关键词：剪力墙；结构设计；建筑结构；应用
1 引言
目前，高层建筑在各个城市都得到了普及，并且很多城市也建设了大量的超高层建筑。由于高层建筑、超高层建筑本身对于结构强度要求也更高，同时目前建筑设计也需要在一定程度上满足甲方企业的个性化需求，所以建筑结构设计面临着更大的挑战，剪力墙结构作为建筑结构中展现重要力学作用的组成部分，如何在现有设计理念的基础上进行优化和更新，就成为设计人员目前主要关注的课题。因此，本文则对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用进行了简要的分析，旨在为建筑结构发展提供参考和借鉴。
2 剪力墙结构设计的优化原则
2.1 剪力墙平面内外承载力及刚度适当
在设计过程中，应该重点校核剪力墙平面内外的力学情况，尤其需要保证其承载力及刚度处于适当的状态，一般来说，剪力墙平面内承载力和刚度需要适当大于剪力墙平面外的数值，这样的状态才能保证结构处于相对稳定的状态。并且，在建筑施工过程中，一般会采用单侧连接的方式让平面外方向的剪力墙与梁连接在一起，这种连接方式就会提升墙肢平面外玩具的发生几率提升，通过常规设计施工方法很难明确平面外的承载力及刚度，所以除了设计施工方面有特殊的需求，通常不会将平面外单侧连接作为结构连接方式，并且在选用该设计方式时，需要对技术方案进行合理的优化和改进，以达到提升结构稳定性的目的。
2.2 楼层剪力系数最小
在建筑结构设计过程中应该将各个楼层间的剪力系数控制在最小的程度，这样能够起到控制建筑物重量的作用，进而避免兼职抗震性能的下降，避免了安全隐患的存在。在设计的过程中，应该对短肢剪力墙所承受力矩的情况进行分析，根据分析结果对楼层间剪力系数进行调整，保证其处于最小值，并在对建筑质量进行控制的前提下，将剪力墙的数量控制在最小的范围内，并加强剪力墙侧向刚度，这样能够在降低工程建设成本的同时，避免资源的浪费，同时保证相关企业的经济利益。
2.3 楼层间位移最大化与层高比
楼层间位移最大值和层高比需要进行调整，这是兼职设计过程中重要的工作之一。相比传统建筑结构，建筑结构变形因素中没有加入到结构设计计算中，且楼层间弯曲变形情况是完成位移计算的关键因素。一般来说，剪切和扭转是楼层间发生弯曲变形的主要形式。竖向构件是影响剪切变形的主要因素，所以在建筑结构设计过程中，应该给根据实际的情况对竖向构件进行调整，并将其数量控制在相对适中的范围内，这样能够有效控制楼层间的变形程度。另外，尤其是在高层兼职结构设计过程中，更应该开展楼层间位移的实时监测，并将层高和位移最大化作为重点监测项目，从而为降低扭转变形提供参考，提升建筑结构整体的稳定性和安全性。
3 剪力墙结构设计在兼职结构设计中的应用
3.1 剪力墙数量要适当
剪力墙的正常使用状态主要是承受竖向荷载或者风荷载。从整向荷载方面入手，剪力墙的数量主要参考轴压比，与墙所负荷的层数.开间大小和房间面积有关。然后是地震力计算,根据侧向位移底部剪力及合理的平面布置刚度分配,还有竖向刚度的连续性。
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3.2 布置时的注意事项
在设计中要注意剪力墙平面布置情况,因为剪力墙机构主要对于竖向荷载的承受力较强，而在横向荷载承受方面只依靠大楼板来传递，导致墙体平面外的承受能力较弱。在具体的墙体布置工作中，要确保墙体的质量中心和刚度中心尽量重叠，在设计剪力墙结构时，要尽量确保剪力墙结构平面布置的对称性，从而有效减少结构扭矩。同时，不应采用仅单向有墙的结构布置，宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置，两个方向的侧向刚度不宜相差过大。
