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摘要：在剪力墙结构设计的应用时，设计人员必须对剪力墙结构的优势和缺陷进行全面把控，明确剪力墙结构设计的要点和重点，才能使剪力墙结构设计能够在建筑结构设计之中得到更加全面的应用。在本文之中，首先对剪力墙结构的概要进行了深入的探究，论述了剪力墙结构的设计原则，并结合工程设计实践情况，提出了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用方式，希望能对建筑工程的设计人员起到一定的启发作用。
关键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用
一、剪力墙结构的概要
所谓的剪力墙结构，也就是在建筑工程之中承担风荷载以及地震作用力的墙体，因此我们往往也将剪力墙称为挡风墙或者防震墙，而剪力墙构建的主要目的在于防止建筑工程的墙体受到水平作用力的影响而出现破坏和损毁的问题，从而确保房屋建筑工程的安全性和稳定性。而一般来说，剪力墙的建筑用料往往以钢筋水泥为主，从而使房屋建筑的横向负载和竖向负载得到全面的提升。建筑企业往往需要选择钢筋水泥墙面板来取代原有的建筑工程构架，并使其能够承载水平和竖直两方面的压力，提升建筑结构的稳定性。一般来说，剪力墙结构的组成为基本的纵向钢筋水泥墙面板，而其横向还是依靠钢筋水泥的空心板担压在墙面之上，而建筑行业也将这种结构称为剪力墙结构[1]。
剪力墙结构往往会根据开孔情况和开孔尺寸将剪力墙分为实体结构墙和开孔剪力墙以及复合肢剪力墙和立式支架剪力墙等多种类型。在这之中，实体墙形式是没有开孔的墙体，而另外三类剪力墙则包括了多种尺寸的开孔类型。另外，剪力墙结构也可以根据开孔的尺寸加以划分。
（一）实体剪力墙
所谓的实体剪力墙，也就是墙面上不存在着开孔情况，或者开孔后整体区域面积没有达到墙体总面积的百分之15。这种剪力墙在受压过程之中会形成曲面状，而墙体本身的弯矩形势不会因为受压过程发生改变，也不存在着突变的可能性，其墙体的负载能力较强，能够满足提升建筑物安全性与稳定性的切实需求。
（二）开孔剪力墙
这种剪力墙也就是指在墙面上进行开孔操作后的剪力墙形式，而一般情况下，开孔区域的尺寸会小于墙体侧面尺寸的百分之15。这种剪力墙在受力变形过程之中往往属于弯曲状态，而墙体的弯矩区域不会出现反弯情况，然而这里要注意的是，这种剪力墙形式往往存在着突变的可能性。
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二、剪力墙结构的设计原则
（一）楼层之间最小剪力系数的整合原则
在进行剪力墙结构设计之中，必须能够与楼层之间最小剪力系数的整合原则相符。在实际设计环节之中，要能够以控制房屋自重为目的，最大程度提升建筑物的抗震能力，同时要在满足短肢剪力墙受力条件的要求之下，减少剪力墙的墙体设计数量。另外，要能够确保符合这种条件之下，对剪力墙进行大开间的调整，使其能够具有更高的侧向刚度系数。举例而言，在建筑物的楼层之中，往往是以建筑物之间的剪力系数来进行相互约束的，而通过这种设计方式，也能够使工程建设投入资金得到有效控制，从而提升建筑物总体的经济效益[2]。
（二）遵循楼层最大位移和楼层高度之间比例调控的原则
一般情况下，传统建筑在进行建筑结构设计时，其设计的重点应该以楼层之间扭转变形情况控制和剪切变形控制为主，而建筑结构的横向剪切变形问题应该根据对纵向构件的调控进行合理的调整。而如果纵向构件的数量过多，楼层最大的位移和楼层比例就会出现提升过快的情况，这也会对剪力墙结构的设计带两一定的阻碍，导致楼层之中存在着较大的变形情况。
三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用方式
（一）对剪力墙结构设计进行科学的计算
