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摘要：剪力墙结构设计已经在建筑结构设计中得到了非常广泛的应用。但从具体的应用情况来看，目前剪力墙设计应用还存在诸多问题需要结合工程实际情况加以解决。所以在进行剪力墙结构设计时一定要结合工程的实际情况合理应用，设计人员不可以脱离设计要求和原则，把握住要点，在保证安全的前提下，努力减少成本，才能使各方获得最大的收益。本文主要对建筑工程结构设计中的剪力墙设计进行了分析研究。
关键词：建筑工程；结构设计；剪力墙设计；具体应用
引言
中国的国民经济和建筑结构设计整体水平与发展规模都在提升，高层建筑将成为现代建筑的主流。剪力结构在侧向刚度、侧向变形等方面具有一定的优势，在高层建筑中得到广泛应用。因此掌握剪力墙结构的特点，对剪力墙结构设计有很好的把握。我们要从设计的基本原则出发，设计更加经济合理的剪力墙结构。因此建筑结构设计人员要根据剪力墙结构设计原理有明确的认识，同时，不断从设计实践出发来推动中国建筑业整个工艺设计水平的提高。
1剪力墙结构概述
剪力墙具有强大的抗震能力让它享有“抗震墙”这样的称呼，而其显著的抗风能力，在生活中也被称为“抗风墙”。和普通的砖墙相比它具有结构特殊性，也叫做“结构墙”。作用主要是为了承受地震荷载、风荷载，以及各种自然灾害带来的水平荷载。建筑物在时时刻刻都会受到外力的威胁或者破坏，正常使用的建筑一旦出现问题，可能会引起严重的后果。所以为了让建筑物变得更加稳定，剪力墙应运而生。判断一个建筑的承受能力主要看它结构的竖向受力和横向受力，作为剪力墙的主要材料，钢筋混凝土目前具有不可替代的优越性。剪力墙的类型有：不开洞的实体墙，有端柱的剪力墙，有一排或多排洞口的联肢墙，用在转换层处的框支剪力墙，以及由剪力墙围成的核心筒等等。这些剪力墙每种都有其自身的受力特征，设计人员应该结合建筑结构要求来进行具体的剪力墙类型选择。所有的剪力墙从总体特征来看，主要有以下几个方面：具有较强的抗震性能，使得室内的墙面呈现比较平坦的外观，但是剪力墙因为其结构的建设需求，在实际的剪力墙施工中需要涉及到很多环节，所以其中的总体成本也是比较高的。
2建筑结构设计中的剪力墙结构设计分析
2.1剪力墙结构的设计方法
基础方案设计。在建筑结构设计中，剪力墙的基础结构设计是十分重要的，设计人员应参照整体的建筑设计方案进行循环论证，以明确出最为合适的剪力墙结构；（2）墙体承重结构设计。在考虑墙体承重设计时，设计人员应充分了解相关的政策、要求以及施工数据和实际施工水平，以确保剪力墙承重构件设计的合理性、规范性，进而保证建筑结构的整体受力能力和质量。
2.2剪力墙结构设计原则
（1）在剪力墙设计计算中，应将水平和竖直方向结构的受力情况考虑在内，再依据一些偏拉情况以及偏拉对横截面与主界面承载力的施力情况进行分析验算；（2）当剪力墙与平面外的梁相连接时，容易引发墙体的平面外弯矩，因而要尽量避免这一现象；（3）剪力墙需要承受竖直方向的压力，要保证墙体的结构和刚度对于这一外力有一定的承受能力；（4）剪力墙的尺寸较大、厚度较薄，当长度和厚度比例为3～5时，应当设计为异形柱墙体，比值＜3时，应设计为柱形。
2.3剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
2.3.1定位剪力墙
若平面布置的控制工作未落实到位，会引起平面不够均匀以及对称情况不达标的现象，从而造成剪力墙结构和不同部位的承重情况差异较大，导致墙体弯曲。因此，应严格保证剪力墙定位的合理性，按照估算好的数据进行划线定位，保持平面的均匀性。
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2.3.2结束边缘的构件
在诸多建筑结构中，约束剪力墙的一个边缘构件可以让剪力墙在相同的条件下有着不同的承重效果。剪力墙的约束边缘处理主要分为约束边缘构件和无约束边缘构件两种，整体而言，无约束边缘的结构在建筑承载方面有着更好的性能，而有约束边缘构件在抗震性和稳定性方面具有显著优势。
2.3.3控制墙体配筋中的措施
