广东省机电建筑设计研究院东莞设计部 广东东莞 523000
摘要：随着城市化发展进程的不断加快，也使得城市人口数呈现出持续猛增的状态，而这也使得城市中的高层建筑越来越多。通过高层建筑能够实现对土地面积的高效利用，进而为人们创造出更多的居住空间。然而，此类建筑也会对建筑结构提出更高的要求。所以，必须要加强高层建筑的结构设计工作，以努力提升建筑结构的可靠性、坚固性以及实用性。不仅如此，还要充分满足人们对建筑所提出的温馨以及美观的要求。为了能够有效地满足诸多需求，那么就应该在建筑结构设计中合理地运用剪力墙结构设计，以此来提高建筑结构设计水平。
关键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用
引言
剪力墙体侧移小、抗侧刚度大、抗震性能良好，越来越引起建筑界的关注，尤其对于高层住宅、公寓及旅馆的设计，常常运用剪力墙结构有效地将承重墙及分隔墙融为一体，节省了空间成本及经济成本。但是，在实际的应用中，剪力墙结构还不够完善，仍需要加以改进，本文结合某工程简单讲述剪力墙在实际工程中的应用。
一、工程概况
本工程位于湛江市,总建筑面积为147285.38m2，其中地下室面积36955.32m2。本工程含2栋26层高层住宅建筑、1栋26层高层酒店及2层地下室车库，本本就26层高层住宅展开论述。该住宅结构高度为83.8m，地下2层，地上26层的混凝土剪力墙结构（含2层裙楼），嵌固端为基础顶面。基础采用钻孔静压管桩基础。结构布置如图1所示。
二、剪力墙结构的类型划分
（一）实体墙
我们所说的实体墙即为墙体尚未开洞，或是即使开洞了，然而其面积却在整体墙面面积的15%以下的剪力墙。在本工程中显示，此类型的剪力墙变形主要是属于曲型。其墙体的弯距图处不会发生反弯，同时也不可能出现突变，因此其墙体具有非常强的承受力，比较结实可靠。
（二）小开口的剪力墙
通过结构名称我们即可知道，这种类型的剪力墙是在墙体上开洞的，然而其开洞的面积要超出整体墙面的15%。其发生变形的类型主要属于弯曲型。然而，对于整个弯矩图而言，通常是不存在反弯点的，然而其弯距图的关键位置却出现了突变。
（三）壁式框架
此类剪力墙会具有较大的洞口，与墙肢线的刚度以及墙体连梁线的刚度二者非常接近，而且其变形以后是属于剪切型。其受力的基本特点类似于框架结构。在大部分的高层建筑中，这种类型的剪力墙往往会存在反弯点，而且在楼层处，其弯距图也会出现突变。
（四）双肢或者是多肢剪力墙
此类的剪力墙在通常状况下往往会存在非常大的开口，或是其洞口呈现出列状分布的状态。尽管其区别于小开口剪力墙，然而二者之间却有着非常相似的受力特点。
三、剪力墙结构的设计原则
（1）本工程的剪力墙一般应沿建筑物的主要轴线双向布置。应避免仅单向有墙的结构布置形式，并宜使两个方向抗侧刚度接近，即两个方向的自振周期宜相近。剪力墙应尽量拉通对直，以增加抗震能力。门窗洞口上下各层对齐，形成明确的墙肢和连梁，使受力明确，计算简单。在抗震结构中，应尽量避免出现错洞剪力墙和叠合错洞墙。叠合错洞墙的特点是洞口错开距离很小，甚至叠合，不仅墙肢不规则，而且还在洞口之间形成薄弱部位，对抗震尤为不利。较长的剪力墙宜开设洞口，将其分为均匀的若干墙段，墙段之间宜采用连梁连接。墙长较小时，受弯产生的裂缝宽度较小，墙体配筋能够充分的发挥作用，因此墙肢截面高度不宜大于8m。
（2）高层建筑不应采用全部为短肢剪力墙的结构形式，短肢墙应尽可能设置翼缘。在短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），以形成共同抵抗水平力的剪力墙结构。
（3）剪力墙数量的控制。从抗震性考虑增加剪力墙数量，结构抗侧力的能力提高。不过结构所承受的地震力加大的同时，材料用量也增大。
