摘要：剪力墙又称抗风墙或抗震墙和结构墙。从开洞与否以及开洞大小的角度来看，剪力墙主要分为截面剪力墙、整体小开口剪力墙以及壁式框架剪力墙和双肢或多肢剪力墙等四大类型。实际上，剪力墙结构设计能够在整个建筑结构设计的各方面（如处理大墙肢、设计连梁结构、合理布置平面等）都起到很大的作用。本文就剪力墙结构设计问题展开讨论。
关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；应用
1剪力墙结构设计在建筑结构设计中的主要应用原则
在通常情况下，剪力墙的高度和宽度都会比它的厚度要大得多，再加上其属于一种具有几何特征的向板，因此，剪力墙的受力形态在很大程度上与柱子的形态相一致，但实际上，两者之间还是存在一定差别的。肢长与厚度的比值范围是导致两者之间产生差别的主要因素，当剪力墙的肢体与厚度之间的比值不超过3时，设计者就可以主旨为参照物来设计剪力墙，当这两者之间的比值超过3时，设计者则可将剪力墙看作异形柱进行设计和处理[1-2]。
2剪力墙结构的分类
从综合分析的角度来看，若以剪力墙上是否有开洞以及开洞的大小为分类依据进行分类，则剪力墙结构共可分为以下几种主要类型：
①整体小开口剪力墙：顾名思义，这一类型的剪力墙开口通常都比较小，但实际上其开洞面积却在15.00%以上。弯曲变形是剪力墙的最常见和最主要不良现象，而这一类型剪力墙的墙肢高度基本无反弯点。
②截面剪力墙（实体墙不开洞或开洞面积低于15.00%[3]）：这一类型的剪力墙易发生曲型变形，整个墙肢高度上弯矩图既无弯点亦无突变。
③壁式框架剪力墙：相对来说，壁式框架剪力墙的开洞较大，且连梁线与墙肢线之间的刚度十分接近，易使整个受力墙发生剪切型变形，其受力特点与框架结构相类似。在楼层建设较高时，该类型的剪力墙会有相应的反弯点，而各楼层之间也会有弯矩图突变。
④双肢或多肢剪力墙：该类型的剪力墙不仅开洞面积较大，且以成列方式进行分布。虽然其开口和整体小开口的剪力墙有所不同，但这两者间的受力特点还是非常相似的。
3剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
在建筑结构设计中科学合理地运用剪力墙结构设计是建筑结构设计的重点应用形式之一，能够在实际应用的过程中进一步简化整个设计流程，提高设计工作效率。除此之外，在实际设计过程中，设计人员还应注重横竖向布局形式，以此便可进一步避免剪力墙结构产生断裂等不良现象。与此同时，在设计过程中，设计人员务必要严格遵照循序渐进的形式进行设计，才能确保窗体与墙肢的有效连接。另外，将剪力墙结构设计实际应用于建筑结构设计中时，优于计算是整个建筑设计中的核心部分之一，因此同步提高各方面的计算形式很有必要，以此才能进一步提高对建筑结构防震能力的评判准确度。
3.1对大墙肢的处理
在整个建筑结构设计中，剪力墙结构的延伸性是必不可少的。有相关实践证明，部分宽高比低于2的剪力墙易在实际设计过程当中会逐渐转变成具有延性且易于弯曲破坏的剪力墙。倘若剪力墙的长度较长，则为了能够有效确保每个墙段的宽高比均符合实际设计需求（不小于2），设计人员可以开洞分割的方式将长墙均匀地化分为符合条件的独立墙段，由此就会减小墙段比和受弯所能产生的裂缝宽度，从而才能够进一步确保剪力墙墙体配筋的支撑作用得到最大化发挥。由于一般都是由超过8m的大墙肢来承载整个楼层的剪力，所以，当产生强烈震动（如地震等）时，这些大墙肢就会首当其冲，而其余较小的墙肢因无充足的配筋来支撑墙面，就会导致墙面受到全面性的破坏。针对这一系列问题，设计人员就应在进行剪力墙结构设计时，以实际施工情况为依据，对部分长度超过8m的墙肢开施工洞和开计算洞[4]。
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3.2合理的平面布置
在剪力墙结构设计过程中，设计人员应尽可能地沿着主轴方向或其他方向展进行多向布置；在布置剪力墙平面时，设计人员还应严格遵照相应的布置原则（均匀、对称）尽可能地将墙面结构中的刚度中心和质量中心相结合，与此同时，不论是外剪力墙还是内剪力墙，都应进行最大化地对直拉通，以进一步降低剪力墙扭矩现象的发生率；在整个设计过程中，设计人员还应对剪力墙的抗侧力刚度拿捏得当。因此，为能够进一步促进剪力墙抗侧力刚度与承载能力的作用得到最大化发挥，设计人员还应在设计过程中适当性地增强剪力墙的空间利用率。
