封胜
重庆市设计院有限公司
摘要：房屋建筑设计下结构设计占据重要位置，剪力墙结构是当前建筑结构体系的常见类型，剪力墙结构设计水平关系到结构整体稳定性、安全性，鉴于此，设计人员必须做好相关方面的研究与分析。下面文章主要对建筑剪力墙结构进行浅要了解，并探讨建筑结构设计下剪力墙结构设计的应用。
关键词：建筑结构；结构设计；剪力墙；建筑设计
引言
随着建筑领域的快速发展，人们对建筑建设质量也有了新的要求，这使得建筑企业针对施工技术积极探索创新路径，在这一背景下，建筑结构设计也衍生出了新的技术方法，剪力墙结构便是其中一种。目前，建筑结构设计汇总获得了普遍运用。建筑结构设计决定了整个项目的建设质量和建筑体的使用寿命，因此，提高建筑结构设计质量成为施工建设中的重点内容。剪力墙结构具有较强的韧性和抗震能力，已经成为许多高层建筑结构设计中的必然选择。为了进一步发挥剪力墙结构在建筑设计中的应用价值，设计人员需要掌握设计要点和原则方法，确保剪力墙结构设计能够达到建筑结构设计要求。
1建筑剪力墙结构概述
一般来讲，建筑剪力墙结构是由多重横、纵钢筋混凝土墙及楼盖所构筑的空间结构，其墙体具备抵抗外界风力荷载及地震引发的水平荷载和竖向荷载的作用，从其功能作用的一般意义讲，建筑剪力墙又称为抗震墙。在现代建筑工程中，建筑剪力墙是高层建筑的常用结构形式，由于建筑剪力墙的作用，其自身平面内的刚度大、强度高，受水平作用力影响弱，墙体侧移不易发生。因其具备抗风、抗震的作用，被广泛应用于高层建筑结构建设中。在现实建筑构造中，建筑剪力墙多采用现浇或预制件组装的形式，以钢筋混凝土的形式进行剪力墙浇筑，与梁、柱结构一同浇筑，以保障剪力墙的强度和稳定性。剪力墙是建筑物或构筑物结构的主要承载构件，同时，在建筑物构建中扮演着分割墙和围护墙的角色，因此，墙体的布置与分配必须同时满足建筑平面布置和结构布置的双重需求。剪力墙结构具有突出的承载能力、整体性和空间作用，与一般的框架结构相比，在抗侧力方面性能更佳，因此，多用于中高层建筑结构体系中。剪力墙结构的突出特点在于其侧向刚度大，水平荷载对其的侧移影响小，但其也存在一定的结构缺陷，剪力墙间的间距受到一定的空间限制，在大空间建筑结构形式中的抗力作用无法体现。因其结构自重大、灵活性低等特点适用于住宅、公寓、旅馆等一般建筑物中。剪力墙结构的楼盖结构一般以平板的形式存在，可不设梁结构，相对空间利用比较好，在一定程度上可节约层高。
2剪力墙结构受力分析及设计原则
剪力墙结构在宽度和高度上尺寸较大，但是厚度一般要小于普通墙体，其结构比较类似板，主要区别在于板是通过弯曲构件对受力进行计算，而剪力墙是利用压弯构件对受力进行计算。所以，在进行建筑结构设计时，需充分考虑差异。剪力墙墙肢的长度具有一定的特点，如果墙肢截面高度和厚度的比值不大于4，结构设计需按照框架式。而如果比值大于8，结构设计就使用一般剪力墙。比值处在两者之间时，结构设计使用短肢剪力墙。剪力墙结构整体通常由纵向、横向剪力墙和梁板共同构成，受力主要有2种：第一，垂直方向的荷载，包括剪力墙自身重力、梁板恒载及活载、垂直地震力作用；第二，水平方向的荷载，包括风力及水平地震力。在《高层建筑混凝土结构技术规程》中有明确的规定，剪力墙长度不要大于8m。剪力墙结构受破坏的影响因素有剪跨比和轴压比，如果长度超过8m，在结构设计时应要在墙体的中部设计开洞，使之成为双墙肢，通过连梁连接，使剪跨比大于2，满足剪力墙弯曲的延性破坏。在剪力墙结构设计中，对墙内力和变形问题的分析主要包含极限承载力和正常使用的极限状态，设计需满足在极限承载下，结构能不受破坏，在正常使用状态下，结构的设计需保证长久耐用。
