摘要：城市化发展速度的加快，使得建筑物的数量快速增长，尤其是高层建筑数量更是突飞猛进，由于建筑物的数量增加，且层数越来越多，人们对于建筑结构设计也提出了更高的要求，以保证建筑结构设计的安全性和稳定性。本文通过对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的运用进行分析，以期提高建筑结构设计水平，以更好的满足建筑行业发展需求。
关键词：建筑结构；剪力墙结构；设计方法
剪力墙结构主要是指用钢筋混凝土墙板代替框架结构中的梁柱，以承载各种符合，提高建筑结构的水平力，这种由混凝土墙板代替承受竖向水平力的结构对于保障建筑结构的整体稳定性具有重要意义。剪力墙结构的应用具有刚度大、整体性能好、用钢量少等优点，对于满足建筑结构设计的科学性与合理性有较大的促进作用。
一、剪力墙结构的样式
1、整体剪力墙
整体剪力墙主要是指无门窗洞口或者有少量且很小门窗洞口的剪力墙，在进行设计的过程中，可以忽略洞口。如果各个地方门窗洞口的总面积小于剪力墙侧面积的15％，洞口间的净距、孔洞和墙边的净距比洞口的长边尺寸大，则属于整体剪力墙形式。此种样式主要是对建筑主体结构进行支撑，是当前建筑结构中重要的组成部分。
2、壁式框架
壁式框架主要是指联肢墙中洞口较大，削弱了墙肢刚度，增强连梁刚度的形式，剪力墙的受力特点与框架相近，厚度较小。此种剪力墙样式可以单独设置，应用广泛。
3、联肢墙
联肢墙主要是指剪力墙上开有一列或多列的洞口，且洞口尺寸较大，剪力墙的总体受力类似于洞口连梁组成的一系列墙肢，但由于一般连梁的刚度比墙肢小，对于墙肢的单独作用应用也非常重要。
二、剪力墙结构设计的应用优势
1、调整连梁的超限情况
设计高层剪力墙时，需要明确连梁的跨高，并且将剪力墙与弯矩之间规定的范围进行控制和确定，一般而言，需要保证剪力墙与连梁之间的跨度在2.5左右，[1]如果太高，就需要科学分析施工的框架梁设计，从而使跨度比更加科学规范，保证建筑剪力墙的整体质量。
2、科学设计最小剪力系数
在不影响建筑短肢剪力墙的底部地震倾覆力矩的情况下，将其控制在总量的40%左右，尽可能建设剪力墙的设置，设置大开间的剪力墙，保证楼层最小的剪力系数能够处于标准规范的范围内，可以提高剪力墙结构的侧面刚度，并且将结构自重降低，减少地震对建筑成本以及安全性的影响。
3、科学设计层间、高以及最大位移
结合标准规定，由于地震影响，要计算标准值产生的楼层最大弹性层间位移时，不仅要考虑建筑的弯曲变形，还不能扣除掉整个结构的弯矩变形，并将其计入到扭转变形中。建筑建设需要将楼层间的扭转变形和剪切变形等进行重点控制，科学的对纵向的构建数量进行控制，若在纵向方向上，单数布置不科学，扭转变形就会很严重。[2]所以在建设中需要将扭转变形降到最低，并且不能随意的提高纵向上的构建刚度。
三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用方法
1、科学布置剪力墙结构
布设剪力墙的结构时需要做到科学合理，沿着主轴的方向，将剪力墙进行双向的布置，保证两个方向上的抗侧刚度靠近，不能只单独布设一个方向。刚度中心与质量中心要接近，减少地震对结构造成的影响。同时，在剪力墙结构设置时，需要保证墙肢形状是T型或L型。[3]要将剪力墙结构的自身重量得以降低，使建筑有很大的利用空间，就保证设置剪力墙时密度不能太大，保证结构刚度适宜，达到侧移限制的标准。纵向上剪力墙保证均匀的刚度需要，从上到下连续的进行布置，从高度的方向上对剪力墙的厚度以及混凝土的强度进行调整。将洞口设置在剪力墙上，并构成规整的排列，实现规则的应力分布，使其与设计图纸相适应，保证设计结果更加真实、可靠。
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2、科学处理大墙肢
剪力墙结构设计中，结构具有一定的延伸性，在工程建设中需要将其优势作用充分发挥出来，进而对整个建筑结构产生有利影响。设计剪力墙结构时，人们一般愿意设计出高状结构的剪力墙，这对于整个建筑墙体会产生一定的影响。因此设计过程中要严格按照施工需要进行，使其更加科学合理。如果墙段长度不大，受弯位置就会出现裂缝，剪力墙的质量与墙体配筋支撑力之间有着密切的联系，要防止出现这一问题，需要在施工过程中留洞，施工结束后在填筑，使墙体变短。或者结合结构的具体情况设置预留洞并进行计算，使得短墙肢获得较强的承受力。
