（沈阳市城乡建筑设计研究院有限公司，辽宁沈阳110000）
摘要：随着生活水平和审美水平的逐渐提高，越来越多的人对其身处的建筑空间尤其是居住空间的舒适性、美观性和其平面布置的合理性、可利用率提出了更高的要求。剪力墙结构既能够保证建筑结构具有良好的安全性，又能够使建筑室内墙面更加平整、空间布局更加科学合理，因此当前高层住宅中已更多地运用了剪力墙结构体系。以下就剪力墙结构设计的对策谈几点笔者的体会。
关键词：建筑结构设计；剪力墙；设计对策
前言
现代建筑结构设计过程中，剪力墙结构是较为常见的类型，受到施工单位普遍重视和关注。该结构不仅侧移小，而且具有良好抗震性能，抗侧刚度大，能适应不同结构风格的建筑，尤其在高层建筑结构设计的应用越来越广泛。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，提高整个建筑结构设计和施工水平。
1剪力墙的概念及特征
剪力墙是建筑结构设计和施工的常见类型，尤其在高层建筑结构设计中比较常见，它有着自身显著特征，对建筑工程建设具有重要作用和现实意义。
1.1剪力墙结构概述
剪力墙结构一般是指建筑墙肢截面高度与厚度比值在5～8范围内的剪力墙体，常用钢筋混凝土板代替传统框架中的梁柱结构。通过剪力墙对荷载进行有效承担，能控制水平作用和位移，确保结构稳固与可靠。随着建筑工程的层数越来越多，剪力墙结构在整个建筑工程设计的应用越来越广泛。
1.2剪力墙结构的特征
作为一种重要的建筑结构设计形式，剪力墙结构具有自身显著特点和优势。常见剪力墙结构类型包括实体墙、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙、壁式框架剪力墙等，其显著特点是侧移小，抗侧刚度大，抗震性能强，吸收地震能力大，结构自重大，室内墙面平整，能有效保障结构的稳固与可靠，尤其适应高层建筑结构设计需要，其应用变得更加广泛。但不能否定的是，剪力墙结构也存在一些不足，例如，其中最为明显的缺陷与不足表现为造价相对较高，施工工艺流程复杂，对施工人员的素质要求高。尽管剪力墙结构存在一些不足与缺陷，但仍然得到施工单位普遍关注和重视，其应用也比较普遍。
2针对剪力墙结构设计的对策
2.1优化剪力墙的布置
剪力墙应按建筑平面的2个主轴方向或建筑单元的主轴及其垂直方向完成双向布置，避免出现仅单向有墙的布置形式，针对不同的建筑平面形式可以有以下布置方式：（1）常见的矩型、T型和L型平面，可根据2条主轴线方向双向布置；（2）J角型平面和Y型平面，可根据自身3个轴线方向和其相应的垂直轴线方向分别双向布置；（3）弧形平面、正多边形平面和圆形平面形式，可根据径向和环向分别双向布置。建筑工程平面中剪力墙的布置，要简单规则且应始终遵循双向和对称均匀的原则，内外剪力墙尽量相交、对直，避免一字形剪力墙的出现，应尽可能地促使建筑结构的质量中心与墙体刚度中心重合，以达到降低扭转影响的目的。为实现既能保证建筑工程剪力墙的承载能力和抗水平力能力，又尽量增大建筑的可使用空间且节约造价的目的，应控制剪力墙的平面布置数量和间距，即应有效控制剪力墙结构的抗侧力刚度，其数值应满足规范位移要求但也不可过大，使剪力墙结构拥有更加科学、合理的侧向刚度。若想要判断剪力墙结构侧向刚度以及剪力墙数量是否合理，实际工作中可以根据公式（1）计算：T=（0.04～0.05）n，（1）式中，n为剪力墙结构层数；T为建筑结构自振周期。通过式（1）计算得出的T值可以和通过结构计算软件建模计算的自振周期T1进行对比。若T＞T1，就说明建筑剪力墙数量过多，这时就需要相应地减少剪力墙的数量或是在较长剪力墙中部合适位置设置结构洞口，通过这种方式来降低剪力墙的刚度大小；相反的情况，就需要适当地增加剪力墙的设置数量。
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2.2确定剪力墙的厚度
抗震设计的剪力墙结构中，剪力墙的平面尺寸要求为：一二级抗震等级的剪力墙，其底部加强部位厚度应不小于剪力墙层高或无支长度的 1/16且不小于 200mm，其他部位则不小于 1/20且不小于160mm；三四级抗震等级的剪力墙，其底部加强部位厚度应不小于剪力墙层高或无支长度的1/20且不小于160mm，其他部位则不小于1/25且不小于160mm。例如，某建筑工程处在抗震设防烈度9度区，属于一级抗震的剪力墙，不考虑层高因素，底部1、2 层为加强部位，剪力墙的厚度至少为200mm，而3～12层剪力墙厚度至少为160mm。