3建筑剪力墙结构优化设计的初步思路
3.1建筑剪力墙结构尺寸数据及外形要求
建筑剪力墙结构优化设计的基础在于对其尺寸数据和外形要求的合理把握。不同建筑、不同结构形式中剪力墙结构的形式、建设要求不同，故其设计也会存在诸多差异，剪力墙结构在横向和竖向所承受荷载压力、荷载分布及整体刚度因此也会有所不同。为了保障剪力墙所受荷载的均匀传递，其设计应满足剪力墙肢截面高度8倍于其厚度值的规范要求。剪力墙结构外形与其稳定性有着必然的联系。对剪力墙结构的优化设计，可以从外形的角度使其更具合理性。一般设计中常采用T型或L型，这2种结构很大程度上减轻了墙体自重、缩小了自身体积，侧向刚度也得到了较大幅度的提升，有效降低了施工成本。
3.2优化剪力墙平面分布
合理的剪力墙平面分布可以提高建筑的稳定性，在抗风、抗震等方面有很大的意义。剪力墙的平面分布设计可以优化：第一，保持剪力墙表面平整，平整的剪力墙可以保证受力均匀，减少压力突然变化引起的建筑物不稳定；第二，减少剪力墙平面外弯矩，可以通过添加辅助墙肢、扶壁柱等结构来缓解外弯矩带来的负面影响；第三，保证剪力墙对称分布于高层建筑中心轴的两侧，提高建筑的抗侧力、降低建筑的扭矩，提高抗震能力；第四，对于不同的层数设计不同的剪力墙刚度，提高建筑物的承载力。
3.3大墙肢处理
由于剪力墙结构具有一定的延伸性，因此，在设计与建设期间需要考虑这一特性，这可能会对剪力墙整体结构的耐久性与稳定性带来影响。为了进一步规避剪力墙结构的破坏，部分较长的剪力墙需要在设计过程中保证承载力要求能够满足，并利用分层间隔的形式进行设计，将剪力墙划分为既定数量的独立墙段。而一些长度较短的剪力墙，受弯形成的裂缝问题较小，则可以设计配筋，提高剪力墙整体的支撑力和强度。一方面可以开施工洞，在施工过程中对剪力墙进行开洞，在施工完成后再将洞口砌填，将长墙肢转变为短墙肢；另一方面，在剪力墙结构计算方面在墙体上留洞，可以提高小墙肢配筋效果。
3.4边缘构件的设计
剪力墙结构的变形问题与边缘构件的设计有较大的联系，为能使剪力墙结构在建筑结构中更好地发挥作用，结构设计过程中，需掌握边缘构件的设计要求及设计技巧。由于剪力墙结构的种类不同，在墙面开口的两侧和墙体的两端都需设计相应的边缘构件，以便使剪力墙结构的抗变形能力得到加强，这样结构抗震、抗风就有很好的效果。在开展设计工作时，对建筑结构抗震性的不同、墙肢轴压比的不同等进行细致研究，然后设计相应的边缘构件。通常使用较多的是构造型和约束型的边缘构件，高层建筑结构设计按照具体的工程要求，需设计符合实际情况的边缘构件，对其配筋和尺寸进行科学确定。
3.5结构参数设计
高层建筑结构设计中，由于建筑物需承受较大的荷载力，因此，在应用剪力墙结构进行设计时，需对结构的有关参数进行充分的考量及合理的控制，以确保建筑结构设计的有效性。对于结构参数的设计，需考虑建筑物的位移、比例等问题，保证剪力墙结构的科学应用，这样建筑结构的整体就会更加规范协调。
结语
综上所述，在实际工程设计中，为了进一步强化剪力墙结构设计，就必须对剪力墙结构设计要点进行综合分析，根据分析论证对结构受力进行计算，以此科学配筋，合理布置剪力墙结构，提高剪力墙设计水平，保证整体结构的质量安全，通过科学设计保证建筑结构稳定性，满足相关设计规范要求，促进我国建筑事业的稳定发展。
参考文献
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