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摘要：随着城市的发展进程，城市中高层建筑施工随之增多。高层建筑剪力墙结构设计有助于保证高层建筑的抗震性，同时有效的优化结构有助于降低施工成本。剪力墙设计是建筑工程设计中的主要内容，有利于保证建筑结构的稳定性。本文主要对建筑结构设计中剪力墙结构的种类及在建筑中的具体应用策略进行分析。
关键词：建筑；结构设计；剪力墙
引言
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。
1剪力墙分类
（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。
2结构设计流程
一是在进行结构设计时，设计人员要根据甲方的具体施工要求来确定，同时要考虑实际施工环境；二是要对各个环节的施工技术作好规划，并将项目的技术特点考虑在内，保证构件模数化、标准化，从而达到减少模板使用量，提高预制安装的效率；三是要根据人体工学原理和用户的实际使用要求来设计房间面积，确保用户使用舒适性，同时要根据模数协调的原则，对开间和进深尺寸进行科学的设定。
设计时，必须根据工程的特点，科学地选择使用的构件，如果构件形状过于异形或类型单一，则不能采用预制，而应直接浇筑。其它构件则采用预制的方法，对其进行合理的设计，以保证工程的施工效率。
3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
3.1做好转换层结构设计
为了保障剪力墙能够对高层建筑提供全面支撑，在剪力墙布置设计阶段，设计人员必须重点关注剪力墙上下转换层结构设计环节，做好该结构设计对剪力墙墙体布置成果有重大影响。在上下转换层结构设计中，设计人员要着重考虑转换结构的安装问题，该问题在不同情况下要采用不同的布置方式来解决，文中主要列举两个常见情况：（1）假设转换层结构比较繁琐，且属于高位转换底部空间时，要尽可能的将转换结构紧密安置，均匀分配到各个结构组成板块中，保障转换结构相互作用；（2）假设转换层处于高位转换状态，设计中就要对剪力墙本身的质量与刚度进行调整，保障转换层上下刚度一致。总体而言，在转换层设计中设计人员要依照层间位移角均匀性、转换层水平状态等进行空间分析，了解转换层墙体是否匀称，同时了解转换层内力分布情况，找出其中薄弱位置，通过增加构件配筋的方式来强化薄弱点，这样能对剪力墙性能进行优化。
3.2预制墙设计
预制墙体设计时，设计者首先要科学地划分平面，将现浇件和预制构件结合起来形成长肢剪力墙。设计者只需根据建筑物的受力特点，将连接部分置于外墙的T型受力部位及端部，而无需将连接部分置于中间，减少了竖向连接中钢筋的使用量。
墙体垂直节点连接时，应采用半注浆套筒将竖向钢筋连接在一起，并将其埋入墙内，使其纵向以螺纹连接方式组合，并在现场进行注浆连接，完成节点连接工作。但是由于套管的直径要比钢筋直径大得多，所以除了必要的保护厚度外，预制墙整体应保持一定的厚度。与此同时，为了减少不必要的现场作业和灌浆套筒施工任务，保证工厂化施工模式的顺利实施，用大直径钢筋与套筒连接。
另外，灌浆及套筒预埋位置、灌浆口与出浆口之间的距离也应根据钢筋预留距离确定，灌浆套筒应置于上墙内，出浆口应置于外墙侧面，以便于后期操作。
3.3剪力墙结构连梁设计优化
对高层剪力墙结构来说，连梁是其十分重要的一种耗能构件，对于抗震设计来说至关重要，具有良好的耗散地震能量的效果。在实际设计阶段，设计人员需要认识到剪力墙的一大优势便是具备良好的抗震性能，因此对连梁弯矩和连梁剪力进行设计的过程中，需要保证两者具有良好的可塑性和可调幅性。除此之外，如果条件允许，还需要适当降低剪力墙连梁截面的高度数值。
因为连梁的主要作用为连接墙肢，因此设计人员需要合理调整连梁的高度并进行详细计算，适当减少连梁刚度，将高层建筑结构抗震性能作为主要保障。在进行折减计算的过程中，设计人员需要根据高层建筑具体情况，对减少值进行合理控制，通常情况下需要将其控制在0.5以上，并且在0.5-1.0这一范围区间中，保证其最佳状态。在具体调整过程中，因为受到其他因素的影响，导致连梁刚度减少也无法满足预期目标的情况，因此使剪力墙结构抗震性能不合格，设计人员可以适当减少连梁刚度，降低连梁高度，通过这一方法有助于减少地震对建筑物造成的影响。
3.4优化上下部结构
因为现代高层建筑结构复杂，所以剪力墙墙体布置设计中经常会在于刚度突变的难题，即在复杂结构下，剪力墙的受力大小出现差异，这就会导致剪力墙刚度发生突然的变化。为了应对这一变化，在剪力墙墙体布置设计时要着重优化上下结构，具体方法为：（1）降低结构上部的刚度，即在设计过程中最大限度的减少上部剪力墙的数量，使得上部结构满足压轴比要求，随后再缩短墙肢；（2）提升结构下部刚度，保障墙体落地建立满足实际要求，同时在这种设计方案下，必须对剪力墙结构布置的均匀性进行控制，保障剪力墙结构均匀的布置在平面层中。此外，在优化上下部结构时要规避一个误区、注意一个问题，即误区是指上下结构的刚度选择，很多设计人员认为上下结构刚度越大越好，但实际情况中刚度超标会导致剪力墙更容易受地震影响，因此刚度必须合理选择；解决上下结构布置时的沉降问题，要解决该问题就要合理设计剪力墙界面尺寸，并对刚度进行严格控制。
3.5优化平面布置
平面布置工作同剪力墙承载性能、刚度分布、结构稳定性等关系密切，如果设计不合理可能导致承载力与刚度不符，或者结构存在扭转效应等不良问题，墙体存在程度不一的弯曲和变形。因此设计人员需要加强对该部分设计工作的重视，根据设计要求以及剪力墙设计方案，提高剪力墙平面布置工作水平，确保房屋结构平面设计的规范性，保证综合布局的合理性。除此之外，还需要全面优化内外墙体连接设计，确保墙体截面的规则性。
结语
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。
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