张文天
安徽省建筑设计研究总院股份有限公司 安徽合肥 230000
摘要：在建筑结构设计过程中，剪力墙结构设计水平的高低与整体工程的安全性与稳定性。在设计环节采取有效的方式提升剪力墙墙结构设计水平意义重大。基于此，本文结合笔者多年工作实际，对剪力墙结构设计的要点进行分析，目的在于提升整体工程的质量得到提升。
关键词：建筑结构；剪力墙；结构设计；应用；分析
前言
新时期背景下，人们对于房屋工程的质量与安全性有着很高的要求。在建筑设结构设计中，采用框架剪力墙的方式进行设计，可以达到施工质量与安全要求。所以对剪力墙框架结构设计内容分析，寻找出科学的设计方案策略对提升建筑工程的质量与安全性意义重大。
1剪力墙结构概述
1.1剪力墙结构
剪力墙结构是减少外界作用给主体结构造成影响的基础防护结构。该结构的主组成是以混凝土框架结构+剪力墙结构而成。该结构具备的刚性强度高、抗侧能力强，钢材用料少等优势。相比于传统的砌筑结构剪力墙结构无论在横向受力或是竖向受力方面体现出来的优势很大，具体结构图见图1。
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图1剪力墙结构
1.2剪力墙种类分析
对于剪力墙结构而言，其根据实际的情况可以分为以下几种类型。
①实体墙，其主要是以曲形结构形式为主，实体墙具备的承受能力强，稳定性佳、不会出现突变情况。
②整体小开口剪力墙。相对此类形式而言，其墙体截面开洞面积小，开洞位置仅仅占据整体墙面的15%，变形情况为弯曲类型，但是在弯矩位置可能存在突变的可能。
③多肢或双肢剪力墙。该方式的分布状态注意是以洞口成列状态分布的，其受力特征与开口剪力墙特征一致。
④壁式框架剪力墙。该结结构形式的开洞面积是所有剪力墙结构中占用面积最大的结构，其联梁线与墙肢线的刚度比较接近，其变形情况为剪切型，具备超强的受力特点。
在建筑结构设计过程中，针对项目的不同要求选择合理的剪力墙结构形式非常关键，但是无论选择何种结构形式都需要考虑到墙体的受力情况以及承载力情况，以保证建筑结构的安全性与稳定性得到提升。
2剪力墙结构设计原则及要点
2.1. 对墙体进行受力分析
提升平面体系承载力是墙体结构的关键点。所以在墙体系受力处理环节，要考虑墙体系统受力的特点，而后采用科学的方式将结构承受力强化，一般而言，墙体承受力强化方式可以在设计中增加墙体柱体的面积已经结构的承受面积。
2 .2平面内搭接
代替原始受力结构墙的承载力是剪力墙发挥的主要作用，所以在剪力墙平面内搭接设计阶段，考虑结构位置出现承载力变化以及刚度变化是非常关键的一项内容。
首先，首先在剪力墙结构平面方向设置的过程中，需要考虑从主轴方式开展布置，同时不可出现拉通、对直的情况。该环节一旦出现方向不一致的情况，需要将剪力墙结构连接在一块，从而保证剪力墙各种体系系数达到承载的要求。其次在布置环节中，采用垂直的方式进行部署可以提升刚度性，该环节考虑刚度分配均匀性以及开洞的结构形式以尤为关键。最后，需要按照建筑结构设计的要求，做好剪力墙结构数量的确定。在建筑结布置以及设计阶段要控制结构的密集性，保证侧立刚度的平衡性均匀，减少外界因素引起的变形情况。相交于结构平面外的承载力以及刚度而言，其相对系数较小所以在设计中对平外的墙体连接需要避免相互连接，减少施工出现变形情况，按照建筑抗震设计规范(2016年版)要求，标准的价格结构体系见图2所示。
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图2剪力墙结构施工标准
2. 3调整超限
1)按照楼层之间的最小剪力数原则调整剪力墙结构的超限数据是非常关键的一项内容。在建筑结构设计前期，需要对建筑抗震性能产生的作用分析，通过对短肢剪力墙的地震倾覆力矩调整可以实现最初的设计要求，在倾覆力矩设计中需要满足墙体结构底部地震倾覆力矩40%以内，从而保证结构设计刚度满足抗震要求。
2)在超限调整环节，需要按照楼层最大移位于楼层高之间比例调整原则进行，同时此类调整方式能够避免地震作用给建筑造成剪力变形以及扭转问题。在实践阶段要重视变形情况，所以在超限调整环节除开采用竖向构件数量控制的方式进行处理之外，还需要对比分析不同楼层之间的位移情况，对结构变形与结构扭转相关参数调整。
3)按照《建筑抗震设计规范》要求，进行超限调整时，连梁的弯矩和跨比高宜控制在2.5之间，若调整系数超过该取值，则大于规定限度要求，相对而言不是超过数据越大越好。比如：在剪力墙结构连梁跨比处于5-6范围时，其刚不不会出现变化，但是一旦存在超限的情况结构之间的突变概率会增加，整体结构的稳定性会受到影响。对于此类出现的问题，宜选择框架结构的方式度剪力墙进行设计，且在设计中按照上述提出的规范要求做好超限调整非常重要，其不仅能够将剪力墙结构质量提升，同时还可提升工后的质量。
