摘要：建筑工程结构设计中最重要的要求是结构稳定、建筑安全，而对于建筑结构设计来说，剪力墙结构设计的可靠性以及准确性是整个建筑工程项目中的最主要基础。剪力墙结构设计的抗震性以及抗测刚度大的特点使得其在建筑设计中应用广泛，但是随着公众对建筑结构的要求越来越高，剪力墙的结构设计也出现一些问题。因此，对于剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析是很有必要的。
关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；应用；分析
导言：建筑是现代化城市规划的一部分，也是我国经济建设的核心内容，城市发展离不开建筑，城市发展与建筑之间存在着相互依存的关系。为了促进人们生活水平的进一步提升，需要加强对建筑结构设计工作的详细分析，充分了解建筑结构设计过程中剪力墙结构设计的具体应用。设计人员必须要全方面掌握设计知识，熟练掌握现代化建筑结构设计理念，能够灵活运用先进技术，保证剪力墙结构厚度和填充物的厚度一致，合理利用建筑空间。
1建筑结构设计中剪力墙结构设计的概念
建筑结构是在建筑物中大量构建拼接而成的，按照施工方法的不同，可以分为框架结构，剪力墙结构和混合结构三种类型。其中，剪力墙结构的刚度对建筑结构的稳定性和承载力都起到了不可忽视的作用。剪力墙结构设计主要是应用钢筋混凝土墙板水平方向的力，在实际设计的过程中，及时根据现场情况来设计剪力墙的结构，要求施工人员及时用钢筋混凝土代替原有的框架，只有这样才能保证整个建筑结构的稳固性。
在建筑结构中，剪力墙起到了承受水平荷载的重要作用，同时提高了整个墙体的稳定性。为了提高剪力墙结构的稳定性，需要及时使用钢筋混凝土材料，达到提高建筑结构承载能力的最终目标。
2剪力墙结构在建筑结构设计中的应用
下面以具体案例介绍剪力墙结构设计情况。某高层住宅建筑工程的标准层高为2.9m，共18层，总高度为52.5m，建筑总面积约为6500m2。该建筑的抗震设防烈度为8度，按照地震加速度值0.20g进行计算，设计地震分组为第二组，风压为0.55kN/m2，场地类别为II级。根据工程设计要求，采用二级剪力墙，混凝土强度为C30~C25，采用HRB400钢筋梁和HPB235板，墙体采用HRB335。在原剪力墙设计中，采用纯剪力墙结构，底部加强部位的宽度为250mm，上部宽为200mm。经计算分析发现剪力墙利用率较低，结构位移比能够控制在1.2以内，底层墙肢的轴压比为0.35~0.4，结构周期较小，整体偏钢。对其进行设计优化后，结构刚度分布适中，能够发挥剪力墙刚度大和承载力高的特点。从该工程案例中，可以总结出一些剪力墙结构设计的经验。
2.1墙体受力分析。在建筑结构设计中，剪力墙结构作为一种重要的平面构建，承受着水平和垂直方向的剪力，在进行墙体设计时，要全面分析墙体受力情况，确保墙体自身强度满足工程要求，发挥出剪力墙的作用。在剪力墙结构设计中，首先要结合建筑实际情况，做好受力分析，全方位考虑墙体承受的荷载力大小和作用形式。
2.2平面内搭接。应用剪力墙结构主要是为了分担原建筑结构中梁柱结构要承载的荷载力，对剪力墙结构刚度有较高要求。在设计过程中，剪力墙结构平面布置方向应采取沿主轴方向的设计方式，不能采用对峙和拉筒方式，如果设计方向不一致，需要将剪力墙结构连成一个整体，确保剪力墙结构的刚度。剪力墙结构垂直方向的布置应采取从下到上的连续布置方式，防止出现刚度突变现象，确保剪力墙结构的强度均匀分配。在剪力墙结构的开洞处，要做好连梁和墙肢设计。就整体而言，应控制好剪力墙结构数量，避免出现剪力墙结构密集的情况，平衡好建筑整体的抗侧力刚度，合理布置建筑结构平面。如果剪力墙结构的抗侧力刚度或重力过大，会影响建筑整体抗震性能。此外，在设计过程中还要避免剪力墙结构与平面外梁体相连的情况，从而避免对剪力墙的弯矩产生影响，导致发生突变。