在剪力墙结构设计之中要能够对剪力墙结构的正截面受力情况与斜截面的受力情况进行受力分析。在计算过程之中，要能够根据剪力墙结构的主要形式和特性加以分析，结合其水平受力情况和纵向受力情况来计算出剪力墙的内力情况。在剪力墙结构的计算过程之中，设计人员首先要确保计算要求和计算方法与施工图的要求完全一致，同时要对剪力墙的荷载值加以准确的选取，并以地下室为基准，使所有的计算参数都能够与内力配筋调整参数进行对应，在进行多种构件的计算时，也要以统一的计算标准开展计算过程，从而提升剪力墙结构计算的科学性与准确性。对于剪力墙而言，其墙体结构的设计厚度必须在160毫米之上，而底部的加强厚度应该在200毫米以上，应该采用竖向钢筋进行墙体边缘的配筋，从而使剪力墙墙体的稳定性得到不断提升，确保其抗震性能能够符合建筑工程的实际需求[3]。
（二）明确建筑结构设计的要求
对于不同的建筑结构设计而言，对剪力墙结构设计也有着不同的要求。设计人员要能够使剪力墙结构不仅满足建筑的使用需求，还要满足我国的建筑规范对结构的具体规定。首先，要能够明确竖向结构的布置要求。建筑竖向构件如果出现相互转换情况，就会导致高层建筑结构的刚度发生改变，从而导致其抗震能力下降。而在我国相关标准之中，也对于建筑结构设计中的竖向结构设计有着明确的规定，要求在设计竖向结构时，必须确保底部空间有着合适的刚度和延性。而在剪力墙结构设计时，往往会通过转层与转换构件的直接连接来优化这方面的问题，要尽量能够防止转换次梁和水平方向的多级转换，同时也可以在框架剪力墙转换梁处设计相应的中间支柱，从而使其垂直受力性能得到全面提升。另外要尽量避免门洞的设计，使转换层下部剪力墙的刚度得到全面提升。
另外，剪力墙的平面结构也应该有着较为良好的整体性，设计人员必须确保其能够做到均匀和对称，而对于一些超长和超宽的不规则平面结构，则应该设计相应的伸缩缝，从而使其具备更强的整体性，也能够对剪力墙抗震性能的提升起到有力的保障。在多年的工程实践之中我们可以看到如果建筑结构的布置不够对称，那么必须要对剪力墙的布置形式进行精确的计算，使其质量中心与刚度中心的偏差在1米之内，降低结构的偏心率。而在核心筒结构之外的建筑结构体系之中，剪力墙结构的布置应该更加分散且均匀，并尽量进行沿边布置，从而提升其抗扭能力，确保其最大水平位移和承建位移的比值在1.4之下，从而满足平面布置的具体要求。如果建筑物的规模较大，高度较高，那么应该能够使剪力墙结构的刚度中心与建筑结构体系的质量中心保持重合，从而提升其对地震作用力的抵抗能力[4]。
（三）超长剪力墙结构的设计方法
当前很多建筑体系之中的剪力墙结构已经超过了规范的要求，而在这种情况之下，设计人员往往会通过提升伸缩缝间距的方式来进行剪力墙结构的设计。设计人员应该对这种情况进行慎重考虑，通过温度伸缩缝的设计来使其能够与规范设计值相符。在剪力墙结构过长的情况之下，混凝土剪力墙往往会出现相应的变形问题，最终导致结构之中出现相应的裂缝，导致剪力墙结构的安全性能受到不良影响。设计人员应该能够通过相应的手段与措施来使超长剪力墙之中裂缝问题和变形问题得到有效控制，从而使剪力墙结构的安全性和稳定性得到有效提升。
四、结束语
综上所述，在我国高层建筑工程建设之中，剪力墙结构已经成为了应用最为广泛的结构之一，然而从剪力墙结构的应用情况来看，其抗震能力也存在着一定的优化空间。这也就要求了建筑结构的设计人员能够不断的转变自身设计理念和设计思维，结合我国现行的相关标准和实际规范要求，提升剪力墙结构设计的全面性和有效性，进而使剪力墙结构设计能够满足建筑工程的应用需求，推动我国建筑工程行业的全面发展。
参考文献:
[1]王皖. 框架剪力墙结构建筑施工技术分析[J]. 智能城市,2016,0(8):242.
[2]金后春. 建筑结构设计中剪力墙结构设计应用分析[J]. 中国建材科技,2015,(z2):69-69,62.
[3]檀小龙. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J]. 科技资讯,2017,15(11):92.
[4]姜海军. 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J]. 商品与质量,2016,(25):67-67,68.
论文作者:陈俊
论文发表刊物:《防护工程》2019年15期
论文发表时间:2019/12/3
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 墙体论文; 情况论文; 建筑结构论文; 《防护工程》2019年15期论文;