摘要：剪力墙结构之所以能够在建筑结构设计中得到非常广泛的应用，还是要从结构体系上的很多优势说起。剪力墙结构整体性好，侧向刚度大，承载力高，弹塑性变形能力大，具有良好的抗震性。从历次地震中的结果来看，剪力墙结构的震害比框架结构轻得多，由于变形能力不足或承载力不足而导致倒塌的剪力墙结构极少。当然，并不是所有的建筑结构都要用到剪力墙结构，设计者需要严格按照建筑设计要求和特点，进行剪力墙结构的应用分析和规划，才能确保其良好的应用效果。
关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；运用分析
引言
随着人们物质精神生活的逐渐丰富，人们对建筑的功能性和工程质量产生了更高的需求，传统的建筑结构设计成本相对较高、功能性以及安全性能也存在或多或少的问题，因此优化传统建筑结构设计，开发更加科学合理的建筑结构设计成为我国建筑界研究的热点问题，于是剪力墙结构设计应运而生。由于剪力墙结构具有良好的抗震性能和抗侧刚度被广泛应用于现代建筑结构设计中，并逐渐发展称为我国建筑结构设计的主流形式之一。
1剪力墙结构设计的优化原则
1.1剪力墙平面内外承载力及刚度适当
工程设计应注重剪力墙平面内外承载力及刚度适当的原则，应保证剪力墙平面外承载力及刚度较小，而平面内承载力及刚度则相对较大。实际建筑施工过程中，梁与平面外方向的剪力墙的连接方式为单侧连接，这常会导致墙肢平面外弯矩，但常规的设计施工对墙的平面外的承载力及刚度实际验算量不足，除了特殊设计施工需求，通常不要采用平面外单侧连接方式，当使用平面外单侧连接方式，应采用合理改进方法，保证剪力墙平面外稳定性。
1.2楼层剪力系数最小
实际工程施工过程，应保证各楼层间的剪力系数最小的原则，有效降低建筑物重量，防止建筑物的抗震性能降低进而引起严重安全隐患的问题，建筑设计根据短肢剪力墙承受力矩的大小，实际调整楼层间剪力系数达到最小值，并保证建筑物质量的前提下，合理减少剪力墙的数量，对剪力墙结构的侧向刚度进行适当加强，这可以有效降低整个建筑工程的建设成本和资源浪费，在合理范围内扩大建筑各方和建筑用户的经济利益。
1.3楼层间位移最大化
与层高比在建筑设计过程中，应实际调整层间位移和层高比，以保证楼层间位移最大值和层高比原则。与传统建筑结构相比，剪力墙结构设计计算位移没有加入建筑结构变形因素，其位移计算关键点是楼层间的弯曲变形情况，而通常楼层间发生的弯曲变形主要是扭转和剪切，就剪切变形而言，其主要受建筑结构中的竖向构件影响。竖向构件应根据实际建筑情况进行有效调整，保证数量适中，保证楼层间不会出现扭转变形或变形程度较小。因此实际高层建筑结构设计及施工过程中，应重点对楼层间位移最大化与层高比进行实时监测，以降低扭转变形，进而提升整体建筑结构的安全性和刚度。
2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
2.1面内搭接
剪力墙以平面内受力为主，建筑结构中，剪力墙需要在结构平面的主轴方向双向布置，分别抵抗来自各方向的水平力，墙端与计算方向垂直的翼墙不仅可以增大计算方向的剪力墙的刚度和承载力，还能增大弹塑性变形能力。剪力墙外的平面布置会影响到剪力墙结构的作用。剪力墙的特点是平面内的承载力及刚度大，而平面外的承载力和刚度小。如果剪力墙与平面外的梁搭接时，会使的墙肢平面外承受弯矩，尤其是梁高大于 2 倍墙厚时，刚性连接梁的梁端弯矩使得剪力墙平面外产生较大弯矩，所以在设计时尽量减少平面外的连接，如果无法避免，应当采取措施，保证剪力墙平面外的安全性。
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2.2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。
2.3剪力墙结构连梁
剪力墙结构中连梁是作为连接剪力墙平面内的梁，它不仅能够连接墙肢，还能够有效的约束墙肢。在设计连梁的时候，因连梁的刚度很大，普通配筋的、跨高比小的连梁很难成为延性构件，所以对连梁进行区分，按不同的形式分别设计。①跨高比大于 5 的连梁，此类连梁受力情况和框架梁类似，即按照框架结构中的框架梁进行设计即可。②跨高比小于 5的连梁，尤其是住在、旅馆等剪力墙结构的建筑中的连梁，跨高比往往小于 2，甚至不大于 1，在侧向力的作用下，这些连梁容易出现剪切斜裂缝。对于跨高比小的高连梁，可以设置水平缝，形成双连梁或者多连梁，实现弯曲破坏。当连梁宽度较大的时候，除了设置普通箍筋以外，还可以增加交叉暗柱或者设置斜向的交叉构造钢筋来改善连梁的受力性能。楼面梁支承在连梁上时，连梁产生扭转，一方面不能有效约束楼面梁，另一方面连梁受力十分不利，因此要尽量避免。楼板次梁等截面较小的梁支承在连梁上时，次梁端部可按铰接处理。
2.4剪力墙数量控制
剪力墙是为了承担水平方向上由于外部因素导致的剪切力的建筑结构，但不同于承重墙，承重墙可以通过增加数量的方式来提高承重墙整体的荷载能力，而剪力墙并非通过数量增加而能形成群体效应的结构设计。剪力墙如果数量过多反而会增加建筑自身的质量，垂直方向上的荷载增大反而不利于水平剪切力的缓冲，因此剪力墙应当数量适当，才能最大限度发挥其抗争能力、抗侧刚力。
2.5边缘构件设计
在剪力墙结构进行设计过程中，边缘构件设计也是一项很关键的步骤，它可以是剪力墙整体延伸性能更强，还能对水平位移起到更好防护作用，有效的提高了剪力墙整体的稳定性，剪力墙的边缘构件主要是由端柱，暗柱等组成，设计人员可以通过实际情况，对边缘构建进行更为细致的设计。
结束语
综上所述，为了取得良好的设计效果，建筑结构设计人员需要遵守剪力墙的设计原则，结合实际的建筑情况，展开科学的建筑结构设计。此外，建筑人员要能选择正确的建筑方法，这样才能将建筑结构设计与建筑结构相融合，进而在维护人们生命安全的基础上，有效的减少建筑成本，只有这样建筑工程才能在保证质量的基础上促进整个工程的稳定发展。
参考文献：
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[3]许晓东．建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].黑龙江信息科技，2014，18（23）：277．
论文作者:黎哲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/9
标签：剪力墙论文; 刚度论文; 平面论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑论文; 承载力论文; 《基层建设》2018年第13期论文;