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摘要：近几年，随着我国社会的发展与国民经济水平的迅速增长，人们的生活水平得到了很大的提高，居民住房、商业楼等建筑受到人们的关注，这使得建筑行业的竞争愈发激烈，为此，要想满足当前人们对建筑的安全性与美观性等多方面的要求，提高行业竞争地位，就需要在建筑物设计及施工等环节保证建筑的高质量，由于剪力墙结构的刚性大、质量高、抗压抗震等特点，因此在建筑设计及施工过程中能够对其进行合理应用，确保了建筑物的安全性及美观性，在一定程度上促进了我国建筑行业的稳定发展。但就目前的发展现状来看，我国剪力墙结构的设计应用仍存在很多的不足之处，所处阶段尚未成熟，因此本文将以剪力墙结构的相关介绍为着手点，对剪力墙结构的设计原则加以概括，最终对剪力墙结构的具体实际应用展开分析研究，以此来推动我国建筑行业的蓬勃发展。
关键词：剪力墙结构；建筑结构设计；原则；应用
一、关于剪力墙结构的相关介绍
（一）剪力墙结构的概念及优缺点
剪力墙结构是由横向和纵向的钢筋混凝土墙体组成的，其主要用途一是用来承受水平与竖直方向的重力，二是剪力墙结构可以对建筑在水平方向的力起到制约的作用。它的作用原理是用钢筋混凝土墙体来取代最初起到支撑、承担负载力的梁柱[1]。目前，剪力墙结构已被大多数的高层建筑所采用的，并取得了一定的良好效果。
剪力墙结构的优点：剪力墙结构最大的优点就是与其他结构相比它具有较好的稳定性、刚度大，且对水平方向产生的负荷具有一定的制约作用，因此剪力墙结构较适用于高层建筑，此外，剪力墙结构的设计及应用不会在建筑物外凸显梁柱等其他结构，既保证了建筑物的安全稳定性，同时还维护了建筑的美观性。
剪力墙结构的缺点：剪力墙结构的优点显著，但其自身也存在很多的缺点，如剪力墙结构的设计及应用对于建筑物的种类有很大的要求。剪力墙结构一经采用便不再容易改变或拆除，比较适用于较小的空间而不是大空间，因此，其适用的建筑类别为空间间隔不大的住宅类建筑。同时，剪力墙结构在经济上需要耗费的钢材较多，成本投资较大，缺乏经济性的优势。
（二） 剪力墙结构的分类
以剪力墙结构的洞口设置为分类依据，可以具体分为以下几种：
第一种是实体墙。实体墙是指剪力墙没有开洞口或者所开洞口的大小不超过钢筋混凝土墙体总面积的15%的剪力墙。该种剪力墙结构由于开口面积较小，对墙体的正常负载能力影响不大，安全稳定性及刚性等都比较好。
第二种是小开口整体剪力墙结构。当剪力墙的开口面积大于钢筋混凝土墙体总面积的15%时，此刻在受力图中的直线正应力已发生突变，位置变为洞口两侧，这种情况下，剪力墙受力等不会出现异常。
第三种是双肢或联肢剪力墙。当剪力墙的开口面积过大或者开口直径过多时墙面的稳定性及整体性出现异样，其受力情况与第二种相似，部分洞口会以列的形式分布，通过连梁连接墙肢的称为双肢剪力墙或者联肢剪力墙。
第四种是壁式框架。剪力墙的开洞面积过大，无法维持原有的整体性及稳固性，此时，除了梁柱的交接处无变形外，在受力分布图中可以看到它的负荷力与其内部的力非常接近，成为了剪力墙与框架之间较好的过渡体，这就是我们所说的壁式框架。
二、 关于剪力墙结构遵循设计原则的分析
剪力墙结构既是分隔体又是墙体结构，因此在设计剪力墙结构的时候要全从方面考虑，充分设计好方案，使其既能实现分隔空间的功能，又能满足结构设计的要求。
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为了确保剪力墙结构在设计应用中能够充分发挥其优势，经过实践及总结得出，剪力墙结构在设计过程中要遵循以下的基本原则，才能促进其更好的应用与发展。
（一）选取剪力墙结构适宜位置的原则
