沙庆 胡延明
华沣国际工程设计有限公司，陕西 西安710000
摘要：近年来，随着社会的不断进步，同时也在很大程度上推动了建筑领域的快速发展，特别是对建筑结构设计方面的要求更为严格，以往传统模式下的建筑结构设计已经无法满足当前人们提出的设计要求，这就需要建筑结构设计者基于社会大众要求，对原有建筑结构设计进行相应地创新。
关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；应用
引言
随着社会经济的发展，人们物质生活质量水平的不断提升，针对于建筑居住安全性与舒适度也提出了更高的要求。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。
1概述剪力墙结构
所谓剪力墙，也可将其称为是抗风墙、抗震墙或者是结构墙。从建筑房屋或构筑物的角度来讲，剪力墙在其中的作用就是承担来自风力荷载或地震作用下产生的水平或竖向荷载墙体，以此避免结构遭到剪切破坏影响，因此将其称为是抗震墙。关于抗震墙，通常是由钢筋混凝土材料制作而成，可将其分为平面和筒体两种类型，其中平面剪力墙主要应用在钢筋混凝土框架结构、升板结构以及无梁楼盖体系中，要想进一步强化结构的刚度、强度以及抗倒塌性能，可通过在结构某个位置进行现浇剪力墙，也可以预制装配钢筋混凝土剪力墙；对于筒体剪力墙，这种类型的剪力墙普遍用于高层建筑、高耸以及悬吊式建筑结构中，具体来讲，就是由建筑中的电梯、楼梯、设计以及辅助房间中的间隔墙围起来的一种剪力墙，这种类型剪力墙筒壁全部是现浇钢筋混凝土墙体，墙体本身的刚度和强度相比较于平面剪力墙而言，能够承受更大的水平荷载力。
2建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
2.1基础方案及承重构件的设计
按照建筑周边的地质环境及水文情况制定剪力墙结构设计方案，明确周边的建筑群分布及施工技术工艺，进行合理规划与设计，进一步提高基础方案的设计效果。设计人员需要在原本的基础方案上进行修订与整改，按照建筑工程的建设环境，在有关标准框架中规划好承重构件，确保建筑主结构能够安全稳定。在剪力墙承重构件的设计上，设计期间需要重点考虑墙体配筋率，剪力墙的竖向及水平分布筋的最小配筋率要在0.25%以上，部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率则要保证高于0.3%。在剪力墙结构设计时，设计人员需要明确基础方案的重要性，重点控制承重构件的设计及优化，选择科学的方法确定建设标准及工艺参数，避免承重构件设计误差带来的质量隐患，提高设计方案的可行性。
2.2做好剪力墙中大墙肢处理
建筑在建设完工后，受风荷载以及其他荷载的影响，自身需要承受比较大的剪切力，长期以往，容易导致剪力墙形状出现变形，比如原本剪力墙多为竖板状，最小墙厚与层高比值可达1/25，长期受剪切力的影响，后续逐渐变成弯曲状。为避免出现这一问题，在设计剪力墙的过程中，应注意增强剪力墙结构延性，能够有效抗衡剪切力，防止形状出现较大变化。如果在实际的建筑工程结构之中，剪力墙长度比较大，在设计时，可以采用开洞方式，有效实现剪力墙的分割，注意分割应均匀。通常而言，长度在8m以上我们就可以称之为大墙肢，该结构在建筑中是承受荷载的关键结构，尤其是在抵抗地震带来的集中竖向荷载发挥着非常重要的作用，因此做好大墙肢结构设计非常重要，需要加强大墙肢的稳定性，才能从根本上提升建筑的抗震性能。一般而言，针对于大墙肢设计处理，我们一方面可以采用上述开洞方式，要求施工人员根据设计图纸在墙上留洞，在完工后再填充墙洞，即可顺利完成大墙肢到小墙肢的转换。另一方面，则可以采用连梁开洞方法，将大墙肢分成若干个墙肢，这种设计方法有利于降低大墙肢墙体刚度，但对于连梁荷载承受能力也提出了更高的要求，容易发生超筋问题。为避免超筋，在设计时，应降低连梁截面高度，或者合理调整剪力墙连梁的弯矩，可以有效减轻连梁承受的剪力荷载。
