摘要：剪力墙又叫抗风墙、抗震墙，多见于高层建筑中，起到抗震、抗侧拉力的作用。本文讲述了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析。
关键词：剪力墙结构设计；建筑结构；应用
随着我国经济水平在不断的提升，建筑结构设计也在不断的发展，在建筑结构设计中，剪力墙结构设计具有承载能力，良好的结构刚度和优良的抗震抗风性能等特点，并得到了广泛的运用。在进行剪力墙结构设计的过程中，需要设计师具有丰富的理论基础，并且将理论基础运用于实践，在实践中解决产生的问题。因此，本文对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用进行了分析，希望能够提升建筑工程设计水平，从而提升建筑设计质量。
1剪力墙结构自身的特点
剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构当中的梁柱，用以承担竖向和水平方向的力的结构。目前我国的大多数多层及高层楼房中都会使用剪力墙结构进行施工。剪力墙结构具有良好的稳定性，它可以为多层及高层建筑提供支撑，从而保持建筑整体的稳定性能。同时，利用剪力墙结构来设计楼房的楼盖，一般都可以不用再安设房梁，这样会使房间内的空间利用效果更好，可以有效地节约楼层的层高。并且，剪力墙结构可以直接进行混凝土浇筑工作。这样可以节约建筑施工的成本，简化施工的环节，可以有效地缩短工期，还能保证建筑的坚固性能。因此，剪力墙结构是一种经济实用的建筑结构体系。此外，目前相关的设计人员正在不断地研究剪力墙结构的设计造型，希望能够符合大众的审美需求，使剪力墙具有美观的特征。
2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
2.1剪力墙结构的设计原则
进行建筑剪力墙结构设计时，应遵循4个基本原则:(1)设计计算过程中，要整体考虑剪力墙竖直和水平方向的结果，考虑不同方向上剪力墙的受力情况，在得知内力的情况下，要结合剪力墙的偏拉情况以及偏拉对剪力墙和界面和主界面造成的施力情况进行分析验算。(2)剪力墙和平面外的梁进行衔接时，容易导致墙体向平面产生外弯矩，因此，进行剪力墙结构设计时，要避免和墙平面外的梁相互连接。(3)剪力墙结构是一个平面结构，需要承受竖直方向的压力，因此，进行剪力墙结构设计时，要保证墙体结构对外力的承受能力以及墙体的刚度。(4)由于剪力墙的尺寸比较大，而且厚度比较薄时，为了保证剪力墙的受力合理，当剪力墙的长厚比在3~5时，应将墙体设计成异形柱形状;当长厚比小于3时，要将墙体设计成柱形。
2.2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
(1)明确墙肢长度，要想保障剪力墙结构具备较强的稳定性，施工单位需要明确墙肢长度。通过合理墙肢长度的明确，保障剪力墙的延展性。需要注意的是，施工单位需要对墙体的特殊部位采取相应的特殊处理，以弯曲型墙体设计为例，施工单位可以通过弯曲型墙体设计，保障墙体的稳定性，还可以通过连续墙肢的施工方式，保障墙体的宽高比始终处于标准范围内。
(2)明确墙体受力状况，从本质角度而言，剪力墙属于竖向构件，会受到多个方向的应力。因此，在剪力墙结构设计中，设计人员需要对墙体的受力状况进行分析，主要分析剪力墙水平方向及垂直方向的剪力，明确剪力墙结构的受力形式和承载的具体荷载，保障剪力墙结构设计的正确性。
(3)明确墙体厚度，剪力墙结构的墙体厚度在相关标准规范中有明确的规定。以短肢剪力墙为例，其底部加强部位的厚度需要超过200mm，剩余部分的厚度需要超过180mm。与此同时，设计人员需要考虑到剪力墙结构的刚度变化，通过阶段变化的方式进行剪力墙结构的墙体厚度设计。一般来说，剪力墙墙体厚度的变化范围需要控制在50~100mm的范围内，以此保障剪力墙结构墙体的均匀性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，如果施工过程中出现混凝土等级变化或者强度变化，设计人员需要错开楼层开展剪力墙结构设计，以此提升剪力墙结构的稳定性。
