王太军
北方工程设计研究院有限公司贵州分公司 贵州贵阳 550000
摘要：剪力墙结构是现代建筑尤其是高层建筑中不可或缺的结构，必须做好其设计与优化工作，并从细节之处做起，加强分析与验证工作，保证工艺参数具有合理性，再按照设计方案组织建设工作，使成型的剪力墙结构可发挥应有的应用价值。虽然剪力墙结构具有诸多优势，但也并不适用于所有建筑类型，因此，设计人员在展开设计时应综合考虑可能会对剪力墙结构产生影响的各项因素，根据工程的实际情况科学地调整设计方案，最大化发挥剪力墙结构的自身优势。基于此，本文详细分析了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用措施。
关键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用
引言
剪力墙是建筑结构体系中的关键组成部分，通过该类结构的应用能够起到保安全、提品质的效果。但目前行业内关于剪力墙结构设计的尺寸、安装位置等尚未形成统一的规范和标注，主要依靠设计人员的经验展开设计，使得不同建筑中剪力墙结构的设计和安装都存在一定差异性，也可能存在一些安全隐患。设计人员应充分掌握剪力墙结构的设计要点，保证剪力墙结构设计能满足建筑的建设要求。
1剪力墙结构概述
1.1剪力墙结构的概念
剪力墙结构随着建筑行业的发展应运而生，是基于传统框架式结构的衍生形式，以钢筋混凝土墙体为主，并且逐渐取代了传统的墙板，通过对尺寸的调整（加大厚度、减小宽度和高度）达到提高结构抗压性能的效果，发挥剪力墙结构在建筑体系中的支撑作用，还可以能够维持建筑结构的稳定性。剪力墙结构属于墙面结构，因其具有厚度大的特点，可发挥类似于柱状结构的支撑作用，有利于改善建筑的受力条件，确保其具有足够的稳定性与抗震性[1]。
1.2剪力墙结构的主要类别
通常，剪力墙结构的类别主要有整截面墙、整体小开口墙、双肢剪力墙结构、壁式框架结构4类。具体做如下介绍：1）整截面墙，其特点为墙面没有洞口或洞口很小，其与传统的悬臂结构在功能上有类似之处。2）整体小开口墙，主体部分呈曲面形式，门窗洞口稍大且成列分布，截面法向应力稍偏离直线分布，可看作整体弯矩直线分布和墙肢局部弯矩应力的叠加。墙肢的局部弯矩一般不超过总弯矩的15％，且墙肢在大部分楼层没有反弯点。将其应用于建筑中后可以达到缓冲建筑重量的效果，建筑的稳定性得以增强。3）双肢剪力墙结构，具有门窗开口尺寸较大的特征，开口数量多且均匀分布，开口两端在抗压能力方面具有一致性，结构的受力更加均衡。4）壁式框架结构，以常规的框架结构为基础，经过变形处理后得到全新的剪切型结构，其常应用于楼层曲面部分，存在较突出的反弯点，尺寸普遍较大，可更好地与建筑墙体衔接，由此构成严密的结构体系。
2建筑结构设计中剪力墙结构的设计原则
2.1拉通对直
在设计建筑结构时，应注意保持将上下楼层剪力墙结构中的门窗和洞口保持垂直方向对直，合理规划结构的传力途径，保证剪力墙结构具有良好的抗震性能。同时，应沿轴线将剪力墙结构拉通对直，避免因出现重叠或错洞现象影响整体结构的综合性能[2]。
2.2最小剪力系数的调整原则
在高层建筑的结构设计中，抗震性为重点考虑目标，应采取设计措施提高建筑的抗震性能，保证建筑的稳定性。在剪力墙结构设计中，应适当减少墙肢，加大剪力墙结构的间距，以提高剪力墙结构的抗震性能，并保证建筑主体的稳定性，并且在采取大间距的剪力墙结构布置方式后，可更好地维持墙体的抗侧压能力。
2.3竖向贯穿
科学的剪力墙结构应沿竖直方向从上至下贯穿整个结构，若剪力墙结构在竖直方向上发生结构的变化，则墙体的刚度和厚度也可能一起发生变化，影响建筑结构的整体抗震性能，此时，可通过调整剪力墙单元刚度的方式提高结构对侧刚度的抵抗能力，规避因刚度突变对结构的抗震性能产生的负面影响。
2.4楼层间最大位移的调整原则
