殷允翔
枣庄市建筑设计研究院 山东省枣庄市 277000
摘要：剪力墙结构用于建筑结构设计能有效增强建筑结构的抗风荷载性能和抗震性能，对建筑结构在遇到自然灾害时的抗外力作用有极大的增强，也能有效提升建筑的使用性能和整体质量安全水平，文章简单介绍的剪力墙结构的概况，研究剪力墙在建筑工程项目中的广泛应用，并对剪力墙的建筑结构采取不断改善的举措进行更深入的讨论。
关键词：建筑结构；剪力墙；结构设计；应用
随着人们对建筑需求的不断提高，建筑技术也随着人们的需求而不断地进行优化和改进，建筑行业取得了飞速的发展。但同时在建筑安全性和美观性方面对建筑结构设计提出了更高的要求。剪力墙结构应用于建筑结构设计具有刚度大、质量优和抗震性能好等优势，所以在建筑结构设计中深受设计人员的青睐得到了广泛的应用，同时对我国建筑事业的提升和发展有着重要的意义。就我国建筑工程的发展进程而言，对剪力墙建筑结构的研究显然不尽如人意，还存在许多技术方面的问题有待改进，同时与之有关的法律制度还需要进一步的完善。
一、剪力墙结构简介
(一)剪力墙结构的概念
剪力墙建筑结构，呈现出厚度薄、尺寸小、宽度和高度大的特征。为了能更好地支撑起建筑物，传统框架结构梁柱被钢筋混凝土所浇筑的墙板取代。剪力墙结构在受力形态和几何特征方面十分特殊，具体而言，剪力墙结构的外观与板相似，具有较大的面积但具有较小的厚度，但是在受力形态方面则与柱子没有太大的差别，但是在比例上同柱子相较存在较大的差异。在剪力墙建筑结构中，“墙”即是平面布局，而曲率延性的弯曲形态则是常用的剪力墙结构形态，这样的平面结构布局可以承载住来自横向和纵向乃至各个方向的压力。在抗震性能方面也十分优异，所以剪力墙结构用于建筑结构设计，不仅能有效地满足对刚度和强度方面的要求，能够在经过往复循环的非弹性形变中，保持一定程度的延展能力，控制并防止发生结构断裂的情况[1]。
(二)剪力墙结构的分类
剪力墙结构通常情况下可以分为四种类型：第一种的主要变形方式是曲型，这一类的剪力墙结构可以看作整体的悬臂墙，弯矩图无弯点、无突变是其主要的特征，同时墙面无开洞或开洞面积低于15%。第二种的主要变形方式同第一种相似。可以很明显地看出，第二种绘制出的弯矩图存有剪力墙墙肢长度上的畸变，虽然墙肢并不存在反弯点，但存有开口的情况，而且开洞口的建筑面积会占到15%及以上。对于第三种而言，主要的扭曲形式即是设计双肢的剪力墙建筑结构或是多肢的剪力墙建筑结构，而如此类别的建筑设计出的墙体结构开洞口的面积一般偏大。并且可能所开的洞口呈现整齐的分布情况，与第二种在受力特点下存在相似点，但在开口上与上一种各有不同。第四种的主要变形方式是剪切型。这种类型的弯矩图通常会存在反弯点，个别结构存在突变，并且对洞口尺寸的要求较大，对连梁线的刚度要求同强制性的要求相对接近，并且在受力特点方面同框架结构存在一定的相似点。
(三)剪力墙结构的优点
承载力大、不易拆除是剪力墙结构的主要优点之一，此外，剪力墙结构对钢量的要求较小，但刚度能达到建筑要求，所以运用了剪力墙结构的整体建筑性能十分优秀。然后，荷载能力强也是剪力墙结构的重要优点之一，在抗震能力和抗风荷载能力方面存在较大的优势。最后，运用并设计剪力墙建筑结构可以更完美地满足用户对楼房稳定性、安全性、美观性等各方面的需求[2]。
二、剪力墙结构在建筑结构设计中的应用
(一)整体布局
在建筑结构设计过程中对剪力墙结构的设计和布局是至关重要的，建筑自身重力、抗风荷载能力以及抗地震作用等多方面都需要剪力墙结构的支撑，所以需要对建筑结构进行整体的设计和布局。
对于结构的要求首先考虑杆件轴线的受力分布，同时还要保证结构布局的可靠性，使得杆件轴线的受力分布满足最小的门限值，同时要注意段氏剪力墙结构的应用，因为在抗震性能方面不够优秀。另外，需解决开洞口的聚合问题，防止发生单墙肢，在这基础上还要约束建筑结构的总体刚度，规定总体刚度满足相应的位移门限值，如此能有效提升建筑整体的抗震性能。