较为常见的墙体配筋控制方法为：在满足自身规范配筋最小值的前提下，将水平方向的钢筋向外侧放置，竖直方向的钢筋放置在内侧，迎水面保护层使用双向钢筋网片，这样可以很大程度的减少配筋量，从而节约钢材。
3剪力墙的具体布置实施
3.1平面布置
剪力墙设计的平面布置可以灵活，但是有几个要注意的地方。（1）平衡、对称。建筑强设计结构有长有短。遇到较长的剪力墙时，不要全部当成一个整体，选择开洞口的方式，将墙面分成等长均匀的几段。交错不齐的剪力墙洞口会带来很多隐患，比如说受力刚度减小，结构不稳定，容易发生事故等等。所以洞口要一排排的整整齐齐。对称布置，使得结构平面上刚度均匀，减小水平力作用下给结构产生的扭转。（2）在进行抗震设计的时候，尽量减少一字型的短肢剪力墙的布置，双向的或者多向的更能保障安全。多向或双向的设计可以形成一定的空间工作结构。剪力墙不仅需要在结构平面主轴方向双向布置，而且还应该尽量使得各主轴方向剪力墙的侧向刚度相近。（3）剪力墙结构与其他的结构一样，在特殊情况下也会出现刚度突变的情况。为了避免不必要的损失，在竖直方向上要从下往上的布置。（4）在同一个平面上的剪力墙结构质量中心和刚度中心不可以岔开，岔开之后，无法保证其稳定性，应沿着建筑物的全高布置，侧向刚度沿着高度从下至上连续均匀，剪力墙开洞时，洞口上下对齐。（5）平面形状凹凸较大的时候，尽可能在凸出部分的端部附近布置剪力墙。当遇到建筑物周边、电梯间、楼梯间等部位时，均匀的布置剪力墙。（6）剪力墙不宜过长，超过8m的剪力墙最好设置挂高比较大的连梁将其均匀分为若干段，使得各个墙段的高度与长度之比大于3。
3.2墙肢截面厚度
剪力墙的厚度变化呈现阶段性的规律。阶段性即均匀平衡，连续不折断。阶段变化的范围最大是100m，最小是50m，严格控制在这一范围以内，才能使结构不发生变形。剪力墙的材料是混凝土，在混凝土的强度等级发生变化楼层时，此楼层要避免进行剪力墙的厚度变化。高层建筑在底部的剪力墙一般厚度大，当剪力墙的厚度超过400mm时，如果仅采用双排配筋，会形成中部大面积的素混凝土，使得剪力墙的的截面应力不均匀，所以厚度超过400mm的剪力墙，需要配置三排或四排钢筋。
3.3剪力墙结构连梁
高层住宅剪力墙结构，由于墙长较长时通过开洞或剪力墙平面内梁跨较小形成连梁，如果出现跨高比较小的连梁，在计算过程中，容易产生过度抗剪的连梁，通常有以下解决方案：（1）增大连梁的截面积，可以增强连梁本身的抗剪能力，但梁的刚度相应也会增加，吸收的地震力也会增加，只能增加有限的抗剪承载力。在梁宽固定的情况之下，可以使用加高梁高的方法；当梁高是一定的，可以扩大梁宽，增大断面的连接刚度，但宽度对连梁刚度贡献较小，仅是一个线性关系，使得分担剪力的增加值小于抗剪力的提高值。（2）调整设计内力，在提高连梁截面对提高抗剪承载力没有影响的状况下，可人为的降低连梁的刚度，来控制剪切力的分配比例，并解决了连梁的抗剪性能问题。最简单的控制方法是在计算参数选择时，通过调整连梁刚度折减系数，只有在采用内力配筋计算时才可以。在整个计算和非地震荷载作用下，连梁的刚度不会降低，连梁应具有足够的抗弯承载力和抗剪承载力，以满足正常使用的要求。对于跨高比大于5的连梁，应根据设计的框架梁，满足框架梁的要求。（3）可作水平缝从而形成双连梁、多连梁或其他结构措施，以提高抗剪承载力，如设置交叉暗支撑等措施，以提高连梁的抗剪承载力。
结束语
综上所述，根据剪力墙的性质与特征可以将其分为不同的形式，每种类型都有利于保障建筑的稳定性。以此为基础，工作人员采用恰当的应用手段，有效的提高了剪力墙结构的稳定性，保障了建筑工程的质量，降低了建筑工程的支出成本，为用户提供了安全的生活环境。所以，可以将剪力墙结构合理的应用在建筑工程中。
参考文献：
[1]张卫华.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].门窗，2017，01：15+18.
论文作者:陆平华
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第21期
论文发表时间:2018/2/26
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 刚度论文; 承载力论文; 平面论文; 墙体论文; 《建筑科技》2017年第21期论文;