摘要：近年来，随着房地产事业的进一步发展，高层建筑日益增多。高层建筑的结构设计不同于其他建筑设计，其对建筑结构的持久性、耐用性都有更高的要求，而剪力墙结构正好满足高层建筑的墙体结构要求。对于不同的建筑结构中剪力墙的应用有着不同的结构设计方法，这就要求根据使用要求和实际情况来进行剪力墙的优化设计，从而保证剪力墙布置的合理性和适用性。本文在此从几个不同的方面对剪力墙结构设计的具体应用要点做了一定的分析。
关键词：剪力墙；墙肢；配筋；连梁
前言：剪力墙结构可以有效抵抗风和地震等水平力作用，防止结构剪切破坏。此类结构为促进其作用有效发挥，结构设计过程中要根据具体需要，对建筑结构进行科学合理布局，综合采取有效对策，提高剪力墙结构设计水平，为后续施工创造良好条件，提高整个建筑结构的安全性、经济性。
一、剪力墙结构概述
剪力墙结构是指采用钢筋混凝土墙板承受来自水平方向和垂直方向荷载的结构，在剪力墙结构设计中，施工单位经常会使用钢筋混凝土墙板代替建筑物框架结构的梁柱，从而有效地控制建筑结构产生的荷载，剪力墙结构具有良好的刚度、抗震性，在建筑结构设计中有十分广泛的应用。
建筑结构内的剪力墙布置时，应尽量采用筒体和剪力墙共同抵抗水平作用力的剪力墙结构形式。在高层建筑结构设计时不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，抗震设计时，要求筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。
二、剪力墙结构的合理布置
高层建筑需要留有足够的空间，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。尤其是地质灾害频发的区域，根据地质特点，应避免单向布置剪力墙，并宜使两个方向刚度接近。同时墙体的受力点应该均衡设置，使其刚度中心和建筑物质心尽量接近，以减小扭转效应。必要时通过改变墙肢长度和连梁高度调整刚心位置。剪力墙抗侧刚度大，结构自振周期短，所受水平地震作用较大，对结构不利。可充分利用剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大的能力，尽量减薄纵横墙体的厚度，或采用“主次结构”，加大墙体的间距，减少墙体数量，以降低结构的抗侧移刚度，减轻结构重量，减少墙体的水平地震剪力和弯矩。
三、剪力墙在建筑结构设计过程中的具体应用
1、大墙肢处理
在建筑所在地区发生较大强度的地震时，大墙肢是最容易遭到地震破坏的，当然小墙肢也难以幸免，墙肢的破损导致整个墙面的坍塌。所以，剪力墙的墙面必须具有良好的延展性，需要将剪力墙的结构设置为弯曲变形的延性墙，在墙的长度比较长时，为了确保每墙段的高宽比均大于2，使用开洞分割的方式，在墙的长度比较短时，弯曲造成的裂缝宽度也会小，就不用过于担心墙面的支撑作用。
事实上在剪力墙结构中，超过8米的大墙肢存在，那么楼层的剪力效应大都由那些大墙肢承受，大墙肢的承受能力有限，为了缓解大墙肢的承受能力，应在设计时增设结构洞进行开洞处理。在开洞之前进行详细的计算，确定大小后在施工时保留该墙洞，施工结束后立即使用填充墙封堵，使得长墙肢变换为短墙肢。
2、结构平面立面布置
高层建筑的平面宜采用简单、规则、对称的形状，避免过于复杂的平面形式，高层建筑物平面布置不对称、过多的外凸、内凹等复杂形式都容易造成震害。在高层结构的抗震设计中，结构体系的选择、布置、构造措施比软件的计算结果是否精确更能影响结构的安全。在不对称结构中，结构在凹凸拐角等处容易造成应力集中而遭到破坏，所以应尽量避免。而在完全对称的结构中，也应注意凸出部分的尺寸比例。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如凸出部分较长，要在结构设计中采取相应的补救措施。结构的竖向布置要尽力做到刚度均匀且连续，避免结构的刚度突变和出现软弱层。
3、墙肢长度
