（中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 山西省太原市 030001）
摘要：剪力墙本身的刚度较大，整体性也较好。剪力墙能够具有良好的抗震性能，同時它的价格成本也比较低廉，因而被广泛地应用在高层混凝土建筑中。在人们对建筑设计要求越来越高的背景下，加强剪力墙的应用，加强对剪力墙结构的研究具有重要意义。本文对剪力墙结构设计以及其在建筑结构设计中的应用进行了探讨分析。
关键词：剪力墙结构设计；建筑结构；应用
剪力墙结构，是一种剪力墙体，亦是用钢筋混凝土板代替昔日建筑物中承受水平和竖向方向荷载作用的墙体。剪力墙虽有侧移小、防震能力大、抗侧刚度大、承重力强、使室内墙面平整等优点，在高层建筑中得到广泛的使用，但是，高层建筑的墙体也不能完全用剪力墙，一方面是因为剪力墙造价高、施工程序复杂，另一方面则是过多的使用剪力墙会使建筑物的质量遭到损坏，从而影响建筑物的寿命。另外，在剪力墙结构设计过程中还要充分考虑其抗震能力，要准确把握好剪力墙墙体所承受的地震倾覆力矩与结构承受的地震力矩之间的比例关系。
1剪力墙结构设计所遵循的基本原则
1.1调整连梁超限相关原则
在剪力墙结构设计中，一般来说，连梁的跨高比应该大于或等于2.5，而采用跨高比低于2.5的连梁，在设计过程中就容易造成剪力墙的弯矩现象，严重超出限值。在《高规》中对剪力墙的跨高比就有明确规定，对于跨高比高于或等于5的连梁，在结构设计环节，要以框架梁为依据，不能随意折减其连梁的刚度。当跨高比处于5～6之间时，必须对连梁刚度进行折减，从而避免出现剪力超出限制或者连梁出现弯矩等现象。因此，在实际的建筑结构设计中，建筑企业必须合理利用该规定，不仅能够有效增强建筑物的安全性和可靠性，还能节约建筑成本，为建筑企业带来更多的经济效益和社会效益。
1.2避免剪力墙和平面外梁搭接
剪力墙结构有一个突出的特点就是其平面内刚度和承载力比较大，而平面外刚度和承载力相对较小。这样，如果剪力墙和平面外的梁相互连接，墙肢平面外就容易出现弯矩现象，而且，在平常的设计中，设计人员并不会对平面外承载力和刚度进行验算，因此，为了避免弯矩现象的发生，在结构设计时要尽量避免剪力墙与平面外的梁进行搭接，在无法避免的情况下也要严格按照相关规定采取相应的防范措施，保证剪力墙与平面外能够搭接安全。
1.3以主轴为中心，向四周延伸
在对剪力墙进行结构设计时，要以主轴方向作为中心，双向甚至多向的向四周延伸，尽可能的将各个方向的剪力墙相互连接在一起，在连接过程中还要避免这些剪力墙出现拉通对直现象;在对剪力墙的抗震性进行结构设计时，应该使两个方向的侧向刚度尽可能接近，而对墙肢进行结构设计时，在符合规定的基础上，操作要尽可能简单易行。对于高层建筑来说，在进行剪力墙的结构设计时，要以主轴方向作为中心，双向甚至多向的向四周延伸，尤其是在对墙肢的抗震性进行设计时，要尽量避免设计单方向有墙的模式，从而保证设计出的剪力墙能够具有安全、可靠的工作性能。当然，剪力墙的分布不是随意的，应保证数量相当和均匀。如果配置的剪力墙过多，会导致墙体得不到充分合理的利用，增大其抗侧力刚度，进而增大震力及自身的重力，影响剪力墙的正常工作;如果配置的剪力墙过少，由于数量不足会导致墙体的抗侧力刚度过小，同样会增加剪力墙的正常性能。
2在建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
2.1剪力墙结构的合理布置
在平面上的布置剪力墙要具有规则、简单的特征，而且要沿着主轴方向或者别的方向实施双向布置，并且2个方向上剪力墙的侧向高度距离不能太大。在实施剪力墙抗震设计时，不要单单在单向布置剪力墙。由于剪力墙的布置会对其自身构造的抗侧刚度形成相对大的影响。在实施剪力墙布置时，要尽可能的使四周均匀布置的原则得到满足，而且应用有关的设计软件，对剪力墙的构造、受力特征实施有效地分析与计算。比如设计填充墙时，要尽可能满足相关构造设计的要求，合理增加圈梁和构造柱，保证地震产生时居民可以安全的逃脱。还要尽可能使用电梯井、山墙和楼梯井作为剪力墙。在剪力墙的竖向布置中，要使用措施防止改变材料轻度与变截面对楼层建设的影响，防止墙体刚度出现突变。
