新疆奎屯833200
摘要：目前，剪力墙结构设计在国内并没有相关规范条例，设计者应用在建筑结构设计中时参照实践经验和建筑实际要求来设计。剪力墙结构能够更好地适应建筑的发展需求，是建筑结构设计中常见的一种结构，设计得当不仅能减少建筑施工时间，以其抗侧刚度大等优势还能增加建筑使用年限，在建筑结构设计中占据着重要的地位。虽然剪力墙结构应用广泛，但是并不是所有建筑都适用，设计者应结合实际情况综合考虑，根据可靠分析来设计剪力墙结构，才能最大限度发挥其作用。
关键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；具体应用
1剪力墙结构概述
1.1剪力墙结构简介
剪力墙结构是影响建筑物整体性能的关键因素，建筑企业应认识到优化其设计效果的重要性与必要性。剪力墙结构是用来承担风荷载与水平荷载的墙体，具有良好的强度与刚度，能够在地震发生时瞬间吸收地震能量，避免墙体被破坏。剪力墙又称为抗风墙、抗震墙或结构墙，是建筑物的重要承重墙。剪力墙结构的应用提升了建筑整体结构的可靠性与稳定性，能够避免破坏建筑结构。一般来说，混合结构、框架结构及框筒结构等是传统建筑施工中的常用方法，随着科学技术的不断发展，建筑行业融入了很多新元素，剪力墙结构以其抗侧刚度大、用钢量小、抗震能力强的优势迅速在建筑行业普及，已经成为应用最广泛的新型结构。钢筋混凝土是剪力墙结构施工中的主要材料，能够承受墙体来自竖向与横向两方面的压力，具有良好的经济效益与社会效益。
1.2剪力墙特征及种类
剪力墙结构的安全性与可靠性较高，能够为人们的生命财产安全保驾护航。剪力墙结构的抗压能力强、刚度大、侧移小，能有效应对各方应力，同时提高了墙面的平整度与美观性，能够满足人们对生活质量的要求。正如硬币具有两面，剪力墙结构也存在一定缺陷，施工难度大，且工序繁琐，需要优化资源配置才能保障施工质量。在实际施工中，剪力墙结构种类繁多，有效提高了房屋建筑的质量与性能，其主要结构包括以下几类。其一是实体型，该类剪力墙结构的开洞面积较小，不存在反弯点，弯矩图较为稳定。其二是小开口型，由于开洞面积较大，弯矩图极易在连梁处突变，但同样不易发生反弯点。其三是多肢型或双肢型，该类剪力墙结构与小开口型类似，墙体开口较大。值得注意的是，不同种类剪力墙的自身特点与适用范围存在差异，设计人员应综合考虑各方因素后再进行选择。
2剪力墙结构在高层住宅建筑中的应用
2.1剪力墙墙肢平面布置
墙肢平面布置时应遵循平面规则、传力明确的原则，剪力墙布置应使得结构质量中心和刚度中心能够位置接近，减小楼层位移比。剪力墙应沿着两个主轴的方向双向布置剪力墙，且二者刚度差别不宜过大；在建筑物抗震设计过程中，应避免出现单向墙的设计形式，确保形成双向抗侧力体系，发挥剪力墙结构良好的空间工作性能。剪力墙布置时，各片剪力墙应尽量对齐设置，形成明确的抗水平力体系，从而更好地发挥各墙肢的作用。合理的墙肢布置可以使得结构传力合理，且实现较好的经济性。
2.2剪力墙墙肢长度及厚度的设计
剪力墙墙肢长度及厚度的确定是剪力墙结构设计的重点内容之一：①剪力墙墙肢长度的确定。墙肢的长度的合理与否影响着剪力墙结构的承载力及经济性。剪力墙不宜过长，过长剪力墙容易形成延性较差的剪切破坏，且单片剪力墙刚度太大后会吸收更多的水平作用。墙肢长度宜控制在8米以下的范围，且各段墙肢总高度/长度宜大于3，这样各片剪力墙在水平地震作用下容易形成延性较好的弯曲破坏模式，同时可以避免弯曲开裂后产生宽度太大的裂缝。同样剪力墙长度不宜太短，若剪力墙厚度不大于300mm且长度与厚度之比介于4～8之间时，会形成短肢剪力墙，由于短肢剪力墙沿建筑高度会在某些楼层出现反弯点，受力特点更接近于异形柱，短肢墙承受较大的水平力及轴力，受力性能不利，因此宜尽量避免短墙。