缪志安
中国市政工程东北设计研究总院有限公司深圳分院 518052
摘要：现阶段，我国建筑行业发展迅速，建筑结构的安全性尤为关键，要求建筑单位在建筑结构设计中合理应用安全措施，保障工程的建设质量。剪力墙结构在建筑结构设计中得以广泛应用，该结构形式具有显著优势。以下笔者就将简要分析建筑结构设计中剪力墙结构设计的具体应用，以供参考。
关键词：建筑结构设计；剪力墙；结构设计
引言
目前剪力墙结构已经得到了建筑工程的广泛应用，该结构刚度性能与侧翼性能较好，能够提高建筑的抗震效果，满足建筑对刚度、侧移水平及稳定性的要求。但是在剪力墙结构设计方面，因为受到多种因素影响，设计仍不完善，因此需要采取有效的措施对剪力墙结构进行优化设计，为建筑的安全性和稳定性提供保障。
1剪力墙结构
（1）稳定性。剪力墙结构具备比较突出的刚性特征，可以提高建筑物的支撑性能和稳定性，这也是剪力墙结构的主要作用与优势。（2）经济性。剪力墙结构主要是通过钢材料填充制造而成，可以直接应用混凝土浇筑的方式进行施工，整个施工的经济效益相对较高，属于施工部门常用的施工方式。（3）美观度高。随着人们生活水平的不断改善，对建筑结构的要求不仅在于安全舒适上，同时对美观度的要求也在不断提高。目前，人们已经开始注重建筑美观度，在美观度方面的资源投入及选择重视度也较高。剪力墙结构的设计能够满足人们对于建筑的美观度要求，特别是对于一些隔断墙而言，能够非常理想地满足人们的审美要求。虽然剪力墙结构具有许多优势，但也存在一定的缺陷与不足。一方面是剪力墙结构本身的重量比较大。因为剪力墙结构的施工主要是以混凝土浇筑的方式，较高的重量也会对建筑物本身形成一定的重力负担，所以对建筑的承重及承压的要求相对较高。另一方面是延续性较差。因为剪力墙结构本身减少了钢筋的配合比使用量，所以整个结构的延续性效果相对较差，对于建筑结构的稳定性也存在一定的负面影响，同时整个施工的工序也相对较复杂。
2剪力墙结构的分类
对建筑而言，因为其结构性能的要求相对较高，不同的建筑结构设计中，应根据整体的结构特点，确定在剪力墙结构设计是否必须开洞，如果存在开洞的必要，结构设计人员应考虑开洞的大小。根据民用建筑中的剪力墙设计和使用情况，一些剪力墙开洞，而一些剪力墙不开洞，且开洞的剪力墙结构中，洞的大小也存在着明显的区别。因此，在民用建筑剪力墙结构设计中，开洞与否、开洞大小可以作为划分基准，建筑结构中大多包含了实体墙、整体小开口剪力墙、多肢剪力墙、壁墙框架。对实体墙而言，其属于不开洞剪力墙，当然，在一些建筑结构中应用时，实体墙剪力墙的开洞非常小，整个结构体系中没有任何的受力突变和反弯点。整体小开口剪力墙比较特殊，同样属于小开洞结构，墙弯矩存在明显突变，在高度上没有反弯点分布，但局部存在反弯点。多肢剪力墙为大开洞结构。
3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
3.1剪力墙的规划布置
在剪力墙结构设计中，需要参照空间特点展开合理布局，一般情况下，如果是建筑，会采用双向剪力墙结构，确保两侧剪力墙刚度的均衡性，减少水平位移的产生，避免剪力墙在外界荷载作用下出现扭转，提高建筑结构的稳定性。剪力墙的水平地震作用力较大，自振周期短，结构本身稳定性很容易受到影响。所以在设计过程中，需考虑到力的平衡，可通过减小剪力墙厚度，或者增加剪力墙之间的间距，来降低水平地震作用力带来的影响，防止位移、断裂等问题的出现。同时上述操作也能够降低剪力墙自重，削弱建筑结构承担荷载。如果剪力墙设计中存在较大洞口，洞口位置要保证在一条线上。考虑到墙体结构受力情况，应展开应力的科学划分，确保两者均衡性、对称性。底部结构如果设置框架支撑层，落地剪力墙的数量要在上部剪力墙数量的一半以上。
