张聪
天津市房屋质量安全鉴定检测中心有限公司 天津市
摘要：建筑结构的安全性尤为关键，要求建筑单位在建筑结构设计中合理应用安全措施，保障工程的建设质量。剪力墙结构在建筑结构设计中得以广泛应用，该结构形式具有显著优势。以下笔者就将简要分析建筑结构设计中剪力墙结构设计的具体应用，以供参考。
关键词：建筑结构设计；剪力墙；结构设计
1 引言
在国家部门大力支持下，我国建筑行业得到了迅速发展。其中，剪力墙结构技术的发展，为建筑设计质量和建筑整体性能的提升提供了技术支持。剪力墙结构刚度大、承载力较强、并且抗震、抗风性能好，在高层建筑中应用越来越广泛。因此研究建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用具有积极的社会意义，希望本篇文章的研究能够推动该设计理念的广泛应用。
2 剪力墙结构
剪力墙结构主要是指建筑墙的截面高度和厚度的比例，促使其维持在5~8，通过钢筋混凝土替代以往建筑物中不同方面荷载作用的墙体。建筑结构设计中剪力墙结构非常重要，其主要作用在于将建筑本身的受力裁剪开，促使建筑可以承受更大的压力，提高整个建筑的承重能力。剪力墙结构的优势主要有3个方面。（1）稳定性。剪力墙结构具备比较突出的刚性特征，可以提高建筑物的支撑性能和稳定性，这也是剪力墙结构的主要作用与优势。（2）经济性。剪力墙结构主要是通过钢材料填充制造而成，可以直接应用混凝土浇筑的方式进行施工，整个施工的经济效益相对较高，属于施工部门常用的施工方式。（3）美观度高。随着人们生活水平的不断改善，对建筑结构的要求不仅在于安全舒适上，同时对美观度的要求也在不断提高。目前，人们已经开始注重建筑美观度，在美观度方面的资源投入及选择重视度也较高。剪力墙结构的设计能够满足人们对于建筑的美观度要求，特别是对于一些隔断墙而言，能够非常理想地满足人们的审美要求。
3 剪力墙分类
对目前情况进行分析，根据剪力墙性质可以将其分为下述几种类型：（1）实体墙。实体墙的承受载荷性能较好，同时具备良好的抗弯性能，通常情况下墙体不开洞或者存在少量小尺寸洞口。（2）整体小开口剪力墙。多数情况下，如果墙上开口面积大于全部剪力墙15%，通过受力分析能够发现，本来在洞口为直线分布的正应力移动到洞口两侧，虽然不会引发异常问题，但是可能因为外力因素导致反向弯曲情况。（3）壁式框架。洞口尺寸较大，连梁线刚度同墙肢线刚度较为贴近的墙体便是壁式框架。
4 建筑剪力墙结构优化设计
4.1 剪力墙的规划布置
在剪力墙结构设计中，需要参照空间特点展开合理布局，一般情况下，如果是高层建筑，会采用双向剪力墙结构，确保两侧剪力墙刚度的均衡性，减少水平位移的产生，避免剪力墙在外界荷载作用下出现扭转，提高建筑结构的稳定性。剪力墙的水平地震作用力较大，自振周期短，结构本身稳定性很容易受到影响。所以在设计过程中，需考虑到力的平衡，可通过减小剪力墙厚度，或者增加剪力墙之间的间距，来降低水平地震作用力带来的影响，防止位移、断裂等问题的出现。同时上述操作也能够降低剪力墙自重，削弱建筑结构承担荷载。如果剪力墙设计中存在较大洞口，洞口位置要保证在一条线上。考虑到墙体结构受力情况，应展开应力的科学划分，确保两者均衡性、对称性。底部结构如果设置框架支撑层，落地剪力墙的数量要在上部剪力墙数量的一半以上。剪力墙设计中，需充分考虑抗震性能要求，避免楼板平面等结构因变形发生危险。
