1、李秋平 2、 侯文杰 1、刘西年
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摘要：近年来，我国的经济取得了快速发展，城镇化速率越来越快，然而随着我国城市人口的逐渐增多，城市面积不足的问题日益凸显，为了解决这一问题，城市的建筑不得不由低层向高层发展。在高层建筑剪力墙结构设计的过程中，剪力墙的设计对整体结构的影响因素比较大，因此剪力墙的优化设计也是高层建筑设计过程中的关键所在。
关键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用
引言
剪力墙在建筑设计中十分重要，需要设计人员结合现场的实际情况和建筑结构展开受力分析，根据不同的楼层高度建设需求展开建设工作。剪力墙的设计要有不同方向上的受力，以横纵多个方向的受力进行设计，能够更加有效地对抗建筑体的变形和扭曲问题。但要注意，剪力墙的抗力设计也有一定的限度，如果超出也可能存在不稳定影响。墙体的厚度不同受到的力的大小也有差异，一般需要结合墙体的高度、整体界面和开洞等多个方面的因素共同决定。
1剪力墙结构的概述
在国内高层建筑的定义有着不同的标准，美国标准定义：高度超过２４．６ｍ或者建筑的层数达到７层以上的建筑就是高层建筑；日本对高层建筑的定义：建筑高度超过３１ｍ或者建筑的层数达到８层以上的建筑就是高层建筑；而我国认为建筑高度超过２８ｍ或者建筑层数在１０层以及１０层以上的建筑就是高层建筑。高层建筑结构主要分为框架结构、框剪结构、剪力墙结构以及框筒结构等。在高层剪力墙结构中的剪力墙又称为结构墙和承重墙等，在结构中主要承受来自于水平方向的地震力和风荷载以及竖直方向的荷载，防止结构发生受弯破坏和受剪破坏。剪力墙的类型可以根据其高厚比进行分类，当剪力墙的高厚比５≤ｈｗ／ｂｗ≤８时，此时的剪力墙称为短肢剪力墙；当厚度比ｈｗ／ｂｗ＞８时，此时的剪力墙称为普通剪力墙；当厚度比２≤ｈｗ／ｂｗ≤４时，此时剪力墙称为异形柱，异形柱主要应用在框架结构中。剪力墙的分类也可以根据剪力墙上洞口的大小进行分类，可以分为整体截面墙、整体小开口墙、联肢墙和错洞墙等。整体截面墙的墙体上没有洞口或者洞口的面积很小不足于对剪力墙造成影响；剪力墙上洞口的面积很小，所占墙体的面积大于１５％小于３０％，此时的剪力墙被称为整体小开口墙；当剪力墙上的洞口不是均匀对称，而是上下错洞布置的，此时的剪力墙被称为错洞剪力墙。
2剪力墙结构设计的要点
2.1控制剪力墙的数量
设计剪力墙结构主要是为了承载建筑的部分负荷以及应对地震、强风等的灾害影响，但是，并不是剪力墙设计建设的越多，建筑结构就会越稳定安全，抗灾害能力就越强，这是不对的。实际上，在建筑工程的施工建设过程中，必须要把剪力墙等的结构设计控制在一定范围内，从而减低建筑自身结构的重力负荷，只有这样才能够科学合理地发挥剪力墙结构的作用，增强建筑结构的安全稳定，使得建筑抗灾能力更强。在实际的建筑施工建设过程中，剪力墙结构的设计也大多严格控制数量，而且对于其结构位置的设计也主要遵循对称、均匀的设计原则进行。
2.2剪力墙平面布置要点
剪力墙结构的平面布置有许多要点，主要的是注意建筑负荷力的方向和主要作用点，然后有选择性地进行剪力墙结构的设计布置，使得建筑结构更为稳定牢固。在剪力墙结构设计中，重力负载和水平力都是由坚硬的钢筋混凝土等材质作为支撑的，因此，就需要严格按照水平面的方向来进行相关设计布置和操作。其次，剪力墙结构设计还应当遵循对称均匀的原则，使墙面的质量中心与刚度中心相重合，从而防止墙体结构的扭曲，起到强有力的支撑作用。
最后，还要注意剪力墙结构的抗震强度，综合多方面因素影响，尽可能避免使用单向平面设计布置，增强剪力墙结构的稳定性。
3剪力墙建筑结构设计的应用
3.1墙体受力分析