剪力墙结构的设计过程中，还应采取调整措施减小楼层间的最大位移和最大变形。为避免楼层出现扭转变形问题，需要合理设定其最大位移量，减小剪力墙结构在墙体发生扭转时所承受的压力，减小外部压力对结构带来的不良影响，以免在外力的作用下而发生建筑结构塌陷等事故[3]。
3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
3.1基础方案及承重构件的设计
剪力墙结构的设计方案应以施工现场的水文地质情况、周边建筑分布情况、工程的建设要求等多种要素为基准综合确认，确保剪力墙结构的设计方案既能满足建设要求，又能与周围环节和谐共生。设计人员应结合建筑施工环境、相关标准的要求等合理规划剪力墙的承重构件，保证建筑主体结构的稳定性合格。应将墙体配筋率作为剪力墙承重构件设计的关注重点，水平和竖直方向的配筋率不应低于0.25%，少数框支剪力墙结构底部加强位置的配筋率应不少于0.3%。在剪力墙结构的设计过程中，设计人员应积极认识基础方案的重要性，重点控制承重构件的设计及优化，结合自身设计经验和工程的各项参数科学确定工艺参数及建设标准，避免因设计不合理为结构带来的安全隐患，完成设计后应多方验证，确保设计方案的科学性和可行性[4]。
3.2整体布局的应用分析
整体布局设计为剪力墙结构设计中的基础环节，其对后续工作的开展具有统领的作用，一套科学的剪力墙布置方案能够在一定程度上保证剪力墙结构的应用效果，保证其抗震能力和抗压能力。因此，在剪力墙结构的设计过程中，需要充分考虑建筑的整体情况，选择合适的剪力墙结构布局方案。具体而言，应遵循对称性的原则，选择合适的剪力墙结构类型，使其满足建筑设计要求。此外，需重视细节处理，如独立墙肢的设置、洞口的处理等。
3.3剪力墙结构的设计
剪力墙结构需要采用双向设计，使墙体内部形成空间结构，尤其是抗震防御区，在进行双向设计的过程中尽量将来自两个方向的刚度保持一致[2]。剪力墙结构的设计中尽量保持其平面均匀分布，刚度中心接近建筑结构整体的中心，最大化减少扭转效应，若刚度中心与建筑中心的偏离程度较高，可在条件允许的情况下通过调整墙肢长度和连梁的高度对刚度中心位置进行调整。由于剪力墙具有较强的抗侧刚性，结构自振周期较短，承受的水平地震作用较大，可能影响结构的整体性能。为减少水平地震剪力对建筑结构的影响，可通过减少墙体厚度，在主次结构设计中增大墙体间距，减少墙体总数等方式降低结构整体自重，增加结构的抗侧移刚度。剪力墙结构最显著的优势就是具较好的承载能力和平面刚度，但平面外承载力和刚度却相对较弱，若在设计中直接将平面外方向梁与剪力墙相连，可能会使墙肢平面外弯矩增大，为改善此种情况，在楼面截面不大的条件下，可采用半刚接的设计方案调整墙肢平面外弯矩[5]。
结语
综上所述，剪力墙是建筑结构中的关键组成部分，合理应用该结构有助于提高建筑的质量，从而维持建筑的稳定性，改善人居环境。但剪力墙结构设计是一项系统性的工作，同时具有较高的精细化水平，因此，需要在科学设计理念的引导下展开设计。
参考文献
[1]肖志娟.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].现代物业(中旬刊),2019(12):81.
[2]王香娟.试析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].门窗,2019(21):137+139.
[3]车慎思.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的实践[J].地产,2019(18):56.
[4]张红.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].门窗,2019(17):159.
[5]张晓燕.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用探析[J].工程技术研究,2019,4(15):165-166.