4.2 着重加强对大墙肢的处理
建筑结构设计时，要充分考虑到其各方面性能对建筑质量产生的影响。剪力墙结构设计时，需要着重考虑到延性的作用。一般来讲，如果建筑结构的结构的高度、宽度比在3以上时会达到最高的延性，弯曲能力较强，提升建筑的荷载能力。如果高宽比在3以上就需要在墙体上开洞形成上文中提到的不同类型剪力墙结构，减少裂缝的出现。当大墙肢的比例在8以上时，要把承载力计算在大墙肢上，但会造成小墙肢承载力增加产生较大的损害出现裂缝。
4.3 科学控制剪力墙的弯矩
建筑工程中剪力墙结构的设计需要结合实际工作要求，对剪力墙的结构以及特点等进行分析。剪力墙自身的抗压能力以及承载力比较强，但是平面外的承载力相对来说却比较低。导致剪力墙连接的位置可能会由于外部承载力能力差的情况导致墙体出现弯矩，这也是剪力墙比较容易出现的问题。针对这个问题首先在剪力墙设计中需要控制好弯矩。可以在剪力墙墙面连接的位置设计与剪力墙外侧的连接结构。具体的操作中可以先设计梁轴线的位置，并结合轴线的位置和方向以及剪力墙的方向，合理计算弯矩，保证设计的科学性。同时，做好扶壁柱的设计工作，合理设计扶壁柱可以提升剪力墙的强度和刚度，保证剪力墙质量。如果在剪力墙设计中出现扶壁柱设计问题，需要及时更改设计，如果无法更改，必须立即采取有效的改善措施，可以通过在梁墙间设计暗柱的形式做好配筋的预估和计算，控制好弯矩。此外，也可以设计对梁端稳定构件对弯矩进行控制。
4.4 节点以及构件的设计
为更好地提高建筑结构设计的合理性，需要在建筑设计期间充分考虑节点与构件方面的设计。目前，水平分布筋、水平施工缝、边缘构件属于设计中的重点。（1）水平分布筋。剪力墙周围的构件是需要进行现浇的，需要把双墙板水平方向的钢筋全部埋在边缘处的现浇构件里，这种方式可以约束墙板端头处的部位，厚度和一般的现浇墙差不多，不会因为对抗剪截面而造成削减。（2）竖向分布筋。在叠合式剪力墙里面，竖直向上的分布筋在现代技术规范中可以这样设计，水平缝合部位可以参照技术规范来连接，在错开的连接当中把钢筋连接起来，这种方式可以更好地满足结构计算方面的要求。（3）水平施工缝。叠合式剪力墙边的上下两端设置了水平方向的施工缝，在施工缝间接处的墙体，其有效面积需要和现浇的基层总厚相同。想要避免结构性特征的变化，在计算的时候需要将墙实际厚度作为计算模型，如果墙体是2m，那么有效的截面厚度就是1.5m。在水平施工缝方面需要确保检测结果的可靠性，一般可以借助对钢筋连接面积的计算方式确保结构的整体设计效果。（4）边缘构件。进行结构设计时，地面3层楼以上的墙体边缘构建都是现浇的，因为这个区域规定了抗震等级为8度，在地震之后就会产生一定拉力，在构造配筋率里面进行适当调整；在构件承载力当中对需要的配筋进行计算时，需要在一定情况下增加配筋，在墙体上面的分布筋没有深入到墙的端头部位，在结构设计时，浇构件的外围箍筋之间的距离和直径和分布筋是一样的。
5 结束语
综上所述，当今建筑对剪力墙结构的应用愈加普遍，如果剪力墙结构设计存在问题，势必对建筑的整体稳定性和安全性造成影响。因此设计人员需要采取有效的措施，从结构设计、平面布置等多方面出发，全面优化剪力墙结构设计，降低成本，促进建筑行业的可持续发展。
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