德州市建筑规划勘察设计研究院 山东德州 253000
摘要：对剪力墙结构设计人员来说，要先对其功能有确切的了解，然后选取符合实际应用的结构，平面和立面的布置要尽可能规则，还有要有较好的抗风、抗震性能好的结构体系。使建筑的结构合理、安全、可靠；同时要降低造价，这也是今后设计发展的方向，还要根据具体实际状况和规范做相应加强措施。本文主要探讨了在剪力墙结构设计中所遇到的问题，并对这些问题在实际应用方面进行了分析研究。
关键词：建筑结构设计；剪力墙结构；设计
1.剪力墙结构的介绍
用钢筋混凝土的墙板代替原来建筑物中的框架结构，把建筑物产生的各种荷载作用于墙板上，称为剪力墙结构，这种剪力墙结构能够有效地制约建筑结构产生的水平力。为了节省资本的投入，采用剪力墙结构，因为剪力墙结构价格低廉，具有很好的经济性，在我国高层建筑中，剪力墙结构被普遍的应用。
2.剪力墙结构的表现形式
2.1 无洞单肢剪力墙
无洞单肢剪力墙实际上是一竖向悬臂构件，立面上没有任何洞口，在受到水平压力时，其弯曲变形的能偏离程度对平截面的假定，墙肢截面的正应力为直线分布，可以利用材料力学方法计算其内力和变形。
2.2 整体墙和小开口整体墙
这种类型的剪力墙与第一种剪力墙的实质一样，仍然是一个悬臂构件，其墙面上只有很小的洞口，几乎没有影响。这种墙的正应力呈直线分布，其横截面的变形在平面的假定的范围内，这就是整体强。当开洞稍大一些，墙体可能引起局部弯曲，其墙肢应力不超过整体弯曲应力的15%时，墙肢截面的变形就不会超出平面的假定，其应力可以应用材料力学方法来进行计算，然后加以修正，这种墙叫小开口整体墙。
2.3 联肢墙
联肢墙是由许多受弯构件连接在一起的。建筑墙体上有许多洞口，竖向排列，这些洞口在外墙上表现为窗口，而在建筑的内部，门或走道是其表现形式。在实际设计中，窗户、走道、门等将一片整墙分开，由连梁或楼板连接的墙肢，就称为联肢墙。
2.4 短肢剪力墙
短肢剪力墙是一种抗侧力构件，近年来在我国兴起，它的优点是保留了异形柱不凸出墙面，克服了异形柱抗震性能不理想的缺点，严格限制了轴压比，由于是新型的剪力墙形式，专业人士正在研究其力学性能、破坏形态、抗震性能以及设计方法等，以期能够更好地利用此种新型剪力墙。
2.5 框支剪力墙
框支剪力墙，又名柱支剪力墙，是指当底层需要大空间时，采用框架结构来承受上部剪力墙的压力。形式分为常截面和变截面两种，也可以采用斜柱和V形柱来表示。根据建筑设计的要求，来决定使用单层的和多层的部框架。
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2.6 开有不规则洞口的剪力墙
应建筑使用上的要求，墙体上会开设不规则的较大洞口，这无疑会给建筑质量带来不利的影响，尽量不要采用。当必须采用这种剪力墙时，为了减轻不规则开洞带来的较大应力，可以用刚度小的材料填塞这些洞口，也可以设置一些连续性较强的暗柱暗梁，分散压力。
3.在建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
3.1配筋设计
应该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。
3.2连梁设计
连梁结构主要是指剪力墙结构中连接墙肢与墙肢之间的梁。剪力墙在受到了水平荷载作用时，墙肢会出现不同程度地扭曲，而且在连梁的两端也会产生相应的转角，从而使连梁产生不同程度的反弹作用。对墙肢的连接处理，可以有效的减少变形和内力的作用，从而改善墙肢受力状态。因此连梁结构被认为是剪力墙结构设计中必不可少的环节之一，其对墙肢的连接起到了很好的约束作用。要采取措施尽量提高塑性铰的性能，不断完善剪力墙抗震结构的设计。连梁结构设计中的截面面积和跨高比会受到一些因素的限制和影响，进而影响连梁结构的设计质量。因此，在设计时需对其进行有效地分析，通笔者认为，可以过减小连梁高度、增加剪力墙洞口的宽度、降低连梁的刚度等措施来增强连梁结构的整体质量。
3.3边缘构件设计
剪力墙的边缘构件可以分为构造边缘构件以及约束边缘构造两种，这两种构件的设计方法也不一样，合理的边缘构造设计可以使得剪力墙结构更为合理。约束边缘构件主要有暗柱、端柱以及翼墙。这些边缘构件的作用与砖混结构中的约束住一样，当结构刚度比较小时，在地震作用下层间位移及定点的位移就会较大，此时边缘构件也就起到相当大的约束作用，因此，要适当增大暗柱、端柱等边缘构件的截面尺寸与配筋。约束边缘构件沿墙肢方向的长度和箍筋配箍特征值应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》的要求。纵向钢筋的配筋范围不应小于规范规定的阴影面积，其纵向钢筋最小截面面积，一、二级抗震设计时分别不小于阴影面积的1.2%和1.0%。
4.剪力墙结构计算的优化原则
规范规定在计算多地震作用的楼层最大层间位移时，要以楼间弯曲变形为主，计入扭转变形，可以不扣除结构整体弯曲变形。因此，对于高层建筑应当尽可能地扭转变形最小，但是又不能够仅仅是根据这层间唯一不够而盲目地增加竖向构件的刚度。要尽可能的减少剪力墙的布置，并以大开间剪力墙布置方案为目标，使其结构具有适宜的侧向刚度使楼层最小剪力系数不小于规范限制，这样做能够减轻结构自重，有效地减小地震作用的输入，同时可以降低工程建设成本的投入。
结语
剪力墙结构因侧向刚度大，侧向变形小等优点，因而被广泛应用于高层建筑中。所以掌握好剪力墙结构受力特点，把握好剪力墙结构设计的基本原则，剪力墙结构设计就会更加经济合理。因此建筑结构设计人员应对剪力墙结构设计原理有着清晰的理解，从而能够在此基础上通过不断设计实践的进行来促进我国建筑工程整体设计水平的有效提高。
参考文献
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[2]潘志宏，李爱群.混凝土剪力墙结构静力非线性分析的弯剪模型及实现[J].东南大学学报（自然科学版），2012，4（7）：10～11.
论文作者:刘庆凯
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/11
标签：剪力墙论文; 结构论文; 构件论文; 结构设计论文; 截面论文; 洞口论文; 刚度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第30期论文;