3剪力墙结构设计实践分析
3.1方案的选择
剪力墙结构设计方案是随着建筑工程的具体要求变化的，其涉及的方案类型很多。所以，在保证建筑结构安全性的基础中，采取科学的剪力墙结构方案有利于提升项目的开展进度和施工质量。在剪力墙结构设计环节，相对20层以上的项目而言，可以采用短肢剪力结构体系进行，由于此类墙体结构的配筋率比值高，可以全面的提升承载力，能够攻克墙体变形以及墙体坍塌情况出现。同时采用此类方案还需要对抗震剪力、水平地质位移情况进行分析，保证各项系数处于控制范围内，这样不仅可以将结构的抗震能力提升，并且在结构延性方面起到的作用是很大的，此外还能降整体工程的造价成本控制；相对于楼层比较高的项目而言，需要选择现浇剪力墙结构形式进行施工，这主要是楼层高度大结构体系之间很容易出现位移以及剪力系数不足情况。通过该方式可改善上述出现的问题，对提升工程的质量有积极作用。
3.2平面布置
对于剪力墙结构平面布置而言，在实践过程中需要对剪力墙设计要点进行明确，保证平面布置具备对称性与均匀性。对于相交于同一内外平面的位置需要使其满足刚度要求，避免出现扭曲情况提升工程的稳定性。
在设计阶段对于较长的剪力墙结构，是需要对其进行开洞口设计处理的，开洞口要保证其均匀性满足分配长度的要求，减少剪力出现损失造成的墙面破裂情况。设计中杜宇独立成面以及截面高度的面层而言，其比例需要≥2。设计环节中对于结构洞口的设计要使其成列布置、上下对称，减少墙洞出现交错情况引起墙体外部受力刚度减小的可能出现。在具体设计环节，采用双向设置或是多项设置提升剪力墙结构的抗震能力非常关键，通过不同设置方式的应用可以在剪力墙结构空间中形成一个系统。当剪力墙洞口位置与洞口相互间形成一定的厚度时，当厚度比＜ 4时，剪力墙结构的加密计算需采取框架柱箍筋设计进校处理，从而提升结构的质量。相对于较长的墙肢来说，需要将其划分为两个墙肢进行施工，而一些长度超过8的墙肢需要在特定位置设置施工洞，将其作为小墙肢进行操作。需要注意的是在剪力墙结构抗策刚度设计上，以旋转适中的刚度值，不然会出现墙体自重过大出现抗震性能设计不足的情况。
在抗侧刚度计算的过程中，可以按照以下公式进行：
T=n(0.05～0.06)
式中，n代表的是结构楼层数量，T代表抗侧刚度系数，在进行计算环节通过对模拟参数计算后，获取精确的数据以免因抗侧能力刚度过大出现稳定性不足问题。
3.3墙肢截面厚度
在该位置设计的过程中，需要按照《建筑抗震设计规范》要求做好墙肢截面厚度的确定。一般而言，对于1级与2级墙肢截面厚度的确定需要控制在160mm之间，对于3-4级的墙肢截面厚度则需要控制在140mm之间。需要注意的是无论是采取何种方式考虑厚度因素还需要按照结构的具体情况加以选择，从而保证后续混凝土工程的质量得到提升。
3.4剪力墙结构连梁钢筋配置
作为建筑结构智能非常重要的承载构件，连梁在钢筋配置的过程中做好相关的处理非常关键。所以在剪力墙结构连梁钢筋配置过程，需要根据《建筑抗震设计规范》中四级地震抗震指标要求进行，保证配筋率＞0.2%，且三级配筋抗震不能＜0.25%。此外，在连梁钢筋配置设计环节中，在按照《建筑抗震设计规范》要求确定配筋指标后要，还要按照工程的实际情况对连梁的承压进行精确计算，适当的增加配筋率，减少剪力、扭曲给结构造成破坏。
3.5边缘构件设计
边缘构件设计是剪力墙结构设计中的一个重要部位。边缘构件包含了暗柱、端柱等内容，在设计过程中提升边缘构件的延展性，按照设计需求调整边缘构件的强度对减少墙体出现水平位移情况有积极作用。该环节重点需要放在控制端柱与暗柱的直径与跨度内容中，保证相关系数达到设计要求。
4结语
总而言之，剪力墙结构设计属于系统性的工作，在具体设计环节需要按照建筑结构的受力要求、承载能力要求以及抗震要求做好细节的处理。并且在具体设计环节还需要对墙体平面与墙柱参数进行优化，保证设计水平可以得到提高。在上文分分析对剪力墙结构设计方式进行分析，以期望可给该领域的设计人员提供参考。
参考文献：
[1]张彬,张红梅,姚韡,方励,陈鹏,吴烨霞.钢管混凝土束剪力墙结构高层住宅建筑结构设计与分析[J].建筑结构,2020,50(S1):60-64.
[2]戴茂辉.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用探讨[J].建材与装饰,2017,(27).89-90.
[3]杨叶辉.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用探讨[J].居舍,2018,(10).80.
[4]段芝超.住宅建筑中带转换层的框支剪力墙结构设计[J].住宅与房地产,2019(04):35.
[5]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.