摘要：自从上世纪70年代实行改革开放的政策以来，我国的经济实力和科学技术水平不断提高，城市化进程不断加快，建筑行业的技术也得到了快速的发展。作为我国经济产业的重要一份子的建筑行业，在科学技术的进步发展过程中通过大量的实践与研究表明，其在建筑结构设计中选用剪力墙结构设计是非常适宜的。本篇文章主要研究和分析了剪力墙结构，论述了剪力墙结构的概念、剪力墙结构的布置原则和剪力墙结构的设计原则，希望对本行业的同事们提供一定的借鉴。
关键词：建筑结构；设计；剪力墙结构；应用
引言
在建筑结构设计中，剪力墙结构非常的常见。因为如果在设计中采用了这种结构，即可以使建筑结构的使用年限增加，还能使建筑的施工时间剪短，除此之外还可以增加结构的抗震性能，使结构的刚度显著增大。但是在实际进行建筑结构设计时，却会出现各种不可避免的难题，例如哪些结构合适用剪力墙结构哪些结构不适用剪力墙结构，在就需要我们进行研究。本篇文章就是针对这些问题进行了分析。
一、剪力墙结构的基本概述
随着建筑行业的发展，剪力墙结构在在建筑结构的设计中的应用范围变得越来越广，尤其是在高层甚至超高层建筑的结构中，应用剪力墙结构的频率更大。但是与之而来的是，建筑工程师们目前研究的重点也变成了在保持建筑结构安全使用性能下不断地去使建筑结构变得更加个性和新颖。基于这样的社会发展趋势，剪力墙结构就应运而生，成为高层建筑中最受关注的环节。
1 剪力墙结构的定义
剪力墙结构在建筑行业的定义就是指用钢筋混凝土板去替代换掉建筑结构中传统
框架里的梁柱部分．利用混凝土板来承担由荷载所产生的各种内力，并平衡在结构中产生的水平力。这种可以平衡建筑结构内的水平力与竖向力的混凝土板就被成为剪力墙结构。目前，剪力墙结构已经被广泛的运用到了高层甚至超高层建筑里。
1.1剪力墙结构的特点
在高层建筑结构中，采用剪力墙主要是用来承受建筑的负荷力，并充当建筑的“骨架”。在建筑结构中一旦使用了剪力墙结构，就无法对其进行破坏和拆除，所以剪力墙结构的使用一定要经过慎重考虑。同时，因为剪力墙结构具有施工的难度大和造价高的缺点，在实际的建筑施工过程里，往往不会被运用，所以建筑师们还需要继续研究和改进剪力墙结构的技术。因为剪力墙的诸多优点，人们又经常称其为结构墙、挡风墙和抗震墙等。
1.2剪力墙的分类
按照剪力墙的墙上是否开洞与开洞的大小，人们剪力墙进行了如下分类：
（1）剪力墙开口比较小但开洞的面积在15%之上，其变形以弯曲为主。
（2）剪力墙没有开洞或者是开洞的面积不到15%，其变形为曲型突变。
（3）有较大开洞口但属于壁式。框架的剪力墙，其变形主要是剪切为主，和框架结的受力特点差不多。
（4）采用了双肢或者开洞的面积比加大且洞口成列排布的剪力墙，其受力的特点类似于开口面积较小的剪力墙。
二、剪力墙的布置的一般原则
1 在进行剪力墙的布置设计时，一般不会使之布置的过分密集，应该要使整个墙的结构具有可以互相适应侧向的刚度，假如因为布置的集中造成其侧向的刚度过大，不仅仅会使墙体自身的重力增加，同时还可能造成地震发生是墙的自震频率增加，导致建筑倾塌。
2 剪力墙的洞口或门窗必须从上到下排列整齐，同时要尽可能的去减少重合的错墙洞。因为它会影响承重力，使剪力墙容易变形。
3 在进行剪力墙设计的时候，最好的方法是双向或多向排列布局，尽量要沿主轴方向进行设计，如果设计的剪力墙的方向不一样，那么就要将它们连接在一起，一定不要出现直拉现象；在剪力墙抗震设计的时候，要使剪力墙的侧向刚度不能相差不大，做的最为关键的是必须保证墙肢尽量简单的满足国家相应的规范。尤其是在进行设计高层建筑时，应尽量避免避免剪力墙单向设计。这样，当地震发生时，剪力墙的抗震作用可以更好地发挥作用。在剪力墙的布置中，应该至少有两种方案与现场实际情况进行对比研究，这样才能选择最合理、最经济的结构体系。
三、剪力墙结构设计的一般原则
1 合理剪控制力墙的高度和宽度比
在进行剪力墙结构的设计时，应该控制剪力墙的高度和宽度比，因为剪力墙结构的高度和宽度往往很大，但厚度很小。这导致了剪力墙结构出现了显著的几何特征，这使得其实际受力倾向于柱结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但由于柱的长度和厚度的不同，使得它与柱结构有明显区别。当该比值太小时，可以根据柱结构进行设计。其次，设计时的墙体结构是一个平面构件，除了需要承受相应的水平应力和弯矩外，还应承受一定的竖向压力。因此，在设计中必须满足弹性、非弹性和延展性的要求。
2 边缘构件的设计