(二)数值选取
长度和厚度方面的数值是剪力墙结构设计过程中需要着重重视的两个方面，一般情况下剪力墙结构的截面高度同强墙肢长度相同，并且都要求不超过8米，为防止发生脆性、塑性的剪切破坏情况，需保障建筑结构的延展性能，因此原本的细长型剪力墙建筑结构将不被沿用，改用弯曲型的剪力墙建筑结构，若对墙肢长度有一定需求，同时还要求高宽比值大于2,就需要通过开洞的方式来达到将较长墙体分离成长度相对较小的均匀连肢墙，而且在洞口设计时尽可能地采用弱连梁，因为约束弯矩足够小[3]。
(三)计算原则
在对钢筋进行配置时，将会触及剪力墙墙体结构的配比计算，在计算过程中，必须对墙体斜截面抗剪、抗弯承载力加以计量，同时还要严谨地计算钢筋混泥土的水平、竖直抗弯、抗剪承载力。一般而言，剪力墙的建筑结构的抗震性能一共分为三个等级，要求各级别的水平，钢筋配比率和竖向钢筋配比率要大于0.25%,并且这二者间的间距需要保持在300毫米左右。在对钢筋进行配置时，需相应减少连梁的刚度，完成对连梁进行配筋，并且要求折减值≥ 0.5,如果出现在折减连梁刚度后，正截面和斜截面的受弯和受剪承载力不足的情况，就需要使得连梁高度或整体刚度适当地降低。
三、剪力墙结构优化设计措施
(一)转角窗剪力墙设计优化措施
剪力墙转角窗结构设计中，应注重双侧墙肢的优化设计，尽量保证其抗震性能达到相关要求。同时还需要适当加强两端暗柱配筋和捆筋操作，同时还可通过将暗梁设置于板内的方式，确保建筑整体结构的整体性能满足有关要求。此外，还应根据实际建筑要求和施工现场的情况，可以通过加厚处理的方式来改造转角窗房的楼板，双面配置的板配筋是可以采用的方式。在计算转角窗剪力墙结构的抗震性能时，需要充分考虑扭转耦联可能会造成的影响，适当加强构造或配筋对角窗窗台联梁，使得整体剪力墙结构得以优化，进一步增强整体建筑的稳定性和安全性[4]。
(二)连梁设计优化措施
连梁对于剪力墙结构的设计具有十分重要的意义，如果连梁的剪切遭受破坏可能会直接导致剪力墙结构的抗风荷载能力和抗震能力降低，并且存在一定的可能性，使得整体结构体系的延性得以降低，所以在设计剪力墙结构时，要着重重视连梁设计方面的水平提升，连梁的强剪弱弯性能是需要着重进行计算的一项工作，必须确保连梁的弯曲破坏要比剪切破坏早，以此才能充分发挥出连梁的作用。此外还需要注重小心谨慎地操作连梁的设计和构建，尽可能保证连梁的设计和实际构造满足在强剪弱弯方面的要求。
(三)剪力墙结构布置的优化设计措施
在对剪力墙结构进行设计和布置过程中，尽可能地按照简洁的规则进行，确保质心和刚心一致，注重方案设计和布置，合理处置墙肢设计，尽可能按照有关要求规范来设计和建造，合理控制剪力墙的间距[5]。
结语：
随着人们对建筑各方面要求的不断提升，剪力墙结构的应用范围在不断地拓展，为了能有效提升剪力墙的质量和性能，建筑结构设计人员必须不断提升自身的专业技能，同时加强对剪力墙的研究，在工作和实践的过程中发现剪力墙的应用问题，并进行针对性的解决和改善。
参考文献：
[1]王凌霞.结构设计中剪力墙结构的应用及优化设计[J].四川水泥,2018,12:97.
[2]孙宏刚.剪力墙结构设计原则及其在建筑结构设计中的应用研究[J].建材与装饰,2018,47:66-67.
[3]杨媛媛.试论建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用研究[J].建材与装饰,2018,50:105-106.
[4]周文华.剪力墙结构设计原则及其在建筑结构设计中的应用研究[J].江西建材,2017,07:26-27.
[5]刘凯.论剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].居舍,2019,35:104.