3.3 墙面合理规划
建筑墙体除了需要保持均匀与对称，结构重量与刚强度重合，墙体直通外，还需要注意墙体的主轴路线，应当考虑到主轴双向与多向性。从抗震功能的角度思考时，如果剪力墙抗震动力度大时，就墙体的刚韧性有所降低，两者应当控制在合理的数值范围,避免相互制约的现象,其中剪力墙侧向刚度的数值可以用K=GAh的公式来推算出，公式中的h表示剪力墙结构的高度。在施工过程中,还需要考虑到的就是剪力墙的施工工期、材料耗费等投入的成本问题以及施工过程中存在的安全隐患问题等，规划好各个方面,从而对剪力墙结构进行科学构建。
3.4 墙体配筋的控制与应用
耗钢量大是剪力墙结构的主要特征，并且在我国建筑结构中有着十分广泛的应用，很多项目施工过程中都涉及到剪力墙结构的施工工作，因此通过大量的工程实践我们也发现，控制配筋量除了能够保证结构的稳定性外，还能起到控制资金投入的作用。在具体的墙体配筋控制工作中，一般需要在保证规范配筋最小值得到满足的前提下，对竖向钢筋内侧、水平钢筋外侧的布置机芯调整，当采用双向钢筋网片完成迎水面保护层的设计工作时，能够有效减少配筋量，并且能够将厚度控制在30mm左右。
3.5 短肢剪力墙的应用
我国相关技术标准，对短肢剪力墙进行了明确的贵姓，并且规定截面厚度小于等于300mm，且各个肢横截面的高度与厚度的比值范围为4~8，这样的剪力墙才为短肢剪力墙。随着建筑技术的发展，我们发现短肢剪力墙的应用范围也越来越广泛，其肢厚比与长肢剪力墙相比来说更小。通过实际应用我们发现，这种改进更有利于住宅建筑空间布置的优化，另外也有效减小了二次设计以及室内布局中所受到的结构限制，可见短肢剪力墙本身具有很强的自由度和灵活性，但是，目前短肢剪力墙技术尚不成熟，仍然需要进一步的优化和提升，才能保证其力学性能得到充分的发挥。
有雪珍对短肢剪力墙的力学性能进行了测试，并研究了影响力学性能的因素，发现结构受力不会受到短肢剪力墙很严重的影响，但是仍然不建议在高层建筑中全面应用短肢剪力墙技术。所以，如果在设计过程中发现短肢剪力墙的数量过多，就需要根据实际情况将其调整为一般剪力墙，或者布置成简体，这样能够将各个种类的剪力墙形成一个整体，并能够起到共同抵抗水平力作用的效果。
3.6 约束边缘构件
构造边缘以及约束边缘共同构成了剪力墙结构的边缘构件。楼层间的延性会在约束边缘构件的作用下得到显著提升，并且，建筑本身的抗震性能也会在约束边缘构件的作用下得到提升，同样矩形截面的极限承载量也能够提升40%左右，在增加剪力墙结构墙板的稳定性以及可靠性等方面，也有明显的作用。在一般的结构设计过程中，边缘构件的等级和形式，可以通过确定轴压比的等级和大小的方式进行选择。
4 总结
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用显著提高了我国建筑的稳定性，因此我们更需要对现有结构设计方式进行优化，才能保证设计成果的科学性与完整性。在设计过程中，需要遵循剪力墙平面内外承载力及刚度适当、楼层剪力系数最小、楼层间位移最大化与层高比等原则，并从剪力墙数量要适当、布置时的注意事项、墙面合理规划、墙体配筋的控制与应用、短肢剪力墙的应用等方面开展具体的设计工作，以保障设计成果的科学性与合理性，提升建筑结构的稳定性。
参考文献：
[1]韩兆敬.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰,2019(24):99-100.
论文作者:丁炜
论文发表刊物:《城镇建设》2019年2卷16期
论文发表时间:2019/11/20
标签：剪力墙论文; 结构设计论文; 结构论文; 刚度论文; 过程中论文; 楼层论文; 墙体论文; 《城镇建设》2019年2卷16期论文;