以6度区100米左右高层住宅为例，从住宅功能需求及结构受力需求考虑剪力墙墙肢长度控制在2～3米为宜。②剪力墙厚度的确定。与框架柱不同，剪力墙墙肢两个方向尺寸差别大，剪力墙墙肢厚度的合理与否影响墙肢平面外的稳定性及刚度。除了最小厚度基本构造要求外，剪力墙厚由轴压比及墙体稳定性控制。影响轴压比的主要因素有：抗震等级、墙肢长度、上部荷载、混凝土强度等级；影响稳定性的因素主要有：墙肢长度、上部荷载、混凝土强度等级、墙肢支承条件、层高，其中层高及墙肢墙肢支承条件对稳定性影响较大，因此在层高较大时宜尽量设置T形、L形、槽形及工字形等有翼缘剪力墙。以6度区100米左右高层住宅为例，层高3米时剪力墙厚度由轴压比控制，以200mm为宜；底部楼层层高较大时，剪力墙厚度会由稳定性起控制作用，根据需要适当加厚至250～300mm。
2.3剪力墙水平、竖向钢筋设计
剪力墙水平、竖向钢筋设计包括计算分析及构造规定两部分。剪力墙墙肢计算分析主要包括偏心受压墙肢正截面受压承载力计算、偏心受拉墙肢正截面受拉承载力计算、偏心受压墙肢斜截面受剪承载力计算、偏心受拉墙肢斜截面受剪承载力计算以等内容，通过上述计算确定剪力墙受力需要的水平及竖向钢筋需求。为避免剪力墙出现受弯裂缝后马上达到极限承载能力及受剪裂缝出现后发生脆性剪切破坏，规范对剪力墙水平、竖向钢筋的最小配筋率进行了相应规定：一二三级剪力墙最小水平及竖向配筋率不小于0.25%，四级剪力墙不小于0.20%。对于受温度应力影响较大的顶层剪力墙及长矩形平面的端部等剪力墙提高其水平及竖向配筋率至0.25%，从而可以减少温度应力产生的不利影响。此外对于长剪力墙及高标号混凝土剪力墙，由于在混凝土凝固过程中容易造成剪力墙开裂，设计此类剪力墙时宜采用细而密的钢筋，同时适当提高该剪力墙分布钢筋的配筋率。
2.4剪力墙连梁设计
连梁作为剪力墙结构十分重要的构件也是设计的重点。与框架梁不同，通常情况下连梁跨高比较小，因此竖向荷载产生的内力较小，而水平作用下会产生较大的内力，据此计算的连梁反弯点会在跨中附近，两端弯矩接近，全截面剪力基本相同，考虑水平作用反复发生时，连梁上下纵筋计算面积接近，因此通常连梁上下纵筋配筋相同，箍筋全跨相同配置。连梁是剪力墙结构中最早破坏的耗能构件，为实现其耗能的作用，连梁需要设计成延性好的弯曲破坏模式，避免发生脆性剪切破坏。跨高比=L/（2h0）=M/（Vh0），也就是说跨高比越大弯矩与剪力之比就越大，更容易发生弯曲破坏模式，因此对于跨高比较大的连梁，破坏模式更接近框架梁，通过常规设计就可以达到预期效果，而对于跨高比较小（≤2.5）的连梁，更容易发生剪切破坏，对此类连梁抗剪要求加强。为实现小跨高比连梁延性能力达到剪力墙结构对连梁的延性需求，需要改变配筋方式，应根据宽度、适应条件等要求设置斜向交叉钢筋、集中对角斜筋或对角暗撑筋[2]。
结束语：
合理使用剪力墙结构这种结构形式能够使建筑结构的稳定性和安全性得到保障，同时可以减少工程项目的成本投入，有效地增加建设单位的施工效益。同时鉴于这种设计方式的设计特性，可以充分地发挥出建筑功能性需求对空间的要求，因此我们应当合理的利用这种设计优势带动整个行业的发展。
参考文献：
[1]何正权.建筑项目剪力墙结构设计应用研究论述[J].甘肃科技纵横，2017，46（09）：51-52，74.
[2]赵文觉.建筑结构设计中剪力墙设计的解析[J].建材与装饰，2016，（26）：131-132.
[3]钱志华.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的实践应用探究[J].智能城市，2016，2（10）：24.