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摘要：随着建筑行业的快速发展，建筑工艺水平不断提高，新的设计方法和施工工艺不断涌现。 剪力墙结构作为现代建筑中的常用结构，不仅自身性质优越，而且能够缩短施工周期，延长建筑使用年限。 但剪力墙结构的应用有一定限制,在设计过程中，需要结合实际情况选择合适的剪力墙结构类型，充分发挥其功能作用。
关键词：建筑结构；结构设计；剪力墙结构；应用措施
1剪力墙结构分析
建筑结构一直都是建筑物在建设过程中非常重要的内容，同时也是保证建筑物整体质量的必要前提条件。建筑结构一般是指房屋或者是建筑物当中，一定数量的构件相互组合而成，并且这些构件能够承受一定的荷载空间体系。在建筑施工过程中，由于施工项目具有明显的差异性，所以施工方法上也大有不同，针对这一现象，在施工时，可以将建筑结构分为各种不同的形式，其中包括混合结构、剪力墙结构等。其中，剪力墙结构在实际应用过程中，其根本作用是为了能够承受一些由于风荷载或者是地震作用引起的水平荷载，这样不仅能够从根本上保证建筑物自身的安全性和稳定性，而且还能够延长建筑物的使用寿命。剪力墙结构其实就是通过钢筋混凝土墙板，对垂直结构或者是水平方向力的结构起到良好的支撑作用。在对剪力墙结构进行设计的时候，需要结合实际情况，采取有针对性的措施，这样不仅能够保证剪力墙结构的作用和价值充分发挥出来，而且还能够保证建筑结构设计的质量和水平得到有效提升。
2剪力墙结构的分类分析
在针对剪力墙结构进行分类的时候，需要结合实际情况，通过墙体上是否存在开洞或者是通过开洞洞口的大小对其进行种类划分。基本上可以分为以下几个种类。①实体墙。实体墙这种类型的剪力墙并不存在墙体出现开洞的问题，或者是截面墙体出现开洞。但是值得注意的问题是开洞面积基本上会小于15%左右。这种剪力墙结构在实际应用过程中，如果一旦出现变形情况，那么其变形主要是朝着曲型的状态演变。除此之外，墙体本身的弯矩图处并不会出现反弯或者是其他一些突变的情况发生，由此可以看出，这种类型的剪力墙结构本身具有比较良好的稳固性和承受力。②整体上存在小开口的剪力墙。在针对这种类型剪力墙进行分析时可以看出，该剪力墙本身的墙体虽然存在一些开洞现象，但是整个开洞面积与整个剪力墙墙体面积相比，只能占据其15%左右，而且还是低于15%的状态。除此之外，这种类型的剪力墙与实体墙一样，如果一旦出现变形就会是弯曲型状态，但是墙体本身的弯矩图处并不会出现一些异常情况。但是需要意识到墙体本身发生突变的可能性比较大。
3剪力墙结构在建筑结构设计中的应用
3.1工程实例
某高层住宅建筑工程的标准层高为 2.9 m,共 18 层,总高度为 52.5 m，建筑总面积约为 6 500 m2。 该建筑的抗震设防烈度为 8 度， 按照地震加速度值 0.20 g进行计算，设计地震分组为第二组，风压为 0.55 kN/m2，场地类别为 II 级。 根据工程设计要求，采用二级剪力墙，混凝土强度为 C30~C25，采用 HRB400 钢筋梁和 HPB235 板，墙体采用 HRB335。 在原剪力墙设计中，采用纯剪力墙结构，底部加强部位的宽度为 250 mm，上部宽为 200 mm。 经计算分析发现剪力墙利用率较低，结构位移比能够控制在 1.2 以内，底层墙肢的轴压比为 0.35~0.4，结构周期较小，整体偏钢。 对其进行设计优化后，结构刚度分布适中，能够发挥剪力墙刚度大和承载力高的特点。 从该工程案例中，可以总结出一些剪力墙结构设计的经验。
3.2墙体受力分析
在建筑结构设计中，剪力墙结构作为一种重要的平面构建，承受着水平和垂直方向的剪力，在进行墙体设计时，要全面分析墙体受力情况，确保墙体自身强度满足工程要求，发挥出剪力墙的作用。 在剪力墙结构设计中，首先要结合建筑实际情况，做好受力分析，全方位考虑墙体承受的荷载力大小和作用形式。
3.3平面内搭接
