摘要：随着我国经济和科技技术的飞速发展,人们的生活离不开建筑行业,人们对建筑物的安全、强度、刚度和抗震能力的要求越来越高,要解决这些问题还要依赖于剪力墙的应用。我们必须将剪力墙结构的作用发挥到最大,这样才能有效降低建造成本,保证建筑物的质量,从而更好地推动整个建筑行业的发展。
关键词：剪力墙结构，建筑结构，优化策略
1剪力墙结构的分类
具体而言，剪力墙结构受力情况随洞口不同而变化。依据洞口大小可分成如下类型:1)整体墙，墙体不开洞或开洞面积较小(开洞面积在墙体总面积中占比小于15%)，此类墙体变形以弯曲型为主，沿墙肢的高度方向上弯矩图形下大上小，外包线为光滑的抛物线，既不发生突变也不出现反弯点;2)小开口剪力墙，墙体开洞面积较大(开洞面积在墙体总面积中占比在15%～30%)，变形以弯曲型为主，弯矩图位置存在一定的突变;3)双肢剪力墙，墙体开洞面积更大(开洞面积在墙体总面积中占比在30%～50%)，且洞口为列状分布，剪力墙底部表现为弯曲型变形，上部表现为剪切型变形，总体侧移表现为弯剪型;4)壁式框架，墙体开洞面积甚大(开洞面积在墙体总面积中占比大于50%)，受力情况已接近框架，墙肢和连梁刚度较为趋同，变形以剪切型为主。
2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的原则与要点
2.1对墙体展开受力分析
剪力墙结构在建筑结构设计中，墙体是以平面布置的方式存在，需担负建筑结构纵横方向及竖向的剪力与弯矩，故对剪力墙结构设计期间应针对墙体本身的真实受力程度有效分析，以确保墙体设计安全。促使剪力墙在建筑结构设计应用中具备好的效果。
2.2平面内布置要求
剪力墙结构应双向布置，并使两个方向刚度接近。剪力墙的抗侧刚度和承载力较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，布置应尽可能均匀、对称、周边化。具体可从如下几点体现:1)剪力墙结构平面布置应和主轴方向相同，剪力墙应对直、拉通;2)剪力墙结构竖向布置必须由上至下均匀连续，规避刚度突变等情况;3)设计细高剪力墙(高宽比大于2)，提高延性并弯曲破坏，避免脆性的剪切破坏;4)当墙肢长度超过8m时，应采用墙体开洞方式设计成长度较小、均匀的联肢墙。洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁;5)剪力墙结构规避平面外梁和剪力墙相接，会造成墙肢平面外弯矩，应采取措施保证剪力墙平面外安全。
2.3调整设计指标
首先，剪力墙结构需满足抗震设计的最小水平地震剪力原则，需思考提升建筑抗震性的同时应酌情减小建筑结构的重量，不满足需调整结构布置直到满足要求。其次，剪力墙结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层内最大的弹性层间位移应符合要求。即1/1000计算楼层层高。同时剪力墙的布置需规则均匀，优选规则的形体，剪力墙布置沿竖向宜均匀变化、截面尺寸与材料强度自下而上逐渐减小。避免侧向刚度和承载力突变。满足结构设计的平面与竖向规则性要求。最后，剪力墙结构中连梁设计需满足设计要求避免超筋。跨高比小于5按强连梁设计，跨高比不小于5的连梁按弱连梁设计即框架梁设计。在确保连梁强剪弱弯的前提下，尽可能利用连梁的刚度吸收地震能量并耗能，合理确定墙肢内力与配筋，当连梁超筋时可通过以下方法处理:1)减小连梁截面高度或其他减小连梁刚度的措施。2)连梁的弯矩可塑性调幅。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆3)连梁的铰接处理。设计剪力墙结构连梁除了满足以上要求外，还应满足规范的构造要求。
3剪力墙结构设计在建筑结构设计中的具体运用
3.1剪力墙结构的平面布置
剪力墙平面布置期间，应确保其具备较好的均匀性和对称性，从而让剪力墙结构刚度与其质量中心能够有效重合，规避扭转现象的形成。同时需尽量对内外剪力墙拉直均匀，剪力墙设计必须平面与竖向规则对称。并依据均匀对称这一理念开展工作。同时，剪力墙不可单面设计，应双向布置，且方向与主轴方向相同。此外，施工期间需最大程度确保建筑质量和整体安全性，合理缩减投入成本，剪力墙结构设计墙体长度不宜过长，抗侧力刚度不宜过大，以规避墙体承载力分配过于集中不利于建筑物的抗震性能。