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2.3超限调整。在建筑剪力墙设计过程中，应遵守楼层间剪力墙数最小的设计原则，在建筑结构设计初期，充分考虑建筑抗震性需求，适当降低结构自重，确保剪力墙结构的地震倾覆力矩所占的比例在40%以内。其次，调整楼层间的最大位移数与层高的比例，使其在地震力作用下，建筑所受的扭转和剪切作用力导致的层间位移能够被控制在允许范围以内。因此，剪力墙结构不能只依靠竖向构件数量设计控制建筑变形，还需要调整好最大位移与层高的比例，降低建筑的扭转和剪切变形。根据相关规定，剪力墙结构的超限调整要满足连梁剪力与弯矩跨高比大于2.5的要求，但跨高比不是越大越好，当跨高比达到6以上时，不仅不会改变连梁刚度，还会导致剪力墙出现超限问题，增大结构突变的发生几率，影响建筑整体施工质量。如果跨高比是5~6，应采取框架式结构。只有调整好剪力墙结构超限问题，才能为建筑整体设计质量提供保障。
3剪力墙结构设计的优化措施
3.1墙肢平面外弯矩的优化
在建筑设计中，经常会遇到非对称的结构设计，与剪力墙的对称结构相悖。因此，总会使得一部分剪力墙形成平面外弯矩。在这种情况下，可以考虑设置暗柱或者将墙肢与连梁进行铰接或半刚接的设计，以此来增大剪力墙的平面外弯承载力，减少墙肢的平面外弯矩现象。
3.2剪力墙结构的优化
针对我国近几年发生的地震，民众对于建筑防震的要求是越来越高。这就使得剪力墙的设计结构在设计时也要发生相应的改变，即在水平高度上，剪力墙的结构设计不能够中断，应当注意空间与侧面力量的相互影响，选取恰当的建筑材料，更好的应对地震的发生。
3.3剪力墙软件的优化
随着科技的发展，社会正处于数字化的信息时代，作为建筑行业的主要应用结构，剪力墙结构的设计也应该利用软件或计算机来完成相应的数据分析。通过软件的帮助，可以更好的储存信息，并对这些信息进行分析处理，从而得出需要的数据，准确又可靠。
3.4连梁设计的优化
建筑中的连梁设计是为了保证建筑结构的刚度，以及减小建筑物的侧移。但是，由于多种因素的影响，连梁设计对建筑结构的优势经常会被制约。因此，在应用剪力墙结构设计的时候，可以进一步加强连梁设计的使用。例如，可以在建筑设计过程中提前进行内力分析，并对连梁的刚力进行相应的折减计算，以此来尽可能避免连梁发生剪切性的破坏，加强建筑结构的刚度。
3.5连梁钢筋配置
连梁是建筑设计中的主要承重构件之一，按四级地震抗震指标的要求，剪力墙配筋率在0.2%以上，对于三级及以上地震抗震指标要求而言，剪力墙配筋率要在0.25%以上。在设计过程中，必须严格按照相关标准要求设置连梁配筋率，进行承压计算，确保承压能力符合要求。可以适当提高配筋率，防止剪力墙出现扭曲变形，但配筋率过高会增加剪力墙自重，因此要在承压计算的基础上，对其进行合理设计。
结束语
在剪力墙结构设计的相关工作中，必须要严格按照规章制度进行操作，充分考虑剪力墙以及建筑结构自身的特点，从实际出发，自觉按照标准流程进行操作，更好的满足现代人们对建筑结构设计的基本要求。另外在结构设计环节，必须按照剪力墙结构设计原则进行，考虑建筑结构设计的安全性与抗震性能，以确保剪力墙结构设计质量。
参考文献：
[1]吴刚锋.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].企业技术开发，2015，34（3）：66-67.
[2]郭苏海.高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点[J].中华民居旬刊，2013（33）：30-32.
论文作者:尹琦
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/3
标签：剪力墙论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑论文; 刚度论文; 建筑结构论文; 弯矩论文; 《基层建设》2018年第34期论文;