徐大明：王立祥
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摘要：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。本文主要分析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
引言
剪力墙结构作为目前建筑工程结构设计中较常使用的形式，具有抗侧刚度大、抗震性好等特征，尤其是对于现阶段的高层建筑来说，剪力墙结构的运用能够确保建筑的稳定性和安全性，提高建筑的实用价值。
1、剪力墙结构的基本概念及优势
1.1概念
建筑结构设计中的剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，承受着竖向压力和其平面作用下的水平剪力的双重力量。剪力墙的宽度和高度较大，但厚度相对较小，这使得剪力墙具备几何特性以及不同于其他结构的受力特征。由于剪力墙厚度较小，相当于板的厚度，所以如果单独使用，在地震灾害下，很容易因刚度不足引起结构变形、断裂等问题。所以在设计过程中，除要考虑增大剪力墙刚度外，还需对弹性变形能力和抗震性进行综合分析，合理设计结构种类和规模，确保结构的稳定性、安全性。通常情况下，剪力墙结构设计以延性弯曲型为主。
1.2优势
建筑结构设计中，剪力墙的应用优势可概括为以下几点：一是承载能力好，能够确保结构空间的完整性。相比于框架结构，剪力墙还具有较好的抗侧性，可保证高层建筑的质量和安全。二是剪力墙结构的楼盖多以现浇混凝土钢筋为主，周边不会设计明梁，结构完整性得以保障，避免过于突兀。三是降低钢材应用量，优化建筑抗震性能，在一些商业建筑中也得到了广泛应用。
2、剪力墙结构设计分类
2.1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。
2.2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。
2.3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。
3、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
3.1合理设计剪力墙的位置
剪力墙结构的设计中，墙体的布置位置和布置方式等对于建筑来说尤为重要，是建筑设计的基础，也是保证建筑工程安全的关键。在剪力墙的设计中需要做好如下工作。
首先对建筑结构的主轴位置进行确定，然后将剪力墙的位置设定在主轴方向，并以主轴为基础向其他方向进行辅助，设置双剪力墙的形式，实现不同方向剪力墙间的衔接作用，保证内部空间构建的合理性。建筑结构的设计必须保证抗震性，不得采用单向放置设计的模式，剪力墙设计中需要从两个方面对剪力墙性能控制进行分析，保证剪力墙不同方向墙体的振动周期和频率等相似，有利于促进墙体内部平衡，保证墙体内部的稳定性。同时，剪力墙截面设计中，需要以规范性和简易性为基础，剪力墙的侧体抗压能力以及内部稳定能力等远远超过建筑体的能力，这种情况下可以通过剪力墙的承载力减轻建筑的负荷，充分发挥剪力墙的作用。提升建筑的承载力同时，减少内部修筑墙体的空间，为建筑内部提供更大的结构空间。建筑剪力墙的布置中需要保证合理的间距，剪力墙的分布不能过密，防止出现受力不均的情况。在剪力墙截面设计工作中还需要严格按照从下到上的顺序进行，这种设计方式是出于对剪力墙侧墙体压力的缓解。剪力墙布置设计中需要结合墙体高度要求对厚度进行缩减，并综合考虑混凝土等级。也可以结合工程项目要求通过减少墙肢的设计方式对剪力墙侧面刚度进行提升。但是对于一些容易发生地质灾害的地区，如果剪力墙的高度过高，一旦出现地震等情况，会导致剪力墙存在弯曲的问题，同时如果剪力墙高度过低还可能导致墙体过于脆弱。因此对于地震高发的地区，剪力墙设计中必须做好高度的设计，保证剪力墙的承载力和稳定性。
3.2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。
3.3连梁设计
连梁具有跨度小、截面大的特点，同时与连梁相连的墙体刚度也较大。连梁通常在风荷载和地震荷载作用下的内力很大，连梁抗剪强度不足是设计中经常遇到的问题，如设计达不到强剪弱弯的要求会产生弯曲破坏。在计算中，由于对其刚度进行拆解，而在地震作用下仍然会有很大的弯矩和剪力，所以造成设计困难，如果增加连梁高度，配筋值也会随之加大。在众多处理超限的方法中，当剪力墙连梁截面不满足抗震验算要求时，可采取减小连梁刚度的方式，连梁刚度减小后，可有效降低连梁弯矩、减小连梁剪力设计值。通常减小连梁刚度的方法有减小连梁截面高度、增加连梁跨度、设置水平缝形成双连梁和多连梁等。减小连梁截面高度虽然能减小连梁剪力设计值，但是其抗剪截面也会随之减小，所以这种方法不一定有效；加大连梁跨度，虽然可在不增加刚度的情况下提高抗剪能力，但连梁加宽时，同时也要加宽剪力墙厚度，这种方法从使用功能和经济性上都不适用。
结束语
总之，建筑结构的设计质量，与房屋建筑结构整体的安全性和稳定性具有直接关联。建筑结构设计人员为了能够提升设计的安全性与科学性，在充分应用剪力墙结构进行设计，在保证设计质量的基础上，充分考虑人们对建筑结构设计提出的实际需求，进而为人们设计出更加舒适、美观的建筑空间。
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