应用剪力墙结构主要是为了分担原建筑结构中梁柱结构要承载的荷载力，对剪力墙结构刚度有较高要求。 在设计过程中，剪力墙结构平面布置方向应采取沿主轴方向的设计方式，不能采用对峙和拉筒方式,如果设计方向不一致，需要将剪力墙结构连成一个整体，确保剪力墙结构的刚度。 剪力墙结构垂直方向的布置应采取从下到上的连续布置方式，防止出现刚度突变现象，确保剪力墙结构的强度均匀分配。 在剪力墙结构的开洞处，要做好连梁和墙肢设计。 就整体而言，应控制好剪力墙结构数量,避免出现剪力墙结构密集的情况，平衡好建筑整体的抗侧力刚度，合理布置建筑结构平面。 如果剪力墙结构的抗侧力刚度或重力过大，会影响建筑整体抗震性能。 此外，在设计过程中还要避免剪力墙结构与平面外梁体相连的情况，从而避免对剪力墙的弯矩产生影响，导致发生突变。
3.4超限调整
在建筑剪力墙设计过程中，应遵守楼层间剪力墙数最小的设计原则，在建筑结构设计初期，充分考虑建筑抗震性需求，适当降低结构自重，确保剪力墙结构的地震倾覆力矩所占的比例在 40%以内。 其次，调整楼层间的最大位移数与层高的比例，使其在地震力作用下，建筑所受的扭转和剪切作用力导致的层间位移能够被控制在允许范围以内。 因此，剪力墙结构不能只依靠竖向构件数量设计控制建筑变形，还需要调整好最大位移与层高的比例，降低建筑的扭转和剪切变形。 根据相关规定，剪力墙结构的超限调整要满足连梁剪力与弯矩跨高比大于 2.5 的要求， 但跨高比不是越大越好，当跨高比达到 6 以上时，不仅不会改变连梁刚度，还会导致剪力墙出现超限问题，增大结构突变的发生几率，影响建筑整体施工质量。 如果跨高比是 5~6，应采取框架式结构。 只有调整好剪力墙结构超限问题,才能为建筑整体设计质量提供保障。
3.4平面布置
建筑剪力墙结构的平面布置原则是尽量做到均匀和对称，虽然在实际施工中，同一平面内剪力墙结构的重量中心难以与刚度中心完全重合，但要尽量让两者接近，提高建筑稳定性，减少扭曲。 在设计中如果剪力墙结构的连续长度过长，应设计开洞，将其均匀划分成几段长度相等的墙面，避免墙体结构受到剪切力破坏。 根据相关标准规定，独立剪力墙结构的墙面总高度与截面高度的比例大于 2,开洞口要保持上下对齐,呈列状分布。如果剪力墙的开洞存在交错或叠合，会减小剪力墙结构的刚度，容易出现变形现象。 在抗震性设计方面，应采取双向或多项的平面布置方式，确保正常发挥剪力墙功能。 如果剪力墙结构的洞口与墙边（或洞口与洞口） 形成的墙肢截面高度与其厚度的比例小于 4，即小墙肢类型的情况下，需要采取框架柱箍筋，对剪力墙结构加密。 过长的墙肢分段施工，超过 8 m 以上的墙肢设计施工洞，将其划分为较短的小墙肢。 此外，在设计过程中还要控制好抗侧力刚度，采用公式 T=n（0.05~0.06）进行计算，其中 T为抗侧力刚度，n 为建筑楼层数。
3.5墙体厚度设计
在墙体厚度设计方面，相关规定中有明确要求，要根据标准规定进行设计。 对于短肢剪力墙结构， 其底部的加强部位应在 0.2 m以内，其余部位则要在 0.18 m 以上。 为防止建筑剪力墙结构出现刚度突变，墙体厚度设计应采取阶段变化设计方法, 变化范围控制在 50~100 mm 以内，确保其均匀变化。 对于混凝土的等级和强度均发生改变的情况，错开楼层进行设计，通过控制墙体厚度，确保建筑结构具有足够的稳定性。
结束语
中国的国民经济和建筑结构设计整体水平与发展规模都在提升，高层建筑将成为现代建筑的主流。剪力墙结在侧向刚度、侧向变形等方面具有一定的优势，在高层建筑中得到广泛应用。因此掌握剪力墙结构的特点，对剪力墙结构有很好的把握。我们要从从设计的基本原则出发，设计更加经济合理的剪力墙结构。因此建筑结构设计人员要对对剪力墙结构设计原理有明确的认识，同时，不断从设计实践出发来推动中国建筑业整个工艺设计水平的提高。
参考文献
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