关键词：建筑结构；剪力墙结构；设计要点
1.剪力墙结构的分类与特点
1.1整体小开口剪力墙
整体小开口剪力墙指的是整体结构不大、开洞面积不小于15%的墙体，这种剪力墙主要是在连梁处发生弯矩图的改变，整个墙体在高度上并不发生反弯点。
1.2实体墙
实体墙指的是没有开洞，或者是开洞面积小于15%的墙体，这种剪力墙从外观看上如同一个整体的悬臂墙，弯矩图不会发生突变，同时也不会产生反弯点。
1.3壁式框架
壁式框架剪力墙结构中的洞口尺寸很大，在连梁线刚度与墙肢线刚度的方面较为接近，弯矩图发生突变的地方一般是在楼层处，而且经常会在楼层中出现反弯点。
1.4双肢或者多肢剪力墙
双肢或者多肢剪力墙指的是开洞很大，或者是洞口的形状呈现出列状分布的特点，这时其产生弯矩图突变的位置一般是在连梁处，墙体一般不会发生反弯点。
2.建筑结构设计中的剪力墙结构设计要点
2.1对大墙肢的处理
在建筑结构设计中，剪力墙的结构首先要求具有延展性，一些高宽比大于3的剪力墙在设计过程中就会变成具有延性、弯曲破坏的剪力墙，从而避免剪力墙受到脆性剪切毁坏。当剪力墙的长度较长时，为了保证每个墙段的高宽比大于3，可以对长墙进行开洞分割，使长墙被分为符合条件的独立墙段，这样形成的墙段比较小，能保证墙体受力的合理性。
在剪力墙结构设计中，当出现长度超过8m的大墙肢，在计算整个楼层时会发现楼层剪力一般都是由这些大墙肢来承担。这样在发生地震时，大墙肢最先受到破坏，小墙肢由于在计算时受力不大，设计中的配筋也不大。在第一次地震大墙肢破坏后，结构内力整体重分配，小墙肢二次分配力必然大于原来设计的承受能力，在重分配中小墙肢破坏，从而建筑整体全面破坏。这种设计结果，既不能满足结构设计的“第二道防线”，破坏过程快速，后果很严重，在设计过程中必须认真对待，避免出现这种大墙肢。因此在对剪力墙进行结构设计时，对一些长度大于8m的墙肢，根据实际情况在具体的施工过程中，在剪力墙上留洞，施工结束后再将这些洞砖砌解决，这样就能将大墙肢分成比较小的墙肢，另外在对剪力墙进行结构计算时设置墙洞，施工时仍然浇捣为混凝土墙，小墙肢计算配筋时充分考虑了大墙肢弱化受力的情况，这样就能强化小墙肢的配筋结果和受力性能了。
2.2对建筑物整体结构受力性能进行提升
剪力墙的根本作用就是抗震，因此在设计的过程中应该充分体现剪力墙的重要作用。通过计算，对建筑物的整体结构的抗震性能进行模拟，对剪力墙在地震中可能出现的受力情况进行分析，对建筑中薄弱的墙体部位进行加强配筋甚至加厚墙肢，避免出现局部结构特别薄弱的情况。同时设计人员还应该尽量分析出受力不利的原因，在剪力墙结构的设计过程中，尽可能的避免这些情况的出现，提高建筑物的整体抗震能力，提高建筑的安全性能。
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2.3建筑结构的布置
建筑结构体系在采用剪力墙结构时必须考虑建筑结构整体的空间能力，双向布置剪力墙，利用墙体的链接来完善高层建筑的空间结构，特别是地震高发区，要注意尽量使两个方向剪力墙的刚度中心位置大概一致，这样能够更好地保证双向墙体之间的受力均衡性，同时降低扭转效应带来的影响。另外，为了提高剪力墙的结构稳定性，在进行整体设计时，要根据实际情况来决定铰接或半刚接式的连接节点方式，这样楼面结构能够更合理更切合实际地和墙体相互作用，有利于对墙体安全性和稳定性的评估和合理设计。
2.4剪力墙截面厚度
