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摘要：随着我国经济的发展，建筑业作为国民发展的基础产业其规模在不断地扩大，相应的人们对建筑物的要求也在逐步提升，对建筑物工程优化设计也是建筑行业发展的必然趋势，剪力墙结构就是在这种条件下出现的。由于这种结构具有较强的抗震性和其他优点，在众多的建筑项目中都被采用，剪力墙结构设计在我国的建筑工程结构设计中有着举足轻重的地位，对其结构设计与应用对我国建筑业整体的发展具有重要的现实意义。基于此，本文对建筑工程设计中剪力墙结构的设计进行分析。
关键词：剪力墙结构；建筑结构设计；应用
1剪力墙结构设计的概况
1.1剪力墙结构
剪力墙，是在房屋建筑结构中由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构，抵抗地震的性能优越。所以剪力墙也被称为结构墙或者抗震墙，在对建筑物进行装修和改装的时候，剪力墙的结构都不能更改。在建筑工程中融入剪力墙的主要目的是加强建筑物结构的稳定性，提高建筑物对地震等水平荷载的抵抗能力，为了提高建筑物的稳定性和刚度，一般选择钢筋混凝土为剪力墙的主要材料。
利用钢筋混凝土建成的剪力墙结构，可以承受来自横向和纵向的水平力，剪力墙结构的设计过程中，一般用剪力墙代替框架结构中的梁柱形成的框架，以承受来自各个方向的荷载。所以说，剪力墙结构不仅能够抵抗地震等自然灾害，性能优越，同时由于其材料构成和结构特点具有非常好的刚度，因此颇受欢迎。
1.2剪力墙结构设计的优势所在
作为建筑结构设计中应用较为广泛的一种结构，剪力墙的设计结构有着其自身的优势，能够满足多种多样的建筑工程的要求:(1)适用性:由于剪力墙相较于传统的框架式梁柱来说，剪力墙结构的抗侧刚度更好，剪力墙结构可以用在钢筋混凝土框架结构不能适用的高度范围内。对于目前城乡建设中越来越紧张的土地有很好的适用性； (2)经济性:因为剪力墙的结构设计是在建筑物内设置剪力墙来抵抗水平风荷载和地震荷载。剪力墙本省即可作为分隔构件对建筑进行不同区域的划分，以及对各个区域进行相应竖直方向的维护。不需要过多填充其他墙体材料，不仅减少施工环节，而且降低了建筑工程项目的成本，更有利于企业的经济效益；
2 剪力墙结构的样式与方案
2.1剪力墙结构的方案
在设计剪力墙结构方案时，设计单位需要做好三方面的工作。首先，剪力墙结构应具有适宜的侧向刚度。平面布置宜简单、规则，宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置，两个方向的侧向刚度不宜相差过大。抗争设计时，不应采用仅单向有墙的结构布置。其次，设计单位需要对施工成本予以考虑，从多个设计方案中进行优选，在确保满足设计和使用功能的同时，减少资金的投入，以达到最高的性价比；最后，应该对建筑工程的地质情况予以充分考虑，对剪力墙施工过程中所需要使用到的技术和工艺手段具有清晰的认识，对其进行合理布局，让结构方案的效用可以得到充分发挥。
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在选择剪力墙结构时，应尽量避免使用短肢剪力墙，如必须采用时不应全部使用短肢剪力墙。B级高度高层建筑以及抗震设防烈度为9度的A级高度高层建筑不宜布置短肢剪力墙。
2.2剪力墙结构的样式
根据剪力墙的特性，可以想起分为不同的类型:
(1)整体剪力墙。整体剪力墙具有的最大特点是洞口数量少，结合实际情况，在建筑工程设计中可以对洞口忽略不计。这种剪力墙在在现代建筑工程中应用较为广泛，可以起到良好的支撑效果。
