（广西天艺建筑设计有限责任公司，广西 南宁 530022）
摘要：近年来，在建筑结构设计中，由于剪力墙结构具有抗侧刚度大，能有效的减少侧移，且具有较好的抗震性能等优点。被广泛应用于多层和高层钢筋混凝土建筑中。本文作者针对剪力墙结构的平面布置、墙肢截面厚度、剪力墙约束边缘构件和连梁的设计问题进行了分析。
关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计
一、墙肢的分类和结构布置
1.1墙肢的分类
剪力墙根据墙肢的高厚比分为一般剪力墙和短肢剪力墙。一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙，短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙。剪力墙根据墙面开洞大小的情况，还可分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。当剪力墙的墙肢截面高度hw与厚度bw之比小于5时均称为小墙肢。其中，当hw／bw不大于4时，宜按框架柱进行截面设计，轴压比、剪压比和箍筋体积率按相应抗震等级框架柱。
1.2剪力墙的结构布置
多高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。特别是在抗震设防区，应避免单向布置剪力墙，并宜使两个方向刚度接近。剪力墙平面上分布要力求均匀，使其刚度中心和建筑物中心尽量接近，以减小扭转效应。必要时通过改变墙肢长度和连梁高度调整刚心位置。剪力墙抗侧刚度大，结构自振周期短，所受水平地震作用较大，对结构不利。可充分利用剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大的能力，尽量减薄纵横墙体的厚度，或采用“主次结构”，加大墙体的间距，减少墙体数量，以降低结构的抗侧移刚度，减轻结构重量，减少墙体的水平地震剪力和弯矩。剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大，而平面外刚度及承载力都相对很小。当剪力墙与平面外方向的梁连接时，会造成墙肢平面外弯矩。当梁高大于2倍墙厚时，梁端弯矩对墙平面外的安全不利，因此应采取措施，以保证剪力墙平面外的安全。对截面较小的楼面梁可设计为铰接或半刚接，减少墙肢平面外变矩.
二、剪力墙结构在建筑结构设计中的应用原则
2.1楼层之间最小剪力系数的调整
调整最小剪力系数原则是在剪力墙结构设计过程中需要坚持的原则，这种调整最小剪力系数的原则主要在建筑物的楼层之间实施。主要有以下两个方面：一方面，在对房屋的自身重量进行降低的基础上增强建筑物的抗震能力，需要在设计过程中使短肢剪力墙承受的第一振型底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%，同时对于短肢剪力墙的数量也要严格的控制。另一方面，在保证以上前提的基础上用大开间的处理方式对剪力墙进行处理，这样能够有效的增强剪力墙结构的侧向刚度，在这个过程中能够有效的控制建筑楼层之间的最小剪力系数，在保证建筑结构安全合理的基础上对于建筑工程的成本能够有效的降低。
2.2楼层层间最大位移与层高之比的调整
通常情况下，对楼层之间的扭转变形和剪切变形的处理是普通建筑施工设计过程中的主要内容，通常采用竖向构件的数量来控制建筑物的剪切变形。因此在这种因素的影响下剪力墙的剪重比例会由于竖向构件的数量过多出现偏大的现象。很多建筑楼层之间的扭转变形都是由于这种不合理的剪力墙结构设计所造成的，这种设计方式造成的变形程度是比较大的。因此，对于建筑物楼层之间发生位移的需求这种剪力墙结构也无法有效的满足。仅仅依靠竖向构件的刚度进行调整并不能很好的满足建筑物楼层的位移，我们在剪力墙结构设计的过程中还应该尽可能的将楼层之间的扭转变形减少，在这个过程中整楼层之间最大位移和楼层高之间比例的调整非常的重要。