3.3连梁结构的设计
所谓连梁，笼统来说就是连接墙肢和墙肢之间的梁。当剪力墙受到水平作用力而出现弯曲现象时，为使墙肢保持稳定，剪力墙就会相应地改变墙体的受力状态，这同时也会对墙肢起到一定的约束作用。由此不难看出，连梁部分的设计是剪力墙设计过程中必不可少的一部分。假如连梁的设计不合理或者设计出现失误，那将会对整个建筑结构设计以及后期的施工建造带来无法估量的影响。因此，在设计连梁这一部分时，设计人员必须严格遵照相关规定和实际需求在增加连梁跨度的同时，合理减小连梁的高度与刚度。另外，适当性地增加剪力墙的厚度亦能够进一步提高建筑物的承受力和抗震能力，且还能有效促进连梁作用的最大化发挥。
4优化剪力墙结构设计以及计算的原则
4.1剪力墙结构设计的主要优化原则
在剪力墙实际设计过程当中，通常情况下，其都会沿着主轴方向和其他相关方向进行双向布置，从而形成相应的空间结构，而需进行抗震设计的剪力墙结构不仅要尽可能地避免单一性的布置，并且还要尽可能地使各受力方向的抗侧刚度相互接近，以赋予其相应的空间工作性能。实际上，为了能够充分地利用剪力墙减轻整个建筑结构的重量，所以，剪力墙的承载力与抗侧刚度通常都比较大。与此同时，在整个建筑设计中，设计者应将剪力墙的布置密度控制得当，并且还应注意赋予整个结构适当性的侧向刚度。对于相对较的剪力墙，不仅要开设相应的洞口，并且还要在将其划分为若干个墙面（长度相当）的基础上采用弱连梁进行连接，使得各独立墙段的总高度与截面高度之间的比例在2以上，从而进一步有效避免剪力墙出现脆性的剪切破坏。除此之外，在抗震设计这一块，不仅要注意避免剪力墙洞口与墙边或各洞口之间形成的墙截肢面高度和厚度之间的比例小于4，并且，当小墙肢截面的高度低于剪力墙厚度的4倍时，就应以框架柱的设计为依据进行箍筋和全高加密。
4.2优化剪力墙结构计算的原则
相关规章制度明确规定，在对多地震作用楼层的最大层间位移进行计算时，应以各楼层间的弯曲变形程度为主要依据（计入扭转变形[5]），在此过程中，可不扣除结构整体的弯曲变形程度。所以，在进行高层建筑剪力墙设计时，设计者应尽可能地扭转变形，但同时又不能仅以某一层的情况为依据而盲目地增加竖向构件的刚度。在剪力墙的实际设计过程中，有相当一部分设计师只要一看某方向的层间位移无法满足相关规定的要求和标准，就不断盲目地增加该区域的侧向刚度。
5结语
总而言之，随着建筑业的不断发展以及人民生活水平的不断提高，为尽可能地满足各住户对居住环境的安全要求，如何进一步提高建筑物结构的安全性成了建筑行业的重点研究方向，而剪力墙结构在整个建筑结构设计中则起到了至关重要的作用。因此，各设计人员应科学合理地将剪力墙设计融入到整个建筑设计当中，以有效提高建筑物的综合性能。
参考文献
[1]张桦，马骞.双层叠合板式剪力墙结构设计技术研究与工程应用[J].建筑结构，2016，46（10）：2-8.
[2]许晓冬建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].黑龙江科技信息，2014，（23）：251.
[3]程元虎，王蕾.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[J].住宅与房地产，2016，（33）：26.
[4]余添朋.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用价值分析[J].江西建材，2016，（11）:11-18.
[5]张若信.建筑结构设计中剪力墙结构设计应用研究[J].住宅与房地产，2016，（15）：23.
论文作者:杨应伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/8
标签：剪力墙论文; 结构设计论文; 开洞论文; 刚度论文; 结构论文; 建筑论文; 设计人员论文; 《基层建设》2017年第13期论文;