(2)壁式框架。壁式框架主要应用在联肢墙中，墙中所存在的洞口较大，因此也就导致了墙肢刚度较弱，与连梁刚度接近。框架结构与此种剪力墙结构的受力较为相似，因此被称为壁式框架。但是壁式框架和框架结构的梁柱具有较大差异。
(3)联肢墙。联肢墙洞口既有多排的，也有单排的，其墙中的洞口尺寸同样较大，主要受力的承担主体是连梁，此种剪力墙较为特殊，通常需要多组连梁予以共同连接，墙肢的刚度优势可以得到充分发挥。
3 剪力墙结构设计在结构设计中的应用
3.1平面布置
明确定位剪力墙设计要点，平面布置应尽量均匀、对称，同一平面内外的剪力墙结构的质量中心和刚度中心完全重合，减少扭转。建筑结构设计过程中较长的剪力墙结构要设计开洞口，并均匀分配成长度相等的几段墙面，为避免剪力墙发生剪切破坏，相关规范规定:每段独立墙面总高度与墙段长度之间的比例不宜小于3。
对剪力墙上的洞口应进行结构的规则化处理，剪力墙结构洞口一定要保证上下对齐，成列布置，避免墙洞交错叠合导致剪力墙受力刚度减小，否则剪力墙结构容易变形，地震时容易发生破坏。必须采用时，应采取措施使剪力墙形成明确的墙肢和连梁，将叠合洞口转化为规则大洞口，门窗洞边采用轻质材料填充。在建筑结构抗震功能设计时，进行双向或多向设置对剪力墙结构的功能性有一定的保障，形成一定的空间工作结构，避免两个主轴方向的动力特性有过大的差异。一般可控制两个主要方向的计算指标（周期、层间位移等）相比不小于80%。
当剪力墙结构洞口与墙边或洞口与洞口之间形成墙肢截面高度与厚度比例<4的小墙肢时，应该采取框架柱箍筋设计对剪力墙结构进行全高加密。对较长的墙肢要分为两个墙肢施工，超过8m长的墙肢都应开洞使其划分为小墙肢。
3.2边缘构件的约束处理
一般来说，在剪力墙的结构设计中，无约束边缘构件的处理要比之有约束边缘构件的处理的负载能力低40%左右，同样，抗震能力的效果也要低20%左右。相关规范规定，一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于相关要求时，应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件。B级高度的高层建筑剪力墙，宜在约束边缘构件层与构造边缘构件层之间设置1~2层过渡层，过渡层边缘构件的箍筋配置要求可低于约束边缘构件的要求，但应高于构造边缘构件的要求。
因此，在建筑工程的设计项目中，要根据实际情况选择合适的边缘构件，并对其进行相应的处理，最大限度的增强剪力墙的抗弯能力，使整个建筑有更好的承载力、刚度和延性。
3.3剪力墙中大墙肢的处理
就剪力墙结构的意义而言，其自身的结构具有抗水平力好，延性好的特征与优势，所以在实际设计过程中可以利用该特征充分发挥其效用。通常情况下，细高的剪力墙容易设计成具有延性的弯曲破坏剪力墙,当在设计中使用了长度较长的剪力墙时，容易造成剪力墙的脆性及剪切破坏。因此，设计中应该尽可能避免此种形式的设计。为了能够避免上述现象的发生，需要在设计与施工的过程中，对剪力墙进行开洞，将长墙分成长度较小的墙段，使每个墙段成为高宽比大于3的独立墙肢或联肢墙。当施工完成以后可以在对该洞进行填筑，通过这样的方式，能够将长墙变为短墙。
这里的“墙肢长度较长”可分为以下两种情况：一是，墙肢本身长度较长，长度超过8米。二是，相对于其他墙肢而言，墙肢长度相对较长。当墙肢本身不太长时，而其他墙肢长度相对较小时，也应注意对相对较长的墙肢进行适当开洞处理。另外，还可以在设计剪力墙结构的过程中，根据建筑物的实际需求开展设计工作，避免出现长肢剪力墙。
论文作者:常钊,何延峰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/8
标签：剪力墙论文; 结构论文; 刚度论文; 洞口论文; 构件论文; 结构设计论文; 建筑论文; 《防护工程》2018年第7期论文;