3.2剪力墙连梁钢筋配置
连梁作为剪力墙结构里面承载竖向荷载的核心构件，可促使结构刚度变大，在发生地震时可发挥较好的耗能作用。因此在剪力墙结构设计中，应对连梁按实际承载力计算，让其弯曲破坏先于剪切破坏，确保结构具备较强的安全性。配筋设计必须严格按照对应的设计规范设计，施工必须严格依照规范施工，确保结构安全。
3.3剪力墙边缘构件的设计
为提高建筑物的延性，剪力墙结构设计中要求设置边缘构件，其可大幅提高建筑物的抗震性能，并减少建筑物的水平位移。同时边缘设计还可强化剪力墙的抗剪能力。
3.4对剪力墙墙身钢筋要求
剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率，抗震等级一、二、三级时均不应小于0.25%，四级和非抗震设计时均不应小于0.20%。房屋顶层剪力墙、长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙、端开间纵向剪力墙以及端山墙的水平和竖向分布钢筋的配筋率均不应小于0.25%，间距均不应大于200mm。设计时除了满足承载力计算配筋外，必须满足上述构造配筋要求。施工单位严格按施工要求布置钢筋并浇筑混凝土。
3.5对剪力墙肢截面厚度要求
剪力墙厚度:1)应符合规范墙体稳定验算要求。2)抗震墙的厚度，一、二级不应小于160mm且不宜小于层高或无肢长度的1/20，三、四级不应小于140mm且不宜小于层高或无肢长度的1/25。3)底部加强部位的墙厚，一、二级不应小于200mm且不宜小于层高或无肢长度的1/16，三、四级不应小于160mm且不宜小于层高或无肢长度的1/20;剪力墙厚度限定最低值，可确保剪力墙具备较好稳定性，建筑结构具备较好安全性。
4剪力墙设计在建筑结构设计中的优化策略
4.1剪力墙结构设计的改进
依据现阶段的建筑工程项目建设情况而言，剪力墙结构优化设计属于工程建设实用性设计的核心要点。因建筑工程墙体承载力通常为剪力墙承担，而建筑施工期间，剪力墙会以主体结构的身份最先施工，故建筑工程施工期间应对剪力墙结构设计的改良给予足够重视，以确保既符合建筑设计标准，又与施工成本所提需求相符。譬如进行剪力墙设计时，可选择优化地基性能以减少建设成本，或与建筑特性、地质条件衔接选取最优建筑方案，既满足现行建筑设计规范要求又满足建设单位节约成本的要求。
4.2对建筑构件和连接点位置的质量给予关注
剪力墙结构设计期间，若连接点设置缺乏合理性，则会形成施工裂缝，影响剪力墙承载力、抗震性，使建筑物整体质量不符合要求，故必须对剪力墙设计中的建筑构件和连接点设计高度关注。同时，因材料自身问题也有可能促使剪力墙结构设计出现问题，故设计期间应对其给予足够重视。要知道现今社会民众对建筑质量极为关注，为了提高社会民众对建设工程的满意度，剪力墙结构设计应朝着高标准的方向设计，设计师需对建筑主体结构连接点的稳固性加以加强，以强化建筑工程整体稳定性。
结语
概括而言，将剪力墙结构应用到建筑结构设计中，既能确保建筑整体功能健全又能缩减建筑投入资金，提高房屋建筑经济效益，促使建筑企业获取较好利润。故而对于今后的建筑结构设计，应对剪力墙结构设计给予高度关注，从而探索更多更好的建筑结构设计方案，以推动建筑业获取可持续性发展。
参考文献
[1]占良恩.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用的探讨分析[J].工程技术(全文版)，2017(2):36.
[2]钟迅.剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述[J].建材与装饰，2017(15):102-104.
论文作者:刘影,郭保江
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年14期
论文发表时间:2019/10/17
标签：剪力墙论文; 结构设计论文; 墙体论文; 结构论文; 开洞论文; 建筑论文; 刚度论文; 《建筑学研究前沿》2019年14期论文;