2.3强化剪力墙长墙肢的处理
剪力墙结构应保证有一定延性。就细高形状的剪力墙而言，它往往极易成为具有弯曲破坏特性的延性剪力墙，可以有效避免受到脆性剪切破坏的影响。如果墙的长度相对较大，那么为保证每段墙高宽比例大于2，就应该运用开洞的办法把较长的墙分割成多段小而且具备均匀性特点的独立墙段。如果长墙段无法人为分割，且其他剪力墙墙段的长度又较小时，小墙段受力较小，墙体配筋也少。如果小墙肢没有充足的配筋作为保障，大震时将使得整个墙面结构受到较为严重的破坏。为有效防止这一状况的出现，对于长度大小8m的墙肢，设计人员可以采用2种措施来实施处理：一是开施工洞，这种方法就是指在实际施工过程中在墙上留出洞口，当建筑工程施工已经结束时砌填填充墙，把长墙分为若干个短墙肢；二是开计算洞：这种方法指的是在计算结构过程中设置洞，处于正式施工时依旧是混凝土墙，利用此种计算方法，可强化其他小墙肢配筋，一般情况下适合在工程地下室外墙等不易进行开洞的工程中使用。
2.4设置边缘构件箍筋
剪力墙边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件，其中约束边缘构件配筋区域又分为“阴影部分”及“非阴影部分”。现行规范中，对“阴影部分”的纵向钢筋与箍筋或者拉筋的配置均有明确的规定，设计时容易理解、执行。而“非阴影部分”只要求其箍筋配箍特征值是“阴影配箍特征值”的1/2，箍筋或者拉筋沿纵向间距及纵向钢筋需怎样配置并没有做出明确要求，导致当前工程设计中的做法相对混乱，建议纵向钢筋可以在箍筋交叉点位置按照剪力墙纵向分布筋进行设置。此外还需注意，为充分发挥约束边缘构件的作用，在剪力墙边缘构件范围内箍筋的长短边比值不应超过3，邻近的2个箍筋间应相互搭接。
2.5剪力墙的延性设计
常见的剪力墙结构中，经常出现连梁的高度较高而刚度较大，连梁中往往仅配置普通的抗剪箍筋和受弯纵向钢筋，其延性较差。对于这种连梁，应用斜向交叉配筋可有效提高连梁的抗剪性能和延性，然而由于受到造价等因素的影响，其在实际工程中应用的相对较少。设计中应该合理控制剪力墙墙肢的长度大小，将长墙切割为开洞连肢墙，在洞顶位置设置跨高比不小于5的弱连梁，建筑窗台底部和窗顶墙体使用砌体填充。通过弱化处理，剪力墙和连梁都将拥有较好的抗震耗能能力、更大的延性以及比较轻的自重，而且钢筋的实际使用量也相对较小。
2.6遵守剪力墙设计中的几个原则
设计剪力墙结构时应遵守以下设计原则：剪力墙墙肢应简单规则，剪力墙结构侧向刚度不应过大；剪力墙应该尽量布置在恒荷载较大位置、平面形状变化处、楼梯位置；在平面布 置时应尽量保持对称、均匀，以降低结构扭转，无法保证对称时，需要使建筑结构刚度中心与质量中心尽量重合。在纵向布置上尽量保证剪力墙贯通建筑全高，从而使建筑结构上下刚 度均匀且连续；墙上的洞口尽量设置在墙体的中间部位，不宜将其设置在剪力墙的端部或者柱边。对于高层建筑，不可运用全部短肢剪力墙结构形式，如果短肢剪力墙相对较多，那么需要布置普通的剪力墙，进而形成普通剪力墙和短肢剪力墙共同承担水平力的剪力墙结构。如果在剪力墙结构中墙数量较少且墙肢较短，则为防止水平荷载影响下楼盖平面内发生弯曲变形，需要对剪力墙的最大间距进行严格控制，注意剪力墙的数量和结构高度、结构体型之间的内在联系。
3结语
总而言之，剪力墙结构设计是建筑结构设计的重要组成部分，在进行相关剪力墙的结构和设计时，要充分结合相关工程的实际情况，严格按照剪力墙结构的设计原则以及相关的设计要点进行设计，建造出质量合格、经济性良好的建筑工程。
参考文献：
[1]李敏，罗联训．分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]．江西建材，2014（5）
[2]李红瑞，王军星．剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]．中国新技术新产品，2014（22）
[3]胡金焱．浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]．科技创新与应用，2013（31）
论文作者:丁双
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年11月上
论文发表时间:2016/9/18
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 刚度论文; 平面论文; 延性论文; 《建筑建材装饰》2015年11月上论文;