剪力墙墙肢长度是有基本数值标准的，通常来说为八米。但是在实际的设计中应该考虑到意外影响因素，所以允许在标准数值的基础上出现两米范围内的延性。当墙体长度超出既定范围时，为了满足每个墙段高宽比大于2 的要求，可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙，洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁，使其可近似认为分成了独立墙段。
4、墙肢厚度
根据我国的《建筑抗震设计规范》，要求剪力墙结合实际抗震等级要求，加强剪力墙底部的区域，剪力墙厚度不小于0.2m，且大于楼层标高的1/16，剪力墙的无翼端头以及暗柱应当大于楼层标高的1/12，这设计要求不满足8度地震区域低高层与多层的剪力墙的结构设计要求，如6～14层的剪力墙结构，在重力荷载作用下，墙肢轴压比应低于0.2，因此剪力墙应当布置配筋，如底部剪力墙的层高为4m，墙厚通常设为0.24m，投资商要求视野开阔，不应设置外纵墙，在横墙端部不应当设置端柱与翼墙时，一旦高层建筑的层高增加，设计人员应该进行概念设计，同时进一步调整剪力墙的轴压比，结合墙体截面尺寸，来验算剪力墙的稳定性与强度，在剪力墙的构造上应当设置配筋与暗柱，保证剪力墙的自身连结力，从而能够减小剪力墙厚度。
5、配筋设计
应根据剪力墙的厚度来进行配筋设计，墙厚小于14cm时，应该采用双排配筋；当墙厚为40cm ～ 70cm 时，应该采取三排布置配筋；而当墙厚大于70cm 时，则应该采用四排配筋，而且应该将受力主筋均匀的布置成排。在一、二、三、四级抗震设计以及非抗震设计时，剪力墙的竖向与水平分布筋配筋率应该不小于0.20%，钢筋直径应该不小于8mm，其间距应该不大于30cm。对于部分框支剪力墙结构，抗震设计时加强部位的配筋率应该不小于0.3%，钢筋直径应该不小于8mm，间距应该不大于20cm；非抗震设计时应该不小于0.25%。房屋顶层剪力墙、楼梯间、电梯间剪力墙、端部开间纵向剪力墙的配筋率应该要控制在0.25%以上，而且钢筋的布置间距不应大于20cm。
6、连梁设计
在剪力墙结构中，连梁是指两端与剪力墙相连且高跨比小于5的混凝土构件，在地震等水平力的作用下，其内力往往较大，如果设计不当就肯导致其产生脆性破坏，严重危害结构的安全性。因此，在设计连梁时，可根据不同的实际情况采取相应的措施，使连梁设计更为合理。例如可以通过增加剪力墙的洞口宽度或在连梁中部开设水平缝的方式，又如可在计算内力和位移时对连梁的刚度进行一定的折减，并对局部内力过大的连梁进行一定的调整等。
7、边缘构造设计
在进行建筑结构设计时，首先要对剪力墙的结构特性和受力特点等进行分析，加强剪力墙洞口两侧以及剪力墙两端的强度，必要的时候还可以在剪力墙中适当的部位安装约束边缘构件和构造边缘构件。在进行约束边缘构件设计时，框筒结构、框剪结构等的设计规范和标准比较严格高于普通剪力墙的设计。对抗震性能要求不算高，并且没有特殊要求的剪力墙，也必须要满足其相应的界限值。大量的研究数据表明，槽形或工字形截面剪力墙的各项性能要明显好于矩形截面的剪力墙。
结语
综上，建筑的剪力墙结构设计，在建筑施工整个过程中占有重要位置，设计过程中应合理选择剪力墙的类型，对剪力墙的构件选择、墙肢处理等做好科学合理的设计，选择有效合理的宽度与长度，保证剪力墙结构设计的稳定性和经济性，强化建筑结构设计质量。
参考文献：
【1】李捍文.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用.2012（09）
【2】韦静.浅析剪力墙结构设计[J].中国城市经济.2011（12）.
论文作者:李永恩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 刚度论文; 墙体论文; 大墙论文; 建筑结构论文; 《基层建设》2019年第10期论文;