陈小武
浙江鸿翔建筑设计有限公司 浙江 314001
摘要：现阶段的建筑结构，需要满足抗震性能，其中剪力墙结构的应用显得尤为重要。在现浇式的剪力墙施工项目中，因为施工质量要求较高，整体施工难度相对较高，如何合理应用剪力墙显得格外重要。剪力墙的抗震性能得到保证，可以简化施工过程，缩短工期。剪力墙结构本身具备侧移量小、刚度大的优势，同时抗震性能相对较高，在建筑结构设计方面可达到比较突出的应用效果，施工部门为了进一步提高经济效益，往往会在剪力墙结构施工中提高施工质量水平，为后续施工质量提供支持。
关键词：建筑结构设计;剪力墙结构设计;种类;应用策略;
1.剪力墙结构设计分类
1.1整体墙
剪力墙结构自身具有较强的稳定性，而且抗拉和抗压能力都比较强，整体墙孔洞比较大，但是数量少，部分墙体上并没有设置孔洞，从受力方向上来看属于竖向受力的情况。从水平结构来看，较大的荷载会使剪力墙的高度和宽度扩大，导致墙体界面出现变形的情况。整体墙截面虽然可能会出现变形，但是仍然是符合剪力墙标准的，墙体正面在应力的影响下形成线性分布，使墙体始终保持安全性和稳定性。
1.2小开口墙
小开口墙也是剪力墙结构中比较常用的一种模式，剪力墙的孔洞面积如果不断变大的情况下就会形成小开口墙。从墙体的水平结构来看，荷载的压力会导致小开口剪力墙结构受到影响，使得墙体截面存在正应力，而这些正应力的分布呈现规范性，属于偏离直线分布。这种力的分布方式，会使剪力墙的局部弯应力与主应力之间互相叠加，如果这种叠加力不产生反弯点的情况下，小开口剪力墙形成。
1.3联肢墙
联肢墙与小开口墙相似，都是孔洞比较大的墙体，如果开孔连接位置强度比墙肢小时，水平荷载将导致剪力墙连接位置出现反弯点的情况。这种结构中每个墙肢都是独立的个体，并独立发挥作用。而这些独立的墙肢个体进行连接就会形成剪力墙，这种剪力墙也被称为联肢墙。
1.4壁式框架墙
建筑剪力墙中孔洞最大的墙体为壁式框架剪力墙，墙体的孔洞越大，墙肢的独立性越强，如果孔洞连接位置强度远远超出墙肢时，剪力墙的受力情况也会发生变化。壁式框架墙与框架结构墙体具有相似性，在负荷的情况下截面会出现弯矩的情况，而且建筑内墙还可能会引起比较多的反弯情况。
2建筑设计剪力墙结构设计的应用策略
2.1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。
2.2确定剪力墙墙肢长度
确定剪力墙墙肢长度时，首先应考虑满足建筑功能的要求，其次是剪力墙墙肢长度不能太长也不能太短，确定原则是，尽可能布置长墙，少布置短墙。当墙肢长度很长时，受弯后产生的裂缝宽度会较大，墙体的配筋容易拉断，因此墙段的长度不应过大，墙肢长度宜控制在8m以内；当墙肢长度很短时，可能形成短肢剪力墙，短支剪力墙的出现可能会导致多楼层出现反弯点，受力发生改变，逐渐接近异形柱的状态，抗震性能较差。所以为保障建筑的安全性，不会将其应用在地震区域内，且不得采用全短肢的剪力墙的结构。
2.3确定剪力墙结构的厚度
按照现有规范要求可知，在抗震等级在一二级时，底部加强部位的剪力墙厚度要控制在200mm以上，长度要求在层高或无支长度的十六分之一，当抗震等级为三、四级时墙厚不应小于160，且不宜小于层高或无支长度的1/20。其他部位的剪力墙厚度，当抗震等级为一、二级时墙厚不应小于160mm，且不宜小于层高或无支长度的1/20，当抗震等级为三、四级时墙厚应在140mm以上，长度在层高或无支长度的二十五分之一。之所以这样规定，是为避免因剪力墙厚度过小，刚度不足，导致结构稳定性减弱，产生压屈失稳情况。
不过这一规范也存在特例，对于八级地震区的多层或地层剪力墙结构建筑来说，上述规定可能会存在较大偏差。如10层以下的剪力墙结构，在重力荷载作用下，墙肢压轴相对较低，墙柱结构只能进行构造配筋，但为保证底部结构的质量，按照层高要求，剪力墙厚度一般设定在240mm，已经超出规范标准要。所以在设计过程中，需要在规定基础上，根据实际情况加以综合分析，以确保剪力墙厚度设计的合理性。
2.4剪力墙连续梁方案
连续梁指的是剪力墙中连接墙肢结构的梁，具有跨高比小、连接墙肢刚度大等特点。连续梁除起到连接作用外，还具有较为明显的支撑作用，能够有效抵抗地震荷载、风荷载带来的影响，一旦连续梁结构出现问题，建筑结构也将受到较大影响。所以在设计中需结合实际情况，合理设计连续梁施工方案，增大其刚度，保障结构的稳定性。在工程实际设计中，剪力墙连续梁的设计宜按“强墙肢弱连续梁”原则进行抗震设计，为了提高连续梁的延性，通常情况是对于跨高比较小的连续梁内宜设置交叉斜筋，交叉斜筋的走向与主拉应力的走向一致，目的是抵抗弯剪作用下主拉应力的变化，从而控制应力变化产生的裂缝问题。另外，交叉斜筋的延性、耗能和抗震性能，相较于传统配筋连续梁具有更大优势，在提高剪力墙结构质量，增强建筑结构整体性和稳定性上起到了显著作用。
2.5剪力墙墙体配筋的合理设置
在剪力墙结构中钢筋使用量较大，因此合理配置剪力墙钢筋是结构设计人员应该考虑的重要问题之一，通常情况下，墙体配筋是根据结构计算得来的，但部分墙配筋是按照规范规定确定的，在剪力墙墙身配筋过程中建议在满足结构计算的前提下，将墙体的水平、竖向分布钢筋分别按墙体的外侧、内侧进行配筋设计，这样既满足墙体承载力的要求，又能降低钢材的用量，从而实现节约钢筋材料的目的。
3结束语
综上所述，剪力墙结构属于现代建筑工程领域中非常重要的技术措施，对于建筑产业的影响非常显著，对我国建筑工程建设综合经济效益及社会效益也存在直接影响。因为建筑物本身的特征，建筑结构设计期间需充分考虑经济、效率及安全等多方面因素，并基于剪力墙结构的运行需求保持可行、经济、安全及持续等特性。对此，在今后需要进一步优化关于剪力墙结构的设计，尽可能保障建筑工程的整体施工效益，为我国建筑工程及经济建设发展提供可靠支持。
参考文献
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