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【摘 要】 在我国建筑事业的不断发展中，为了满足人们对所居住房屋的更高要求，我们在保证其建筑物结构安全的重要前提下，还需要在建筑物的设计层面不断地思考与追求，建筑结构设计中剪力墙结构的应用极为广泛，其特点具有承受风荷载的能力，还具备在其地震作用中引起的水平荷载时，为建筑物起着支撑的主要作用，为提高建筑工程建设质量起着关键的作用。
【关键词】 建筑结构；剪力墙结构；应用；设计
前言
剪力墙其结构具有抗侧刚度大和侧移小，以及抗震性能好的特点，在建筑结构设计的很多方面，都得到了广泛的运用，尤其是在高层建筑的结构设计方面。同时，在建筑结构设计中，因建筑形式及要求的不同，对剪力墙的使用类型、布置位置，以及尺寸大小的要求，也不尽相同，当前许多施工方面还没有明确规定出如何进行正确的施工，因此在设计和构造的过程中，设计人员除了要根据自身经验做参考以外，还要遵循一定的构造建筑原则。本文根据对剪力墙结构和类型的概述，对其在整个建筑结构设计中的应用加以分析，以便建筑结构得到完善和优化，使建筑行业更好的发展提高建筑施工的质量保证居民的人身安全。
一、剪力墙结构设计遵循的基本原则
剪力墙又被称为抗风墙、抗震墙、结构墙，既能够承担水平构件传来的竖向荷载，又能够承担风力或地震作用传来的水平地震作用，可以节约层高，空间利用比较好。剪力墙结构主要分为： 实体墙或者整截面剪力墙整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙和壁式框架等，每一种剪力墙结构都有不同的形式和作用。由于剪力墙平面外承载力和刚度很小，而平面内承载力和刚度则相对较大，要尽量避免平面外的搭接，因為在梁与剪力墙进行连接时，会产生平面外弯矩的现象，使剪力墙平面外的安全性受到威胁。在剪力墙结构设计中，连梁跨高高度不适宜，会出现弯矩，剪力也会超过规定的限值，对工程造价产生重大的影响。剪力墙的布置主要是双向和多向的，应该从整体出发，贯穿整个建筑物，在较长的剪力墙设计过程中，要将剪力墙平均分成若干段，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于 3米，墙段长度不宜大于8米，充分地发挥墙体配筋的作用。采用增加与沿梁轴线垂直的墙肢或者壁柱，减少弯矩对墙体的影响，控制剪力墙的平面外弯矩，把剪力墙拉通对直，避免叠合错洞墙和错洞剪力墙的出现，避免小墙肢在洞口与墙边的出现，增强抗震的能力。
二、剪力墙在建筑结构设计中的应用
1、剪力墙的平面布置
在其平面布置中，应尽可能的依据对称和均匀的原则，尽量使墙面结构本身的刚度和质量中心完全重合进行布局，从而达到较少扭矩的效果。而对内外剪力墙来说，应尽量拉通和对直。在抗震设计要求情况下，剪力墙应避免仅采用单向有墙的布置形式。另外，还应控制剪力墙的抗侧力刚度，在没有增加剪力墙利用空间与承载能力时，还应注意剪力墙的间距不应过密。
2、约束边缘构件处理
剪力墙的边缘构件大体上分为两种：无约束边缘和有约束边缘的构件。无约束边缘构件的矩形截面剪力墙在承载力和极限层间位移角和对地震能量的消耗等诸多方面都有所下降，构造边缘构件和约束边缘构件是十分有必要的。两者相比较，无约束边缘矩形截面的极限承载力大约会降低40%，极限楼层位移角将减少一倍，对地震能量的消耗也会有所减少，同时会对墙板的稳定造成影响。由此可见，在构件设计选择时，应严格根据不同级别和类型的剪力墙的相关轴压比，进行分析从而选取相应的边缘构件。
3、剪力墙墙身钢筋分析
国家相关的规定指出，剪力墙配筋的分布率不得低于0.25%，一些带有短肢或简体的剪力墙结构的混凝土墙，也应该保持在一定范围之内。
三、剪力墙结构的优化措施
（一）一般优化设计措施
对建筑结构进行优化设计能够在保证安全性的前提下，有效降低工程成本。剪力墙结构的设计主要可分为剪力墙结构设计和计算方面的优化，在进行结优化设计时，不仅要注重设计方面，也要把计算列为其中重要的部分。
