建筑设计中剪力墙结构设计研究
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【摘 要】現阶段，随着社会的飞速发展，科学技术的发展也有了很大的提高。社会经济的进步，促进了高层建筑行业的发展。高层建筑物数量的攀升是肉眼可见的，这也同样是人们追求生活质量的体现。钢筋混凝土剪力墙的抗侧刚度大，整体性好，经济指标也良好。因此在居民房屋的建造设计中应用较为广泛。想要铺设优质的剪力墙，就应当对剪力墙的基本构造要求和设计原则进行了解。本文就剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用展开讨论和分析。
【关键词】建筑设计；剪力墙；结构设计研究
现今，高层建筑建设应用逐步成为现代建筑建设发展的主要方向，为更好地适应建筑市场发展环境，提高高层建筑质量，做好建筑设计结构分析研究尤为必要，尤其是针对剪力墙结构的设计探究，是解决现代高层建筑设计结构稳定性及安全性等有关问题的有效途径。
一、建筑工程的剪力墙结构
1.剪力墙结构的含义
建筑工程中的剪力墙结构属于一种重要的承重结构。建筑物在设置墙体的时候，能够有效地抵消所存在的水平作用力，并且剪力墙能有效地分割开建筑空间。在建筑结构里面能承受竖向荷载、风荷载以及水平地震的主要受力构件指的就是剪力墙结构。对建筑工程来说，通过使用剪力墙能够显著降低由于荷载以及地震所产生的安全隐患，这样可以使建筑质量得到更加可靠的保障，并且可以使人身财产安全得到保障。在进行建筑设计的时候剪力墙结构的承受力以及结构形状和形状板所存在的差异不大，并且剪力墙的受力情况和柱子的受力情况也没有较大的差异，不过还是有一份的结构存在差异。
2.剪力墙结构种类
由于剪力墙的受力特点以及变形状态存在一定的差异，因此在剪力墙上进行开洞候也会产生一定的差异。通过对开洞的研究，能够将剪力墙进行分类，其中包括：整体墙、壁式框架、联肢墙型剪力墙等，其中这样几种剪力墙的特点有：（1）整体型剪力墙。所谓的整体剪力墙指的就是没有洞口或是有固定的洞口数量的剪力墙，不过整体剪力墙在进行开洞时，洞口的面积需控制在墙体面积的15%内，并且洞孔长边尺寸需小于洞口的净距和洞口到墙体边缘的净距，在这个时期洞口所造成的影响可以不用考虑。整体剪力墙由于受到了水平荷载力，所以能当作整体的截面悬臂构件，接着就是需要按照有关的公式来计算悬臂梁的内力以及变形情况，确保剪力墙有着一定的承载力，并且需要防止因为水平荷载力进而产生反弯的情况。（2）壁式框架剪力墙。壁式框架剪力墙里的开洞尺寸是较大的，墙肢以及连梁是较明显的，并且墙肢较宽，并且连梁高度较高，墙肢以及连梁相连的部分比较容易产生节点区，并且节点区的尺寸较大，进而产生一定的刚性部分。壁式框架剪力墙由于受到了水平荷载力，所以因剪切变形所造成的影响以及梁柱节点处的刚性部分可以被忽略掉。接着就是能够选择D值法来研究内力的情况，在进行研究的过程中需要预先改正反弯点的高度以及正壁柱的D值，如此可以得到更加准确的值。（3）联肢墙型剪力墙。所谓的联肢剪力墙指的就是洞口成列布置的墙体，联肢剪力墙中的墙肢以及连梁的形成是比较明显的，并且墙壁里面的洞口所呈现的分布形式就是直线分布。由于受到了水平荷载力，所以在墙体上面会出现弯曲变形的情况，并且墙肢会因为受到水平荷载力的影响进而弯曲变形的情况，由于在弯矩图处因为有着较高的稳定性，所以不会因为存在水平作用力进而出现变形的情况。
二、剪力墙结构设计原则
1.位置选定原则
剪力墙一般是要遵守一定的原则来选取位置的，首先是要均匀分布在建筑的纵横两侧，然后再在一些类似于屋顶或者其他形状曲折多变的地方，在设计时就减少剪力墙的分布；在水平布置中要尽量遵循对称原则，如果实在无法对称，那就尽可能让中心接近；在剪力墙上开洞时要切记要把洞开在中部，避开墙根等地方，防止安全性降低。