2.2剪力墙结构的厚度和长度的选取
2.2.1剪力墙结构的厚度
抗震规范6.4.1条有清楚的规定，剪力墙底部增强墙厚一、二级抗震等级时最好大于200mm，并且不能小于楼层高度的1/16，别的位置则不能小于160mm。在剪力墙构造设计中，遇到特殊状况的建筑物要使用概念设计分析，对墙肢轴压的比值进行有效的控制，保证整体的连结从而达到墙的厚度的效果减少。
2.2.2墙肢的长度
剪力墙墙肢的长度是剪力墙墙肢截面的高度就是，这个长度通常不能超过8m。在剪力墙结构设计中要保证剪力墙构造的延性，为了防止脆性的剪切破坏，能把大于2高宽比的细高剪力墙设计成弯曲破坏的延性剪力墙。但是有的墙体长度非常长，为了保证墙体大于2的高宽比值，就要使用开设洞口的方法把长墙分成平均的、长度相对小的连肢墙，而其洞口则最好使用限制弯矩相对小的弱连梁。
2.3连梁结构的设计
连接墙肢与墙肢之间的梁，我们称之为连梁。在剪力墙受到水平的作用力而发生弯曲时，剪力墙就会使墙体的受力的状态改变让墙肢达到稳定，而且它也会对墙肢起到限制的作用。从这就能够看出，在剪力墙的设计经过中，连梁的设计是不可或缺的，假如连梁的设计发生不合理或者设计失误的情况，那么就会对建筑物形成无法估量的不良影响。所以在对连梁实施设计时，设计师要严格的依据建筑的需求让连梁的跨度增加，同时把连梁的高度与刚度减小。
2.4剪力墙结构受力分析
剪力墙结构设计有着自己的设计规则和原理。因为剪力墙一般状况下高度、宽度要比厚度大非常多，所以其何特点像板，但和板有非常大的不同，板是依照受弯构件计算，剪力墙是依照压弯构件计算。所以在实施其构造设计分析时就需要思考到其详细的设计差别。另外还包含剪力墙的肢长、墙厚度区域有着自身的特点，所以当墙肢截面高度和厚度之比hw/tw ≤ 4 时，要依照框架柱结构设计；当hw/tw>8 时为普通剪力墙；当4 ≤ hw/tw ≤ 8 时短肢剪力墙，这也是剪力墙构造设计的基本原则之一。剪力墙结构是由一连串纵向、横向剪力墙和梁、板所构成的空间构造。其关键承受2种荷载：一种是竖向荷载，竖向荷载关键是梁板传来的恒载、活载、剪力墙身自重和竖向地震作用；另一种是水平荷载，关键为水平风荷载与水平地震作用。剪力墙的内力、变形分析包含承载能力极限状态和正常应用极限状态下分析。在承载能力极限状态下，剪力墙在各类工况下不会导致破坏，可以安全地承受重力荷载功能。在正常应用极限状态下，构造变形满足标准要求，结构耐久性也满足设计要求。剪力墙的变形关键是弯曲变形，框架构造的变形关键是剪切变形。
为了让剪力墙完成弯曲破坏的延性破坏模式，《高层建筑混凝土结构技术规程》简称高规，规定不能大于8m的墙长。现实上影响剪力墙破坏模式的2个关键原因是剪跨比与轴压比，只要剪跨比>2，而且不超过标准规定限值的轴压比，可以完成延性的破坏模式。当剪力大于8m的墙长 时，尽量在墙中部开洞产生双墙肢，经过弱连梁连接。这样剪跨比通常也会大于2，即可以满足延性破坏的要求。
2.5墙体配筋设计探讨
墙的水平分布筋是为横向抗剪以避免墙体在斜裂缝发生后出现脆性剪切破坏，同时起到抵抗温度应力避免混凝土发生裂缝，设计中当建筑物相对高相对长或框剪结构时配筋要合理增加，尤其在连梁位置或温度、刚度改变等敏感位置要合理的增加。但对于矮、短的房屋，其水平筋的配筋率是不是合理减小值得探讨。
墙的竖向钢筋关键起抗弯作用，现在在部分多层低高层剪力墙中电算结果多为构造配筋；但配筋时所取的配筋率有人常常扣除了限制边缘构件或构造边缘构件中的钢筋，笔者认为竖向最小配筋率要包含边缘构件中的钢筋，墙肢的竖向配筋原则也要尽量把钢筋布置在墙端位置缘区并确保钢筋距离为300mm，也要注意避免竖筋太多让墙的抗弯强度大于抗剪强度，对抗震不利。
3结束语
建筑结构设计人员要对剪力墙结构设计原理有着清楚的理解，从而可以在这基础上经过持续设计实践的实施来推动中国建筑项目整体设计水平的有效提升。
参考文献
[1]胡景云.论剪力墙结构优化设计[J].建材世界，2018，32（2）：7-8.