论剪力墙在建筑结构中的应用
王晓羽
摘 要：在我国现有建筑中，剪力墙结构是一种被普遍采用的结构形式。剪力墙具有良好的整体性、抗震性和耐久性，且具有良好的耗能能力和延性。本文重点针对剪力墙结构的设计展开了分析和研究，提出了剪力墙结构设计工作要点，以期不断提高剪力墙结构的设计质量。
关键词：剪力墙;结构设计;建筑结构
文章编号：2095-4085（2020）05-0039-02
在建筑设计的方案阶段，结构工程师、设备工程师应提前参与，根据建筑物的功能特点，初步确定剪力墙的布置位置。后续设计中，通过进一步计算，合理调整剪力墙的布置，使结构平面刚度均匀分布，竖向刚度均匀变化，既能提高结构的整体抗震性能，又能充分实现建筑使用功能最大化。同时，由于剪力墙自身具有刚性防水的特点，有利于建筑物的防水抗渗性能的提高;此外，钢筋混凝土剪力墙具有优异的耐久性能，可有效延长建筑物的使用寿命。因此，合理设置剪力墙，对结构的建筑功能和抗震性能都有着至关重要的影响。
1 剪力墙结构设计
1.1 剪力墙结构的特点
剪力墙结构以钢筋混凝土墙作为主要的抗侧力构件，具有良好的整体性和抗震性，同时具有较好的延性。现阶段，我国很多高层建筑采用剪力墙结构，有效提高了建筑物的整体安全性和抗震性，同时也为高层建筑提供出了良好的支撑效果，保证建筑物的结构安全。通过剪力墙结构的设计，还可以省去建筑部分横梁结构，提高了建筑体整体使用工作效果，有效降低了楼层的高度[1]。
1.2 剪力墙结构存在弊端
剪力墙结构具有诸多优势，但是也存在一定的问题。现行《高层建筑混凝土结构技术规程》对剪力墙的布置间距有明确的规定，因此建筑剪力墙结构不适合在一些需要较大使用空间的建筑中应用，并且剪力墙的设计灵活性相对较低。除此之外，剪力墙结构中的剪力墙是主要承重构件，不允许进行后期的改动或者是拆除，这样会造成无法满足居民的一些空间个性化要求。再者，剪力墙结构中使用大量的钢筋混凝土，导致结构自重较大，不利于结构的整体抗震。
1.3 剪力墙结构设计原则
剪力墙布置应符合下列规定。
1）平面布置宜简单、规则，宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置，两个方向的侧向刚度不宜相差过大。抗震设计时，不应采用仅单向有墙的结构布置。
2）宜自下到上连续布置，避免刚度突变。
3）门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁;宜避免造成墙肢宽度相差悬殊的洞口设置;抗震设计时，一、二、三级剪力墙的底部加强部位不宜采用上下洞口不对齐的错洞墙，全高均不宜采用洞口局部重叠的叠合错洞墙。同时，剪力墙不宜过长，较长剪力墙宜设置跨高比较大的连梁将其分成长度较均匀的若干墙段，各墙段的高度与墙段长度之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8m。
除此之外，在剪力墙结构的设计工作中，需要充分做好相應的防护措施，有效保证剪力墙的整体结构稳定性。要有效把握好建筑层与层间之间的弯曲程度，这样才可以有效提高建筑体的整体结构稳定性[2]。
2 剪力墙结构在建筑结构设计过程中的具体应用
2.1 合理确定剪力墙的布置位置
剪力墙结构是高层建筑结构中普遍应用的结构形式。由于剪力墙结构自身存在的一些弊端，致使剪力墙结构具有一定的局限性。因此合理布置剪力墙至关重要。
相关设计人员在剪力墙结构设计的方案阶段，就必须要对整个建筑结构设计进行合理的统筹规划，并且要考虑到自然环境对建筑的影响，比如风荷载，地震作用，温度应力等。根据建筑物所在地区的抗震设防烈度和基本风压，合理控制剪力墙的间距、结构的自振周期和变形。既要做到安全，又要充分满足建筑物的空间使用要求。同时，对于超出规范规定温度区段长度的结构，尚应采取减小温度应力影响的施工措施，比如，设置后浇带，分段施工并加强养护，或者增配抗裂温度钢筋等。
在建筑剪力墙的设计工作中还需要充分控制工程的成本，及时获取建筑设计相关信息，从中选择出性价比更高的材料来加以使用。同时还需要考虑到建筑体结构的整体平衡状况，保证建筑剪力墙结构的高度和宽度符合建筑工程的稳定性标准，尽可能实现建筑对称性结构，保证建筑结构的稳定性，也提高了建筑的外观美观性[3]。
2.2 科学处理剪力墙长墙肢问题
剪力墙结构应具有延性，细高的剪力墙（高宽比大于3）容易设计成具有延性的弯曲破坏剪力墙。长的剪力墙具有较好的抗侧刚度，但当墙的长度（即墙段截面高度）很长时，受弯后产生的裂缝宽度会较大，墙体的配筋容易被拉断，因此墙段的长度不宜过大，一般不宜大于8m。
对于超过8m的长墙，可通过开设洞口将长墙分成长度较小的墙段，使每个墙段成为高宽比大于3的独立墙肢或联肢墙，分段宜较均匀。用以分割墙段的洞口上可设置跨高比不小于6的弱连梁。
2.3 墙体配筋方式
剪力墙作为主要抗侧力构件，其配筋首先要满足现行国家规范的最低要求。同时，通过调整墙体的布局，减少结构的应力集中，避免应结构的不合理布置引起局部墙肢配筋很大，造成浪费。同时，应采用高强钢筋，对于满足规范要求的墙身水平钢筋，可作为剪力墙边缘构件的箍筋使用。
总之，通过合理的布置和精心设计，有效提高墙体结构的安全性和整体性，保证剪力墙结构不会在外力的作用下产生过大变形或损坏，同时还可以有效提高剪力墙结构的整体抗震效果，对提高建筑结构的整体稳定性有着重要的作用。除此之外，剪力墙结构的配筋率也直接影响到了整个工程的施工成本，对工程施工项目的经济效益产生了一定的影响[4]。
3 结 语
综上所述，剪力墙结构设计工作是建筑结构设计工作中非常重要的环节，相关设计人员需要对建筑剪力墙结构的各个环节设计要点加以充分的关注，并且依照工程的实际设计情况对剪力墙结构进行合理的调整，对特殊的剪力墙结构提出相应的施工要求和防护措施，有效发挥出建筑剪力墙结构的性能。
参考文献：
[1]关志荣.剪力墙结构概念设计在建筑结构设计中的运用[J].黑龙江科学，2020，11（2）：70-71.
[2]李奇.高层及多层民宅建筑设计中剪力墙的结构设计建议[J].中国标准化，2019，（22）：61-62.
[3]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.
[4]潘杨.剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析[J].门窗，2019，（21）：158.