在设计剪力墙结构的过程中，边缘构件的设计是非常重要的。边缘构件的设计可以提高其可扩展性，防止水平位移的出现，提并高了剪力墙的整体抗剪能力。剪力墙的边缘构件主要为端柱和隐蔽柱等。因此需要人们结合实际情况，去设计边缘构件或约束边缘构件。一般情况下，我们设计的墙，计算应考虑重力和横向延伸的力墙的结构。我们在剪力墙的承载力计算时，一般根据窗口和剪力墙洞口之间的翼缘宽度和剪力墙之间的最小距离来计算翼墙的宽度。它通常是十分之一墙肢的总高度。
3 对于剪力墙中的大墙肢的处理
为了保证剪力墙的质量，剪力墙必须有一定的延展性。当剪力墙的大墙肢超过8米时，应通过开孔对其处理。施工洞和结构洞通常被其采用。施工洞在其施工的过程中，在墙上预留孔，在施工结束后填满墙，进一步将长墙肢分为短墙肢。而施工洞就是在结构计算之前，假定剪力墙有孔，但混凝土墙仍然是混凝土结构中的混凝土墙，这样其他较小的强壮肢体的加配筋能力也可以增强。对于剪力墙的肢截面设计的不应过于复杂，应该是简单的。剪力墙的抵抗侧向力的刚度不宜过大或过小。如果剪力墙具有适当的侧向刚度，则将充分发展剪力墙的承载力和抵抗侧向荷载能力，并进一步扩大剪力墙的可用空间。
4 对于连梁的处理
在进行的混凝土结构设计中，在水平荷载作用下，连梁会因剪力墙墙肢墙的变形，产生一定的内力和内力和变形力的约束，进一步改善剪力墙墙肢的受力情况，连梁对于剪力墙结构在具体的建筑结构设计里发挥了重要的作用。
因为连梁超筋不能满足自身的剪力，剪压比例要求。所以一般容易发生连梁超筋的地方都在连梁的中部，在具体的剪力墙连梁施工中，发生连梁超筋部位，一般为高度1/3 的楼层处。在采用连梁时是可以采用以下措施：进一步调整连梁的塑性，从而实现弯矩剪力的调整，从而进一步减少连梁的截面高度。因竖向荷载作用不明显，所以可以不选择连梁。
因为连梁中出现了一旦超筋情况，就不能满足自己在剪压比和剪力上的要求。通常有一个地方容易发生量超筋的情况，那就是在梁的中间部位。在混凝土剪力墙连梁的具体施工中，往往发生在1/3高度处的楼层。因此在连梁被选用时时可采取以下措施：（1）进一步调整连梁的塑性，以实现调节弯矩剪力，并进一步使连梁的截面高度降低。由于垂直荷载的作用不是那么的明显，在实际设计时可以选择不连梁。
4 对于剪力墙结构的墙体配筋的设计
剪力墙钢筋的控制对结构安全和工程经济有利，因为剪力墙结构的剪力墙面积较大，所以剪力墙的竖向钢筋通常放置内侧，而水平钢筋则放置在外侧。钢筋必须满足计算和规范提出的最小配筋率。如果采用双向钢筋网片，则其迎水面的表面保护层厚度至少为30mm，这使得墙体的钢筋用量大幅度减少。
5 对于剪力墙的墙身设计
在含有竖向钢筋和水平钢筋的混凝土剪力墙中，在进行结构和计算时，首先应该确定其用量，主要是对正截面的正截面抗弯承载力和斜截面抗剪进行验算。相关国家规范在剪力墙的配筋时一般有如下规定：在一、二、第三级抗震设计中，其水平配筋率和竖向配筋率不应小于0.25%，四级和一级非抗震设计的配筋率不应小于0.2%。此外，剪力墙的水平钢筋和竖向钢筋的最小间距不应大于300mm，其直径不应小于8mm。剪力墙内的的钢筋直径要小于1/10的墙厚。
结束语
目前，剪力墙结构设计已经在高层建筑结构设计中得到了广泛的应用。剪力墙结构凭借其在高层建筑结构的布局灵活、成本低、经济性能好、结构安全性高和样式新颖的优点，深受设计者的喜爱。因此这要求剪力墙的相关设计者要借鉴实践和理论，去更新和创造设计理念，来提高设计的质量，使建筑结构更好、安全性更高，确保高层建筑的安全。
参考文献：
[1]张彦彬.试析高层建筑工程的转换层结构设计叨.黑龙江科技信息，2011（16）：33-37.
[2]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（9）：56-57.
[3]林涛，张景祯.建筑结构设计要点及计算模型调整[J].科技传播，2011（17）：16-17.
[4]薄冰，黄慎江.短肢剪力墙结构的抗震性能比较与研究[J].工程与建设，2010（2）：23-1-24.
[5]赵宇傲，杨林.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用情况分析[A].北京：全国科技工作会议学术交流论文集[C].2014（7）：10-15.
[6]邓洽，刘爽.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用情况[J].中华民居，2014，（6）：32-33.
论文作者:李佳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 钢筋论文; 开洞论文; 建筑论文; 《基层建设》2018年第22期论文;