(4)合理配置墙身钢筋，墙身是剪力墙结构的重要组成部分，更是承受荷载的关键。因此，在进行墙身钢筋的配置时，设计人员需要严格按照相关标准进行，首先明确剪力墙结构在水平和垂直两个方向上的承载
力，使剪力墙结构的墙体结构符合国家关于墙体抗震的要求;然后，计算出剪力墙结构的钢筋配比，从而得出相应的配筋率，以此进行墙身钢筋的配置。需要注意的是，无论建筑剪力墙结构采取几级抗震设计(共有一级、二级和三级这三种)，其钢筋配比例都要控制在0.25%的范围内，而且保障墙身钢筋间的距离，将其控制在8~300mm的范围内。
(5)合理设计边缘构件，边缘构件的设计水平会对剪力墙结构的延展性产生直接的影响，需要受到设计人员的重视。一般来说，剪力墙结构的边缘构件包括暗柱与端柱这两种，设计人员需要通过边缘构件的合理配筋，保障剪力墙结构的稳定性及抗震性。与此同时，在进行边缘构件设计过程中，设计人员需要合理调整超限，避免剪力墙结构出现位移超限问题。具体而言，设计人员需要按照楼层间剪力墙数最小的要求，明确剪力墙结构的抗震性要求，确保其地震倾覆力矩控制在40%以内;并合理设置楼层最大位移和层高的比例，保障剪力墙结构的质量，避免墙体出现结构突变。
(6)做好连梁设计，设计人员可以通过提升剪力墙结构的连梁截面积，提升剪力墙结构连梁的抗剪能力。但是连梁面积的提升范围有一定的限制，因为连梁截面积的增加会提升连梁的刚度，从而增加剪力墙结构吸收的地震力，对整个建筑的稳定性产生不利影响，因此设计人员需要适当提升连梁的截面积。与此同时，如果提升剪力墙结构的连梁截面积，难以有效提升剪力墙结构的抗剪能力，设计人员可以通过降低连梁刚度的方法，保障剪力分配比例的合理性，以此提升连梁的抗剪性能。目前最常用的连梁刚度降低方法为调整连梁刚度折减系数，实现剪力的合理分配，提升连梁的抗剪性能[3]。
(7)开洞处理措施，在建筑结构设计中，有些剪力墙需要进行开洞处理，设计人员需要在剪力墙结构中考虑这方面的内容。开洞剪力墙的侧向刚度更为均匀，设计人员需要确保剪力墙结构的刚度中心和形心重合，充分发挥出开洞剪力墙的优势。一般来说，如果建筑结构的墙长大于8m，设计人员需要在开洞的超长墙肢中添加连梁，根据超长墙肢承受的地震作用及具体受力状况，选择最佳刚度的连梁，保障超长墙肢结构的稳定。
(8)在实际的剪力墙结构设计中，设计人员还会应用到相关的软件，保障剪力墙结构相关数据分析的准确性，有助于剪力墙结构设计方案可行性的提升。常用的剪力墙结构设计软件为SATWE软件，该软件主要通过振型分解反应谱法进行剪力墙结构相关数据的分析。在应用软件进行剪力墙结构设计时，设计人员需要确保相关参数的规范性，全面考虑不同地震作用对剪力墙结构产生的影响，并据此制定相应的扭转预防方案，保障剪力墙结构设计的全面性及可行性。比如，设计人员需要保障连梁刚度折减系数的规范性，其标准范围在0.8~0.6的范围内，如果按照风载作用进行刚度计算，则连梁刚度折减系数取为0.8;如果按照地震作用进行刚度计算，则连梁刚度折减系数取为0.6。
3结论
综上所述，剪力墙结构具备显著优势，设计人员需要保障其结构的
合理性。通过本文的分析可知，设计人员需要明确剪力墙结构的墙肢长度、墙体受力状况及墙体厚度，合理配置墙身配筋、合理设计边缘构件，做好连梁设计，并应用先进的软件对剪力墙结构相关数据进行分析，保障剪力墙结构数据分析的准确性，为剪力墙结构设计提供准确参考依据。
参考文献
[1]冯琼芳，陈媛，余秀丽.高层建筑结构设计特点与剪力墙设计[J].建材与装饰，2018(38):88.
[2]曹建田.剪力墙结构设计原则及其在建筑结构设计中的应用[J].住宅与房地产，2018(19):132.
论文作者:陈琦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/17
标签：剪力墙论文; 结构论文; 墙体论文; 结构设计论文; 设计人员论文; 刚度论文; 建筑论文; 《基层建设》2019年第31期论文;