在建筑结构设计中之所以会规定剪力墙的最小厚度，是为了保障剪力墙平面之外的刚度以及稳定性能。当墙肢平面外出现与之相交的剪力墙的时候，可以将其视为剪力墙的支承，这样一来就有利于保证剪力墙平面外的刚度和稳定了。因此在确定墙肢的最小厚度的时候，应该按层高以及无肢长度两者的较小值来计算。有关规范规定：在非抗震设计时，剪力墙的最小厚度不应该小于层高的1/25，并且还要大于160mm。而在抗震设计时，底部加强区在一、二级抗震等级时不宜小于200mm，其他部位不应小于160mm；三、四级抗震等级时不小于160mm。
2.5连梁的设计
连梁的设计也是剪力墙结构，框剪结构等结构体系设计过程当中一个比较重要的环节。连梁的主要作用是为了墙肢与墙肢之间能够更好的连接起来。为了满足连梁内力的要求，发挥好连梁在结构整体中的作用。结构设计的过程当中一定要使连梁满足相关规范的要求。
在结构整体计算剪力墙设计的过程当中，需要布置连梁，那么一定要做好跨高比和截面尺寸两个方面的设计工作。为了使得连梁的跨高比以及截面尺寸更好的满足设计方面的要求。首先，连梁的高度需要按照相关的设计标准来进行控制，如果在设计完成之后，连梁的跨高比以及截面尺寸不能够很好的满足设计方面的要求，那么连梁的高度需要进行适当的折减；其次，剪力墙洞口的宽度需要按照相关的设计标准进行增加，除此之外，连梁的高度还需要适当的进行减小。这样做的主要目的就是为了使得连梁的刚度能够被适当的减小，同时也从整体上增强了建筑整体的抗震性能。
3.建筑剪力墙结构设计及计算的优化措施
3.1剪力墙结构设计的优化
在剪力墙结构设计中，一般应当沿着主轴的方向或者是其他的方向进行双向布置，进而形成一定的空间结构，这种结构能够避免出现单一结构布置的剪力墙发生侧向作用加大的现象，促进剪力墙作用的有效发挥。同时，对于长度较大的剪力墙，一般应当设置洞口，将其划分为多个长度较短的墙面，这样便能够将整体的承载力分散，避免墙体产生脆性的剪切破坏。在抗震结构设计时，应当保证洞口墙体与洞口之间形成一个有效的比例，按照实际的要求进行加密。
3.2剪力墙结构计算的优化原则
规范规定在计算地震作用的楼层最大层间位移时，要以楼间弯曲变形为主，计入扭转变形，可以不扣除结构整体弯曲变形。因此，对于高层建筑应当尽可能地扭转变形最小，但是又不能够仅仅是根据层间位移不满足规范要求而盲目地增加竖向构件的刚度。要尽可能的减少剪力墙的布置，并以大开间剪力墙布置方案为目标，使其结构具有适宜的侧向刚度使楼层最小剪力系数不小于规范限制，这样做能够减轻结构自重，有效地减小地震作用的输入，同时可以降低工程建设成本的投入。
结束语：综上所述，剪力墙结构的合理设计和安排对于其建筑整体结构的设计而言相当重要，它的稳定性关系到整个建筑物结构的综合实力，因此，建筑采用剪力墙结构体系时，设计人员一定要结合其剪力墙结构的主要分类和设计要求，并针对结构设计和计算两方面的内容进行优化设计分析，使得剪力墙结构发挥其应有的效果和作用，进而确保建筑的整体质量和施工安全。
参考文献
[1]齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计[J].黑龙江科技信息，2011.
[2]李捍文.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用.2012.
[3]秦莹.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].科技致富向导.2013.
论文作者:蔡舒
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/11
标签：剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 墙体论文; 建筑论文; 大墙论文; 刚度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;