张孝斌 赵莹 李辉 常文才
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摘要：随着当前人们生活质量包括生活水平的不断提升，人们对于当前建筑居住安全性与舒适度也有力新的要求。建筑结构设计直接关乎到建筑整体稳定安全性以及后续施工建设的有效落实，而在建筑众多组成结构中，剪力墙结构占据着非常重要的地位。通过做好剪力墙结构设计在建筑结构设计中的合理应用，有利于剪力墙结构承重作用价值发挥，提高建筑整体结构的科学合理性。
关键词：剪力墙；建筑结构设计；应用
引言
大城市因其优越的公共资源，产生了巨大的人口吸引力。在我国这个人均耕地面积不足世界人均一半的国家，城市的发展向地下与空中延伸成为必然选择，如何让城市更好地竖向成长也成了日益重要的课题。特别是对土木工程专业的从业人员，更好地掌握本专业技术及如何把建筑师们的意图变成真实的建筑成为不可回避的挑战。钢筋混凝土结构应用最广泛，其中钢筋混凝土剪力墙是工程实践中最为常见的一种结构。
1剪力墙结构在建筑工程中的概述
①剪力墙的定义。首先，建筑体的剪力墙的建设强度很大，与承重墙体一样是不允许用私自打孔处理，否则可能会引发较大的稳定性隐患，并破坏建筑体的整个结构设计。剪力墙是建筑结构的重要的抗力构件，其与梁板柱等共同组成建筑物的受力体系填充墙不是承重构件，只起维护和分隔空间的作用。其次，剪力墙的施工处理和普通的墙体有很大区别，其内侧是由混凝土钢筋的组合形式进行建设的，整体呈现出实心的结构，钢筋的用量与墙体的受力之间有很大关系。一般的低层建筑中由于受力更加稳定，不需要加设剪力墙，而高层建筑，尤其是顶部更容易受到风力和地震的影响而产生晃动，剪力墙是必备结构。②剪力墙的分类。根据建筑体的需求差异和实际地质情况，可以将剪力墙的形式和结构分为不同的类别。首先，对于一些支撑性要求一般的建筑体，可以设计一整面强体来实现抗剪力作用。在整体剪力墙中要求实现抗剪力可应用的墙体达到85%以上。整体墙沿着竖直方向的建设要有对抗墙体变形和弯曲的效果，要求将外包线设计建设成抛物线的形式。其次，一些在剪力墙上的孔洞开设达到50%以下时，要求将空洞建设为带状分布形式，并加强墙体的双肢建设工作，能够呈现出抗弯曲可抗扭曲两种建设需求，对于维持建筑体的稳定性更加有效。最后，还有一些整个抗剪力效果以四边框的形式进行呈现的，由于本身的不稳定和易变性问题，要求在设计建设时多引入一些连梁，保证实际建设需求。
2剪力墙在建筑结构设计中的应用分析
2.1在墙体受力及平面内搭接中的应用
剪力墙在受力方面主要承受两方面荷载，一种是由风力或其他因素引起的水平荷载，一类是受地震或其他因素引起的竖向合作。对于竖向荷载而言，剪力墙受力分析相对较为简单，可以根据材料力学原理开展。而对于水平荷载而言，剪力墙受力则比较复杂。一般来说，剪力墙在水平荷载下，自身的位移以及变形状态主要由剪力墙开洞情况来决定，洞口数量、具体规格的变化都会对剪力墙受力带来不同的影响。基于剪力墙受力特点的不同，我们还可以将剪力墙分为以下几种不容的类型，比如整体剪力墙、不开口整体剪力墙、多肢墙等。上述剪力墙在受力计算方面也有着一定的差异性。例如对于整体剪力墙而言，其结构犹如一个悬臂杆件，弯矩图本身没有反弯点，在具体变形方面则主要表现为弯曲型；而对于不开口墙与多肢剪力墙而言，在连梁高度位置，墙肢弯矩会出现一定的突变，并且还存在一定的反弯点，在变形方面的曲线变化同整体剪力墙一致。总体而言，剪力墙的受力变化比较丰富，需要结合实际而定，才能保证结构设计科学合理性。在剪力墙平面内搭接方面，应沿着主轴方向开展平面布置，若方向不同，注意做好剪力墙结构的连接。在垂直方向上，应注意按照从上到下的顺序做好连续布置，在剪力墙结构开洞时，应注意墙肢截断应均匀，连梁明确。