剪力墙的受力分析可以为设计和施工建设提供重要的数据支撑。首先，根据建筑体可能受到的力的影响，可以分为水平、竖直和其他方向，在设计时必须充分考虑多种受力情况充分保障设计的合理性。一般由于地震和风力等因素对建筑体造成的力的作用主要是在横向。横向的建设强度可以保证建筑体不容易发生变形和弯折等情况。竖直方向的影响主要来源于建筑体本身的重力等因素的影响，要求强调墙体建设的强度，满足高层建筑的负重需求。根据力的分解原理，其他方向上的受力也可以较好地分解为上述两个方向进行处理。其次，墙体的受力与所选择的建筑建材之间也有一定的关联，高质量的钢材可以提升墙体的韧性。设计人员需要对市场上常见的建材品质进行了解，结合建设需求合理设计，在维护建设单位实际效益的同时，以保证建筑体的剪力墙施工质量。
3.2平面布置分析
剪力墙整体是一个平面性的墙体，以此作为研究对象展开布置分析工作十分重要。一方面，通过双向布置设计的方式可以较好地提升剪力墙的实际抗力和承重效果，使其呈现出加倍的稳定效果。双向布置的理念可以节约一半的室内空间，对于提升空间利用率和增加施工企业的经济效益有较大帮助。墙面布置要尽量保持对称的原则，不仅可以满足实际的承重要求，也更加符合国人的建筑审美需求。另一方面，剪力墙的平面中心要和房间整体的轴线保持一致，并在建设时要保证施工的均匀性，使墙体能够更好地分散受到的剪力作用。对于一些面积较大或高度较高的建筑体，剪力墙墙肢的长度过长也可能会引发安全隐患，可以在其上选择合理位置剪开，使其形成一连串的联肢墙，更有利于保证稳定性。
3.3超限调整分析
对于剪力墙的设计可以从最小需求点出发展开需求分析，能够更好地兼顾建筑建设的经济性和实用性。首先，建筑体的高度对承重的抗力的需求之间存在着同一性的问题，在进行楼层之间的剪力墙建设时需要按照高度的提升适度增加。随着楼层的升高，剪力墙的抗震设计需要适当增加，并从最小需求出发逐渐提升，能够更好控制在不同方向的抗力。其次，建筑体也是一个整体，在设计时不能仅仅考虑相邻两层之间的建设结构，还需要通过对建筑体的全面分析将受力情况进行拆解，使建筑体整体能够呈现出较强的抗剪力效果。根据浅析受力分析的结果对墙体建设负重限额进行适当的上调，更有利于延长建筑体的使用寿命。
3.4墙体厚度设计
剪力墙的墙体厚度不能随意设计，必须要结合受力分析和实际情况计算后得到结果。首先，剪力墙中需要开洞或添加构件，在设计厚度时要保证不小于边缘构件的宽度，否则构件在浇筑后有暴露可能会存在安全隐患。边缘构件是一个能够稳定剪力墙水平、减少位移的零件，需要提前加装在墙体模板中再进行混凝土的浇筑施工。过宽的构件无法放置在模板内，要求设计人员合理选择尺寸。其次，国家的建筑建设标准中对于不同形式的剪力墙有一定的厚度限制，如短肢墙体的厚度不得小于18cm，受力后墙体的形变位移不能超过10cm等。要求设计人员对相关的建设规定要求有一定的了解，并能够灵活运用个人设计经验。
结束语
在建筑工程项目建设不断加速的过程中，对于高层化、集成化的建筑设计安全显得尤为重要。在建筑内进行剪力墙的建设可以较好地保证建筑体的稳定性，对于延长其使用寿命有很大帮助。剪力墙的结构形式较多，适用于不同的地质环境和设计需求，要求设计人员能够灵活运用、合理选材，保证设计的科学性。在一些地震台风等灾害多发地区，加强建筑内的剪力墙设计可减小不同方向上的摆动影响，整个建筑的强度能够得到较好的提升，较传统建设更具优势。
参考文献
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[2]张红.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].门窗,2019(17):159.
[3]韩兆敬.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰,2019(24):99-100.
作者简介：李秋平，身份证号：372925198XXXX47588