谢佳萱，李庆怡
中南建筑设计院股份有限公司 湖北武汉 430061
摘要：剪力墙结构是目前建筑施工领域中非常普遍的一种结构设计方式，其能够有效提升整个建筑框架的稳定性与安全性，对建筑综合施工问题的影响非常显著。目前来看，剪力墙结构的应用技术已经相对成熟，剪力墙结构设计及施工研究也在不断增多。对此，为进一步提高建筑结构施工综合水平，简要分析建筑结构设计中剪力墙结构的运用，希望可以为建筑施工提供帮助。
关键词：结构设计；剪力墙结构；结构位置
中图分类号：TU398 文献标识码：A
1 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工民建工程来说，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。本文就重点对建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用加以说明，希望可改善建筑结构设计水平，丰富建筑实用性能。
2 剪力墙结构设计分类
（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）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，在这种叠加力不产生反弯点的情况下，小开口剪力墙形成。（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。（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。
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，如果是工民建工程，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 大墙肢的设计
在剪力墙结构设计与施工期间，相关人员都能够普遍意识到大墙肢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 剪力墙结构配筋优化
对工民建工程造价来说，合理控制剪力墙配筋具有重要意义。分析过往工民建工程结构设计，多数情况下剪力墙配筋均根据相关规范标准的最小配筋率进行配筋的构造，因此需要对墙体厚度进行控制，进而实现对剪力墙身钢筋用量的有效控制。在正式施工前选择合理、优质的材料十分重要，主要在于钢筋材料的选择，需要对其进行检查，保证其质量性能达标后方可进场投入使用。在选择剪力墙结构配筋时，需要确保材料符合工程测算及相关标准要求，水平钢筋需要设置在外侧，垂直钢筋需要设置在内侧，根据具体情况展开优化设计，进一步降低成本。
3.4 合理设计过渡层
过渡层的设计效果同样与剪力墙结构体系性能之间有着直接的关系，主要是由于工民建工程结构中非常重视结构抗震性这一性能，地震灾害发生的瞬时时间段内，地震作用力将对剪力墙产生巨大的冲击，而当过渡层剪力墙墙体受到部分荷载干扰时，势必面临承载力减小的趋势，对剪力墙结构性能的不利影响非常大。因此，高层民用建筑中的剪力墙结构设计中，应从整体的结构性能着手，对剪力墙的各个细节加以适当调整，使得各个结构参数都符合设计标准。设计人员在充分进行了相应的受力特点分析以后，才能够开展相应的结构计算，通过科学的过渡层布置，来起到地震能量的削弱作用。对于存在过渡层或者转换层的剪力墙结构，如底层框架剪力墙，因为过渡层或者转换层的剪力墙墙体在地震发生的过程中，需提供最大的抗倾覆力和抗剪切力，当处于垂直均匀荷载的情况下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体处于拉剪或者压剪应力状态下，一旦存在横向的荷载作用力，在过渡层或者转换层的设计中，应使得其横向承载力、抗裂性能同步减小。
4 结束语
综上所述，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。
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