最后在实际进行剪力墙结构设计时，还应注意剪力墙避免与平面外梁体进行搭接，否则容易发生弯矩突变，严重影响剪力墙结构的稳定性。
2.2在抗震设计工作中的应用
结合框架剪力墙结构的设计特点，以及抗震的等级要求，框架剪力墙结构的抗震设计一般都能获得良好的效果。为了保证工程的质量，以达到以结构抗震性能目标为基准的抗震设计，对于建筑物的抗震设计中必须要采取一定的措施，提升框架的抗震性能。对于建筑的外部加固设施，需要利用外部固定装置，提升建筑物在受力上的性能，保证抗震效果。比如使用固定杆等装置，就可以让建筑物的结构更加稳定，而且能够让建筑工程的安全性更高。还可以使用钢阻尼器作为建筑物的外部抗震装置，通过安装这些装置可以让框架在地震中更加稳定。其次，要做好对梁板结构的优化工作，围绕梁板的尺寸、跨度等等，保证建筑物的整体性能，框架的不同位置也能相互配合，发挥出抗震的作用。同时，也要避免设计过程中出现结构间的应力变形导致的梁板变形，防止地震时结构断裂影响建筑物的安全性。
2.3在雀替和斗拱的结构设计中的应用
在实际施工的过程中，斗拱一般作为钢筋混凝土预制构件，通过预埋钢筋进行相互连接。由于其做工不够精细，且数量较多，现场施工不方便，作为受力构件并不可靠，很难保证其受力性能，故在本工程中斗拱仅作为装饰构件，不考虑其参与受力。雀替是位于柱子上部，与柱子共同承受上部结构传来的压力的构件，一般设置在梁与柱或枋与柱的交接处。雀替除了能够承受一定的压力，还能够减少梁和枋的跨度，并增加梁端部的抗剪强度。雀替在本工程中也采用预制的形式，在施工现场进行制作，通过预留钢筋与主体结构中的檐柱和额枋进行连接。采用上述方式进行构件连接后，通过喷漆彩绘处理，能够弥补预制斗拱与雀替未与主体结构一起浇筑成型的缺点，并且能够满足传统风格建筑的艺术效果。
2.4在结构中的应用
有些房屋的剪力墙自建筑基础至屋顶没有被打断称为全部落地剪力墙结构。这是剪力墙最常见的一种结构体系。全部落地剪力墙是单一的抗震防线，因此相关国家规范中对其位移角的要求最严格。相对全部落地剪力墙结构，部分框支剪力墙结构由于框支框架的存在，其实先天性存在竖向抗侧力构件不连续这一项不规则类型。由于其竖向和水平向的力学复杂性，在分析其受力时，一般要求采用更为复杂的计算方法。首先进行常规的振型分解反应谱法得出位移、底部剪力等结果，与采用弹性时程分析方法相比，若后一种方法计算出的结果大，要按比例提高振型分解反应谱法中地震剪力。在罕遇地震作用下转换部位是薄弱部位，为保证大震不倒要满足弹塑性变形要求。对框支框架一般要采用有限元法分析转换梁与剪力墙的共同受力。
结语
综上所述，不同设计要点的明确及措施的科学使用，有利于提高剪力墙结构设计工作的效率及质量，满足装配式建筑结构的科学设计要求，逐渐实现其设计目标，实现相应设计方案利用价值最大化。因此，未来在加强装配式建筑结构设计、提升剪力墙结构应用水平的过程中，应给予其结构设计更多的考虑，并将具体的设计工作落实到位，从而为剪力墙结构施工计划的高效实施提供科学指导，并为装配式建筑建设事业的长效发展打下坚实的基础。
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.高层建筑混凝土结构技术规程[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[2]朱炳寅.建筑抗震设计及规范应用与分析（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2017.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验总局.建筑抗震设计规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.