剪力墙设计中，需充分考虑抗震性能要求，避免楼板平面等结构因变形发生危险。
3.2科学控制剪力墙的弯矩
剪力墙自身的抗压能力以及承载力比较强，但是平面外的承载力相对来说却比较低。导致剪力墙连接的位置可能会由于外部承载力能力差的情况导致墙体出现弯矩，这也是剪力墙比较容易出现的问题。针对这个问题首先在剪力墙设计中需要控制好弯矩。可以在剪力墙墙面连接的位置设计与剪力墙外侧的连接结构。具体的操作中可以先设计梁轴线的位置，并结合轴线的位置和方向以及剪力墙的方向，合理计算弯矩，保证设计的科学性。同时，做好扶壁柱的设计工作，合理设计扶壁柱可以提升剪力墙的强度和刚度，保证剪力墙质量。如果在剪力墙设计中出现扶壁柱设计问题，需要及时更改设计，如果无法更改，必须立即采取有效的改善措施，可以通过在梁墙间设计暗柱的形式做好配筋的预估和计算，控制好弯矩。此外，也可以设计对梁端稳定构件对弯矩进行控制。
3.3合理设计过渡层
地震作用力将对剪力墙产生巨大的冲击，而当过渡层剪力墙墙体受到部分荷载干扰时，势必面临承载力减小的趋势，对剪力墙结构性能的不利影响非常大。因此，民用建筑中的剪力墙结构设计中，应从整体的结构性能着手，对剪力墙的各个细节加以适当调整，使得各个结构参数都符合设计标准。设计人员在充分进行了相应的受力特点分析以后，才能够开展相应的结构计算，通过科学的过渡层布置，来起到地震能量的削弱作用。对于存在过渡层或者转换层的剪力墙结构，如底层框架剪力墙，因为过渡层或者转换层的剪力墙墙体在地震发生的过程中，需提供最大的抗倾覆力和抗剪切力，当处于垂直均匀荷载的情况下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体处于拉剪或者压剪应力状态下，一旦存在横向的荷载作用力，在过渡层或者转换层的设计中，应使得其横向承载力、抗裂性能同步减小。
3.4剪力墙结构计算优化
设计人员对建筑剪力墙结构进行设计的过程中，还需要对结构是否合理进行全面检查。保证剪力墙刚度适宜，在符合楼层层间位移和层高比的前提下，将最小剪力系数作为比较，能够保证计算结果符合规范值。同时还需要全面分析剪力墙连梁是否合理、底部轴压比是否符合相关规范。合理选择计算参数十分重要。首先，对周期折减系数进行选择。如果剪力墙结构填充墙体较多，需要选择0.9~1.0范围内参数；反之需要选择1.0。主体结构刚度大，填充墙对主体结构影响较小，反之同理。其次，合理选择振型个数。前提条件为振型参与质量超过总质量的90%。建筑地震作用振型数非耦联，n≥9，耦联，n≥15。
结语
综上所述，剪力墙结构属于现代建筑工程领域中非常重要的技术措施，对于建筑产业的影响非常显著，对我国建筑工程建设综合经济效益及社会效益也存在直接影响。因为建筑物本身的特征，建筑结构设计期间需充分考虑经济、效率及安全等多方面因素，并基于剪力墙结构的运行需求保持可行、经济、安全及持续等特性。对此，在今后需要进一步优化关于剪力墙结构的设计，尽可能保障建筑工程的整体施工效益，为我国建筑工程及经济建设发展提供可靠支持。
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