3、设置剪力墙平面
设置剪力墙的平面时，要做到均匀对称，保证墙面结构的质量以及刚度相吻合，减少扭矩问题的出现，做到内外剪力墙的拉通，避免出现不均匀的作用力。
剪力墙的设计需要按照主轴的方向进行，并实现双向或者多项的设置。设计抗震问题时，要防止出现单向墙，充分发挥剪力墙的功能。剪力墙的抗侧力不能太大，以便提高建筑物的安全性和质量，减少成本消耗。剪力墙截面设计中，要使其做到刚度均匀，并且截面更加简单、规则。
4、保证工程的性能与强度
建筑工程的剪力墙结构设计中，强化其性能与强度是极为重要的，结合我国的相关政策标准与法规，工程施工、设计中，需要保证剪力墙的横、纵向分布筋的配筋率满足要求，也就是说需要将非抗震设计和四级抗震设计的数据控制在0.2%之上，其余的一、二、三级抗震数据要超过0.25%，[4]使得建筑的抗震强度与性能得到提高。为了使建筑剪力墙的性能与强度，设计人员需要按照相关的规范内容等进行，利用约束和构造边缘剪力墙的构建，使得矩形截面剪力墙的承载能力达到40%左右，使其抗震能力达到20%，保证整个建筑的剪力墙结构设计是科学合理的。
5、科学管理墙体配筋
设计剪力墙结构时，要结合整个工程结构的安全性和经济性进行设计。剪力墙的设计与墙体建筑的质量有着密切的联系，此外还与墙体内部钢筋设置有联系。在设计过程中需要在剪力墙中设置纵向上的钢筋，使其配筋率能够达到质量标准[5]。
6、设计延伸性
在建筑结构的剪力墙设计中，延伸性设计是极为重要的内容。一般情况下，剪力墙结构有很强的延伸性，也就是说在设计剪力墙的过程中，需要保证延伸性能达到一定的强度，进而对建筑剪力墙的结构耐久以及整体性进行全面提升[6]。此外，设计处理延伸性的过程中，需要设计人员在设计剪力墙时达到承载力的标准和要求，防止剪力墙的结构被破坏和影响。设计时要做到上下连通、对称，使得支撑效果得到强化，以此为基础，保证建筑工程结构的剪力墙设计更加可靠，能够更好的为建筑工程建设提供支持与服务。
结束语：
对于建筑结构设计，应当充分考虑各个方面的因素，以确保当前越来越高、承载力要求越来越大的建筑物的结构稳定性。对于剪力墙结构的应用也应当注重科学设计，保证剪力墙结构设计水平的提升，从而更好的满足建筑结构设计需求，实现整体建筑工程设计水平的提升。
参考文献：
[1]詹忠锜. 建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计[J]. 工程技术研究,2016,(08):216-217.
[2]钱志华. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的实践应用探究[J]. 智能城市,2016,(10):24.
[3]陆鉴恒. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究[J]. 住宅与房地产,2016,(15):34.
[4]张英男. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J]. 现代工业经济和信息化,2015,(19):59-60.
[5]汪梅. 试分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的有效应用[J]. 门窗,2015,(01):130-131.
[6]主宝皆,马树然. 论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究[J]. 门窗,2014,(01):152.
论文作者:李焱
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/26
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; 洞口论文; 建筑结构论文; 《基层建设》2017年5期论文;