张鹏翼 李朝雁
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摘要：当今高层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、连梁设计、配筋选择、平面布置等多方面出发，全面优化剪力墙结构设计，为工程的稳定性提供保障，降低成本，促进建筑行业的可持续发展。基于此，本文主要探讨了建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用。
关键词：建筑结构设计；剪力墙；结构设计
中图分类号：TU74文献标志码：A
引言
建筑剪力墙的设计中存在多种剪力墙形式，不同剪力墙的应用工程存在一定的区别，因此需要结合具体工程情况选择合理的剪力墙。同时在剪力墙设计和施工中需要做好剪力墙位置、弯矩、延伸以及厚度等方面的处理，并做好人员的培训工作，保证剪力墙设计和施工的合理性。
1框架剪力墙结构与特征
框架剪力墙主要由2个单元结构组成，即框架与剪力墙抗侧力单元，这两个单元结构的受力特点与形变特征存在较大区别。当剪力墙发生形变时，往往表现出弯曲性特点；而框架发生形变时，往往表现为剪切类型。框架剪力墙结构能够保证建筑主体结构灵活自如布置，建筑使用空间明显增大。在施工过程中，建筑物主体结构产生的绝大部分水平力均由剪力墙体承担，而建筑物施加的竖向荷载力均由框架结构承担，使得竖向力与水平力均衡分配。当建筑主体结构竣工以后，整体结构的受力状况更趋于科学合理。同时，由于剪力墙的位置只存在于框架结构的局部区域，这就给现场施工带来了诸多便利条件，尤其在分割空间时，更易于操作。此外，由框架与剪力墙共同组成的受力结构抗侧移刚度较强，因此，应用该结构的建筑物具有优良的抗震性能，抵御外界破坏力的能力较强[1]。
2建筑剪力墙设计原则
2.1连续性
剪力墙结构在高层建筑工程中十分常见，其主要作用便是提高建筑的整体承载性能。因此在进行设计时需要遵循连续性原则，以防刚度变化导致建筑存在位移情况。在实际设计阶段需要坚持自上而下布置原则，以防刚度变化对工程整体结构的稳定性造成影响。
2.2对墙体进行受力分析
在高层建筑剪力墙结构设计阶段，还需要信息分析墙体混凝土应力情况。作为一种建筑平面结构，墙体压力还包括水平剪力、弯矩及竖向压力。因此在设计阶段需要全面分析受力情况，重点研究剪力墙的自身应力，进而提高剪力墙使用效果。
2.3墙体延性
在对剪力墙结构进行设计的过程中，需要全面分析墙体的延性，墙体延性对剪力墙结构具有一定的影响，因此如果设计质量存在问题，过高或者过薄，都会导致连接梁使用问题，进而引发张拉、弯曲等问题，造成剪力墙结构受损。因此，在实际设计过程中需要加强对剪力墙安全性能的重视，避免发生弯曲问题[2]。
3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
3.1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。
3.2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提高剪力墙高度以及连接墙肢，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]。
3.3大墙肢的设计
在剪力墙结构设计与施工期间，相关人员普遍都能够意识到大墙肢时对于整个剪力墙结构的影响力，这也是目前建筑结构设计期间非常重要的环节。但是，在具体设计与施工期间大墙肢的问题最为明显。大墙肢对于建筑物而言具备比较高的设计难度，其本身的抗震性能及抗荷载效果属于设计核心。一般情况下，在设计处理方面有2个重点。一是墙肢的整体设计，采用短墙肢进行部分替代，在设计期间需要预留施工洞，并在整体施工完成之后再进行填充，普遍而言，剪力墙结构的墙肢应控制在8m以内，促使剪力墙可以保持一次有效延伸，同时规避因为墙肢过长而导致脆性损坏；二是需要适当提升墙肢的配筋量，剪力墙结构的优势在于不需要任何钢筋介入，其可以有效降低整体施工成本、施工难度及复杂程度，同时还可以提高整个建筑结构的抗震性能。对此，在大墙肢施工期间需要尽可能满足抗震要求，并应用相应的措施在墙肢中适当增加钢筋配合比，尽可能提升剪力墙的整体强度及承载力，规避配筋量少而导致墙体弯曲等问题，提高整个剪力墙的抗震性能，提升建筑稳定性。
3.4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[4]。
3.5强化剪力墙的延伸处理
建筑剪力墙设计中需要考虑可延伸性的问题，通过科学的方法和手段优化剪力墙的设计结构，保证剪力墙延伸能力符合要求。通过剪力墙结构建设形式的分析可知，剪力墙自身具有延伸性的特点，但是要想保证延伸性作用的发挥，还需要采取有效的手段，提升剪力墙结构的灵活性和使用的耐久性。剪力墙结构设计中，必须对建筑物的承载水平标准和要求进行明确，保证设计的科学性。
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。
参考文献：
[1]刘凯.论剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].居舍,2019(35).
[2]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).
[3]岳啸.装配式建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究[J].建筑技术开发,2020(17).
[4]王菁菁.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].住宅与房地产,2020(9)