2.3剪力墙截面设计
剪力墙应具备一定的长度和宽度（厚度），且长宽比宜大于4。剪力墙的墙体截面不能随意设计，必须要结合受力分析和实际情况计算后得到结果。一般根据建筑墙体及其门窗洞口大小，充分利用窗间墙，建筑隔墙，布置成L形，T形，十字形等形式，尽量做到均匀，对称布置，通过受力计算合理确定剪力墙长度（宽度）。另外，在高层建筑设计中，不可避免出现小短墙，即长宽比不大于8，我们称为短肢剪力墙，短肢墙属于高层设计中薄弱环节，受理复杂，设计中不宜过多布置，高层建筑设计规范规定，短肢墙承担的倾覆力矩不宜大于结构底部总倾覆力矩的50%。总之剪力墙截面设计要求设计人员熟练运用国家规范，并灵活运用个人工程设计经验。
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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。
2.4剪力墙连梁设计
在进行剪力墙结构设计时，还要重视对连梁部分的设计。所谓连梁，为连接两段剪力墙肢的结构梁，其连接跨度与梁高之比不宜大于5。科学合理的连梁设计能够起到对内力传递路径的优化效果，同时对抵抗水平荷载力有一定作用。根据以往大量工程实践经验来看，因水平荷载的作用会增加连梁剪切力，从而使得连梁出现不规则形态弯矩情况，而这也是导致连梁成为剪力墙结构中比较薄弱部位的主要原因。若连梁所承受的水平荷载力超出承受范围的情况下，就会导致连梁出现剪切变形弯矩，若剪切力高于连梁耐受范围，就会使得连梁产生裂缝超筋等现象，对整个建筑的安全性带来不利影响。基于以上，目前工程设计中已有成熟的设计方法，如减小连梁截面，从而到减少连梁刚度；对抗震设计剪力墙连梁进行弯矩调幅，相应的提高加强相连墙肢的弯矩设计；亦可采用双连梁等进行内力分担。设计中应结合建筑工程实际，综合运用多种连梁设计方法，科学合理地进行连梁设计，从根本上保证连梁的抗剪能力和延性，降低因剪切力影响发生损坏的几率。
2.6墙体钢筋配置
剪力墙内是钢筋混凝土结构，钢筋配置可以较好地提升墙体的韧性，需要提前进行钢筋配置后再进行浇筑施工。钢筋作为剪力墙的建设骨架，可以增加与混凝土的凝合力，在出现振动影响时也可以顺着钢结构进行传到，使整个墙体的受力更加均匀。根据建筑体抗震性能需求，0.2%的钢筋用量可以较好对抗四级地震对建筑体造成的影响。而不同的剪力墙结构的配筋量也有一定的差异，如孔洞开挖较多的墙体应当适当增加钢筋结构的引入以维持墙体的韧性。设计人员要根据剪力墙的压力进行计算，根据计算的结果适当增加一些钢筋用量基本可以满足需求。由于剪力墙的形状和厚度都是固定的，如果盲目增加钢筋的用量会占据一部分混凝土的浇筑体积，并增加墙体本身的重力。在计算时不仅要考虑建筑体的重力影响，还需要考虑到剪力墙自重问题。
结语
综上所述，从根本上来讲，建筑结构设计质量好坏，与建筑结构的安全稳定性有直接联系，因此设计者在进行建筑结构设计过程中，应该明确剪力墙结构设计是整个建筑结构设计中比较重要的内容之一，从中意识到其对整个建筑结构而言的设计优势，基于设计质量基础，结合建筑实际来优化剪力墙结构，将人们对建筑结构设计提出的要求考虑其中，科学进行剪力墙结构设计，一方面保障整个建筑结构在实际使用中的安全性，另一方面在于满足人们对建筑结构设计的美观要求。
参考文献
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