情况，根据国家对不同高层建筑的实际规定，提高结构稳定性。最终建筑物能满足相应的抗震要求。连梁设计作为剪力墙结构的重要组成部分，应重视并合理设计，在平衡水平荷载方面发挥重要作用。
3.4科学处理剪力墙内大墙肢
剪力墙结构自身具备诸多优势，设计人员在开展剪力墙结构设计工作时，需要充分考虑到剪力墙结构的延伸性。剪力墙结构的延伸性对整体结构性能具有密切联系。在一般情况下，设计剪力墙结构时，大部分设计人员会将其设计为高状结构，该墙体结构关系到整个墙体性能及质量。为此，设计人员要基于施工需求及实际条件，调整和优化设计方案，避免由于细节处理不到位影响整体质量。若墙段长度偏小，当经过受弯部位时，容易产生裂缝，而剪力墙质量优劣关系到整个墙体配筋的支撑力。鉴于这一情况，相关工作人员要结合实际情况，开展施工流动工作，在施工完成之后进行填充，以改变长墙形态。另外，设计人员在设计阶段，并以建筑结构要求为基础，设置适宜的预留洞。
3.5有效避免连梁超筋现象的发生
布置在建筑主体结构周围的剪力墙结构，往往具有分布广泛的特征，因此在承受相同水平荷载力的情况下，各部分剪力墙结构实际所承受的变形压力具有一致性，一定程度上能够有效避免连梁超筋现象的发生，不过这一点非常考验施工人员的结构设计能力。例如，在开展剪力墙结构设计工序的时候，施工人员可以从容易引发连梁超筋现象发生的主要原因出发，率先扩大连梁的跨高比，也就是增加连梁结构连接部分洞口的长宽比例，或是通过设计贯穿缝的方式，降低连梁承受的压力。还有，施工人员在设计连梁结构之处，就应该在连梁结构连接处的洞口处做好加固处理，确保洞口竖向的中心线能够处于静态的平衡，并且能够位于同一条水平线基础之上。在设计剪力墙结构的时候，运用至少要大于0.55的折减系数乘以连梁的刚度，能够有效计算出连梁可以承受的水平作用力范围，利于适当折减连梁的刚度，使其快速进入到弹塑性状态，再适当提升连梁上下层的弯矩设计值，能够有效避免连梁超筋现象的发生，同时增强剪力墙结构的韧性。
结束语
在建筑结构设计过程中通过对剪力墙的合理设计，能够满足现阶段建筑行业的发展需求，还能够使工程质量得到有效的提升，从而获得良好的施工效果。建筑设计人员需要加强对剪力墙结构设计工作的重视，并积极提升自身的专业水平，使得剪力墙结构的设计水平得到更进一步的提升。
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论文作者:姚力
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第12期
论文发表时间:2019/1/7
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 刚度论文; 墙体论文; 荷载论文; 《建筑细部》2018年第12期论文;