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2.3剪力墙结构连梁超限的调整
对于剪力墙的跨高比小于2.5的剪力墙设计结构容易出现剪力和弯矩超过相应规定限度的现象，因此应当在遵循剪力墙结构的连梁跨高比大于2.5的原则的基础上来设计剪力墙结构，另外一方面对于剪力墙的连梁跨高比也不能过大，例如，5到6之间的剪力墙连梁跨高比在保证剪力墙连梁刚度不发生变化的前提下会导致剪力墙的剪力或者弯矩超出了规定的极限值，这样就容易导致剪力墙的结构异常，因此应当采取框架梁的方式处理连梁跨度比超过5的剪力墙结构。由以上研究可以看出，为了保证设计的整体质量，应当对剪力墙设计过程中的剪力墙连梁超限情况进行有效的调整，只有这样才能够有效的保证建筑工程资金投入的有效性。
三、建筑剪力墙结构设计的要求
1、平面结构布置
平面结构要具有良好的整体性，同时要做到简单、均匀对称、规则，对于长度、宽度比较大，或者不规则的平面结构，要设置合理的温度伸缩缝，从而有效地提高结构的整体性，为增强抗扭效果，要尽量沿着周边布置剪力墙，对于质量中心和结构刚度中心偏差比较大的结构，在地震作用下，受扭转力的影响会产生巨大的破坏，因此，在设计过程中要注意尽量将质量中心和结构刚度中心重合在一起。
2、垂直结构布置
由于垂直受力构件在转换过程中，会对建筑的垂直刚度造成影响，如果发生地震，这部分就会成为抗震的薄弱环节，因此，要对剪力墙转换层上下结构的刚度进行严格的控制。转换层的转换构件在传力过程中要尽量做到简单、直接，避免出现水平方向的多级转换和转换次梁的现象。由于剪力墙转换梁上一层墙体和中间支柱承载的垂直荷载比较大，因此，要尽量避免在这些部位设置门洞，同时要尽量加强转换层下部剪力墙的刚度。转换层会对上下传力构件的直接传力造成影响，因此，要将转换层上部的垂直抗侧力构件直接设置在转换层主结构上，防止出现多级转换的现象。
四、剪力墙结构的科学设计方法
1、加强基础方案的设计
基础方案是剪力墙结构设计的基础，非常关键和重要，相关设计者要想把好这一关就要积极深入实际、展开考察、调查和而研究，特别是要积极预防和处理可能会发生的质量问题。具体的考察项目应该包括工程所在地的地质条件、水文状况等等，同时要对设计技术标准、临近工程项目的布局状况等实行妥善、科学的规划，只有这样才能确保所设计出的基础方案能够积极发挥有效作用。相关设计工作者要本着不断修改、更新与完善的原则，在已制定设计的基础方案上进行完善，这样才能确保其质量。
2、完善承重构件的科学设计
在高质量的基础方案已经得到了优化设计和确定以后，相关设计者就需要根据有关的制度、指标以及规范等来加强对承重构件的优选，这样才能有效保证建筑主体结构质量，确保其稳定性、安全度。例如：要重点加强剪力墙承重构件的优化设计，集中把握剪力墙墙体自身的配筋率，根据我国当前制定并实施的一些指标中已经明确规定：通常的剪力墙抗震有三个等级，水平横向、竖直方向的配筋率至少要在0.25%以上，同以往对比起来，当前的配筋率安排水平得到了显著提高，甚至正在接近国际化水平，因此，要想确保剪力墙设计质量，相关设计者就需要重点把握基础方案设计，承重构件的设计等等，要在遵循国家相关规定标准的基础上注重一些科学指标以及工艺参数的正确选择与完美结合。
结束语
剪力墙结构在建筑工程中有十分广泛的应用，在进行剪力墙结构设计时，要根据建筑工程的实际情况，确保制定的剪力墙结构设计方案既符合设计质量标准，又能满足经济要求，从而为建筑工程的设计质量提供保障，有效地促进和谐和会的构建。
参考文献
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论文作者:杨鑫
论文发表刊物:《知识-力量》6中
论文发表时间:2018/10/14
标签：剪力墙论文; 结构论文; 刚度论文; 结构设计论文; 构件论文; 建筑论文; 楼层论文; 《知识-力量》6中论文;