2.间距和厚度设置原则
剪力墙有一个最大间距范围，其最大间距都要在这个范围当中，才能在保证了屋顶的侧面刚度一定时，楼盖平面在水平受力过大的情况下不容易弯曲变形；厚度的取值则要通过各种指标原则计算确定，这与抗震等级下的混凝土厚度比是不同的原则，同时还要满足剪力墙的稳定性原则和结构性原则，最后就是要遵循《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）中的一些强制性要求来确定厚度。
3.墙肢长度确定原则
一般来说，墙肢长度的确定要是情况而定的，但大多数是≤8m的，因为这样子太长，容易折断比较危险，当然肢长也不能太短。有一个确认方法就是把肢长长度确定为厚度的8倍多，而且剪力墙整体长度也应≤4m。如果确实需要设计较长的墙体，那么可以使用在墙上开洞的方法使墙体增长，只要比值>2，所开的洞尺寸合适那么墙体就不容易被破坏，也达到了目的。
三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的具体应用分析
1.加强剪力墙结构位置确定工作
相关人员要想将剪力墙结构顺利应用到建筑结构设计中，就需要加强剪力墙结构位置确定工作，在进行剪力墙结构位置确定时遵循＂均匀对称性＂原则，让剪力墙面结构的质量中心与刚度中心可以顺利重合，减少误差。与此同时，相关人员在确定剪力墙位置时还需要保证剪力墙肢截面规矩、简单，满足建筑工程美观性需求。
2.剪力墙结构应用中加强大墙肢处理工作
在我国社会经济快速发展的背景下，城市居民在剪力墙结构应用过程中更加注重剪力墙延伸性需求，在此种情况下，相关人员在建筑结构设计中使用剪力墙结构设计就需要加强大墙肢处理工作，具体可以从以下几个方面展开：①相关人员在剪力墙结构设计时，需要对墙体长度较长的剪力进行针对性设计，满足其承载力要求，在此基础上再进行分层间隔设计，将其分割成均匀、独立的各个部分，提升建筑结构承载能力。②相关人员进行大墙肢处理工作时，还需要根据墙段长度调整期受弯产生的裂缝宽度，保证剪力墙的大墙肢可以充分发挥墙体配筋的支撑作用，满足建筑结构的整体需求。③相关人员在剪力墙结构设计过程中需要展开工洞设计工作，在施工时墙上留洞，并精确计算出每一混凝土墙面的钢筋能力，然后再进行施工，完工时砌填填充墙，把长墙肢分成短墙肢，保证剪力墙结构的大墙肢处理工作质量。
3.剪力墙结构钢筋配置
剪力墙结构钢筋配置设计首先要综合剪力墙主体墙面厚度数据。如墙体实际厚度小于14厘米，则才钢筋配置方面应选用双排筋设计方案，若墙体厚度达到40厘米以上，则要采用三排布局方面，通常70厘米以上的剪力墙墙体设计，需采用四排钢筋配置设计，以免钢筋配置平衡强度不足，导致剪力墙受力失衡，从而使后续阶段剪力墙墙面出现列横及内部钢筋弯曲问题。不同的建筑抗震等级设计，所选用的钢筋配置方案不尽相同，尤其要注重对剪力墙竖向及水平钢筋布置配筋率的控制，实际数值要达到0.2%左右，钢筋直径需要在保障剪力墙基础承载力的基础上，尽可能的选择大直径钢筋材料。例如在钢筋配置方面，选用8毫米直径钢筋，实际间距控制要大于30厘米，避免钢筋结构间的互相干扰，针对抗震部位设计钢筋配筋率应达到0.3%-0.4%阶段，必要时可根据实际情况进行增加。
四、结语
建筑结构设计工作具有系统性的特点，在实际设计过程中，要以建筑的安全性为主，给予人员以安全保证。严格按照国家规定进行设计，认识到建筑结构安全设计的重要性，分析建筑结构安全性的主要影响因素，从结构设计安全性的现状出发，提高我国建筑工程的安全性。
【参考文献】
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