四、建筑结构设计中的剪力墙结构设计
（一）剪力墙结构的布置
根据剪力墙的设计原则，本工程沿建筑物的主要轴线双向布置，避免了仅单向有墙的结构布置形式，并宜使两个方向抗侧刚度接近。剪力墙拉通对直，以增加抗震能力。门窗洞口上下各层对齐。较长的剪力墙开设洞口。根据剪力墙设计原则，高层建筑不应采用全部为短肢剪力墙的结构形式，短肢墙尽可能设置翼缘。本工程由于建筑使用工程的要求，布置了少量短肢剪力墙。同时避免了将楼面主梁直接支承在剪力墙之间的连梁上。
本工程均按剪力墙的设计原则进行结构布置，但在个别工程中，由于建筑对使用空间的要求，会要求结构在某层进行转换或以多种形式的剪力墙结构两结合进行设计，本文在此不做讨论。
（二）剪力墙大墙肢的处理
通过对剪力墙的自身特点进行深入分析我们可以获知，由于其受到建筑材料的影响，这也决定着剪力墙具有较强的刚度以及延伸性。所以，在设计剪力墙结构的过程中，需要充分考虑其延展性。要根据实际情况来完成对剪力墙的结构设计。并且在具体开展设计工作的时候，要在保证剪力墙能够充分满足相应的承载要求的前提下，对其实施分层间隔设计操作，这样就可以使得剪力墙更加均匀以及独立，进而使其墙体结构能够获得更强的承载能力。对于较短的剪力墙而言，其在受弯的时候往往会导致裂缝宽度也变得很小，这样就能够充分发挥配筋的功能。在通常状况下，当墙肢的长度大于8米的时候，那么就应该选择使用开洞来对其实施处理操作。
（三）剪力墙结构的计算和配筋
对剪力墙的墙身进行计算时，需要明确其建筑用量，对抗弯承载力进行相关的验算。对于抗震等级为一级、二级、三级的剪力墙有着不同的设计要求，但是都需要竖向配筋率和水平配筋率不能低于0.25%。在四级抗震的设计中，要求配筋率不能低于0.2%。对剪力墙的竖向钢筋和水平钢筋的距离也有要求，间距不宜大于300mm，直径不应小于8毫米且不宜大于墙厚的1/10，竖向钢筋直径不宜小于10mm，墙体和连梁的协调工作的进行是需要以剪力墙自身具备的强度为基础的。一般情况下，连梁的作用就是提高剪力墙的刚度，并且能够连接墙肢。所以，在计算的过程中，有必要对连梁的高度进行相应折减，折减值不能小于0.5。如果折减之后，建筑结构的承载能力不足，就需要降低建筑物整体的刚度，并且将连梁的高度降低，这样才能有效的抵抗地震。
结束语
综上所述，剪力墙结构在建筑结构设计中得到了广泛的应用，主要还是因为剪力墙结构具有较好的抗侧刚度和较好的抗震效果，用钢量比较少，节省材料等优点。随着人们生活水平的不断提高，人们的对于建筑结构设计的要求也越来越高，人们更注重安全化、美观化、人性化的建筑设计，为了满足人们的需求，就要不断的进行建筑结构的优化，促进建筑质量的提高，掌握好剪力墙结构的理论知识，把握住剪力墙建筑结构设计要点，还要严格的遵守剪力墙结构的设计原则，最大限度的发挥剪力墙结构在建筑施工中的作用。
参考文献
[1]张磊.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用探讨[J].建材与装饰,2016,(36):73-74.
[2]黄建华.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].低碳世界,2016,(23):161-162.
论文作者:杨明
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/10
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 刚度论文; 建筑论文; 墙体论文; 洞口论文; 《基层建设》2017年第8期论文;