摘要：剪力墙结构在建筑工程中的应用非常普遍，因为剪力墙结构可以很好地优化建筑工程整体的结构性，为此，设计人员应严格按照相关标准和要求进行剪力墙结构的设计，不断提高建筑工程的质量。
关键词：剪力墙结构；建筑；应用
引言
目前，建筑行业得到了飞速的发展，建筑工程的施工水平也在不断的提升，新的设计方法在不断的出现，在建筑结构中，剪力墙结构可以在缩短施工周期的同时延长建筑的使用寿命。在进行剪力墙结构钢设计中，要根据实际情况进行剪力墙结构的选择，让其在建筑结构中充分发挥长处，提升建筑工程的质量。
1.剪力墙结构的分类和设计原则
1.1剪力墙结构的分类
在进行剪力墙结构设计时，可以结合墙体是否需要开洞以及需要开洞的尺寸将剪力墙分成4个类型，分别是整体墙、小开口整体墙、连肢墙以及壁式框架。（1）整体墙是指进行剪力墙结构设计时不需要进行开洞的墙体，或墙体开洞面积小于整个墙体面积的15%的墙体。（2）小开口整体墙是指墙体开洞面积大于整体墙总面积的15%，但是洞口依然是比较小的墙体[1]。（3）连肢墙是剪力墙上开有一列或多列洞口，且洞口尺寸相对较大，此时剪力墙的受力通过洞口之间的连梁连在一起的一系列墙肢承受，故称连肢墙。连肢墙的墙体开洞数量较多而且面积较大，因为墙体的洞口多且面积多，直接破坏了整个墙体的承载力，因此，为了避免墙体出现变形进而造成质量以及安全问题，需要通过一系列的连梁约束墙巩固连肢墙的质量。（4）壁式框架剪力墙的洞口尺寸比较大，而洞口上的连梁线刚度已经接近或大于洞口侧边墙体的线刚度时，剪力墙的受力性能就发生改变，非常接近框架的受力性能，在进行壁式框架设计过程中，能够在弯矩图上看到明显的反弯点和突变。
1.2剪力墙结构设计原则
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，要避免和墙外的平面梁相互连接。（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.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
2.1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。
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2.2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。
2.3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。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[1]。
2.4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。
2.5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。
2.6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。
2.7应用相关软件，保证剪力墙结构数据准确性
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。
结论
简而言之，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[3]。
参考文献
[1]赵博猷．剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].民营科技，2017，（04）：142．
[2]周文华．剪力墙结构设计原则及其在建筑结构设计中的应用研究[J].江西建材，2017，（07）：26－27．
[3]吴光雷．剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].建材与装饰，2018，（04）：57－58
论文作者:刘鹏,马建明,李海洋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/1
标签：剪力墙论文; 墙体论文; 结构论文; 结构设计论文; 设计人员论文; 开洞论文; 刚度论文; 《建筑学研究前沿》2019年8期论文;