选取剪力墙位置时要按照对称、分散以及分布均匀的原则进行设置，在建筑的顶端或者形状及空间变化较大的位置应该应用剪力墙结构，而在于受力较大的顶部电梯的位置处要尽量减少或不要使用剪力墙，在剪力墙的实际应用过程中，要尽可能的保持剪力墙设置的平均对称，此外，剪力墙的开口处要尽可能的处于墙体界面的中心位置[2]。
（二）保证剪力墙结构墙肢适宜长度的原则
在设计过程中，剪力墙结构的墙肢长度设计一定要合适，具体长度根据实际项目的具体要求而定，大多处于8米以下，避免了配筋会出现拉断的可能。剪力墙墙肢厚度的八倍多即为墙肢的实际长度，同时，剪力墙墙体的整体长度要小于4米。
（三） 设置合适数量的剪力墙结构
剪力墙结构的数量越多并不是意味着其性能越强，有时，剪力墙结构的数量过多，一方面会浪费钢筋建材、过度消耗资源，另一方面还可能增加剪力墙自身所承受的力度、增加自身的地震力。因此，剪力墙结构的设计原则是在满足具体项目的相关要求的前提下，尽可能的减少此结构的应用，以此来减少其自身的负荷量，使剪力墙结构能够更好的发挥其优势。
三、剪力墙结构在建筑结构设计中的实际应用
（一） 有约束边缘构件及无约束边缘构件
在建筑的设计及施工过程中，通过约束边缘构件对剪力墙的部分墙体进行处理，可以在相同的资源条件下，使得剪力墙的作用功能得以更好的发挥。剪力墙的约束边缘构件由无约束边缘构件与有约束边缘构件共同组成，这两种约束边缘构件各有利弊：从建筑的承载力来看，无约束边缘构件更占优势；而从稳定牢固性及抗震抗压能力来看，有约束边缘构件表现更好，因此，要根据实际项目的具体要求进行约束边缘构件的选择。
（二）对墙体配筋量加以控制
剪力墙结构与其他结构相比其消耗的钢材数量较大，且剪力墙结构在我国很多建筑中都有所应用，因此，合理掌控配筋量的多少可以在很大程度上节约原材料及其成本，从而在保证安全的前提下，可以使得利益最大化。具体操作方法为：一般在符合项目所要求的最小配筋量的前提下，布置好竖向钢筋的内侧以及水平钢筋的外侧。遇水的墙面用双向钢筋网做保护层，进而有效地减少配筋量的需求[3]。
（三）应用短肢剪力墙结构
现阶段，短肢剪力墙在建筑中的应用也越来越多，与长肢剪力墙相比，短肢剪力墙既有优势也有劣势，其优势是肢体厚度小，应用更为灵活方便，自由度高，不及长肢剪力墙的是受力能力与承载能力较低，因此，在高层建筑物的设计及施工过程中不可使全部结构均为短肢剪力墙，当短肢剪力墙的布置数量达到项目的要求时，可采用一般剪力墙或将其设计成筒状，以此来更好的发挥剪力墙的特点，制约水平力的作用。
总结：随着当前我国科技水平与居民生活质量的提高，建筑行业发展愈发迅速，在这种背景下，剪力墙的应用更为普遍，对剪力墙结构的改进及优化，完善剪力墙的设计及应用体系已经成为现阶段亟待研究解决的问题。因此，我们要加强对剪力墙结构设计及应用的重视程度，全方位思考及研究，保持并充分发挥其优势，改善其缺点，以此促进剪力墙结构能够最大化的体现其自身的价值及效果，进而促进我国建筑行业的可持续发展。
参考文献：
[1]周任.论剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].科技与创新，2017（09）156-157.
[2]孙家昱.论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].四川建材，2017，43（04）35-36.
[3]蒋利明.分析剪力墙结构在建筑结构设计中的运用[J].建材与装饰，2016（19）107-108.
论文作者: 俞剑锋
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第20期
论文发表时间:2018/10/10
标签：剪力墙论文; 结构论文; 建筑论文; 墙体论文; 构件论文; 结构设计论文; 边缘论文; 《建筑模拟》2018年第20期论文;