1、剪力墙结构设计优化
在剪力墙结构设计过程中，应当注重抗震的作用，尽量避免单向布置，按照双向布置的原则，使受力方向的抗侧刚度逐渐接近，形成一个良好的空间结构。利用空间的充足性，减轻结构的重量。剪力墙的门窗洞口要成列布置，墙肢截面简单，与连梁分布规则，当出现错洞或者叠合错洞的情况下，腔内的配筋要形成框架的形式。由于剪力墙结构的抗侧刚度受布置结构影响较大，如果出现突变的情况，对抗震非常不利，在对剪力墙进行结构设计时，要坚持从上到下连续布置的原则，改变墙体的厚度和混凝土的强度等级，减小侧向沿高的高度； 站在多种角度，从多方面出发，进行结构分析，注重和考虑抗震等级平均轴压比带来的影响及其稳定性的相关要求。
2、剪力墙结构计算优化
在剪力墙结构计算方面进行优化时，应当遵循楼层最小剪力系数的调整原则与连梁超出限值的调整原则，以及楼层最大位移和层高之比的调整原则"结构扭转为主的第一自振周期和以平动为主的第一自振周期之间的比例调整原则，使计算结果无限地接近规范值。
（二）具体的优化设计措施
1、主体结构结构的抗侧刚度
建筑单位的建筑面积，其结构材料的用量中，房屋层数和用于承担的重力荷载的结构材料用量，与之成正比例，而用于抵抗侧力结构材料的数量，是以建筑层数的二次方的关系来急剧增加，因此，参考传统工程的设计经验，高层建筑的各项计算指标，是不是能够通过规范要求，抗侧刚度在其中起着决定性作用。所以建筑结构的抗侧刚度的计算确定，在高层建筑结构的设计中，是十分重要的。它是整个建筑结构设计工作中，最重要的基础核心，优化剪力墙抗侧刚度的常用措施，一般为改变剪力墙的截面尺寸，以及调整剪力墙的混凝土强度等，在建筑高度和及竖向荷载已知的情况下，剪力墙高宽比相对较大，而剪切变形的影响又比较小时，可取剪力墙的弯曲刚度作为设计变量，建立剪力墙抗侧刚度优化的科学模型，从而优化设计。
2、地震作用
当前部分高层建筑的抗震作用的计算方法，主要有振型分解反应谱法与底部剪力法两种，前者被普遍用来设计高层建筑的抗震性能，后者是在高层建筑的结构抗震设计时，简化计算拟静力计算水平电算求解的一种方法，该方法方便运算，但是造成的数据误差较大，会造成结构刚度"质量沿竖向变化较大甚至结构明显不对称。但此方法被运用于抗侧刚度优化分析时，可以简化计算步骤，得出最佳抗侧刚度数据后，借助电子运算方法和振型分解反应谱法，使水平地震作用及其影响都能得出准确结果。
3、建筑结构轻型化
目前我国剪力墙结构体系为高层建筑，混凝土和钢材的强度等级一般不高，自重偏大。建筑结构轻型化后，能够节约其建筑材料，减少结构截面面积，有助于完善结构设计，利于墙面抗震性能。结构轻型化的相关措施：首先，一般选用合理的楼盖结构形式，合理的确定楼盖结构截面尺寸，有效的减轻高层建筑的总重量。其次，在满足其结构层间侧移和强度延性及顶点侧移的控制基础上，掌握好墙体的厚度。最后，可采用质量较轻但强度较高的建筑材料，在确保墙体的轻度之外，尽可能减少建筑的自重。
结束语
为满足我国建筑行业及其施工科技技术的完善，剪力墙结构设计已经得到了广泛应用，在实施建设施工过程中，我们还是应该依据其基本概念进行设计，重视和认真把握设计中应遵循的应用要求和调整原则，进一步的选取合理的剪力墙长度、宽度及厚度使设计得到最佳效果。在实际应用的过程中，相关设计人员与施工人员都要从全方位进行考虑，完善剪力墙的设计。
参考文献：
[1]陈威宇. 建筑结构设计中剪力墙结构的应用及优化设计[J]. 科技创新与应用，2014，21：232.
[2]刘强. 浅析建筑结构设计中剪力墙结构的优化设计[J]. 江西建材，2014，19：44+48.
[3]秦莹. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 科技致富向导，2013，29：309.
[4]王海涛. 建筑结构设计中剪力墙结构的运用[J]. 门窗，2013，03：247.
【关键词】 建筑结构；剪力墙结构；应用；设计
前言
剪力墙其结构具有抗侧刚度大和侧移小，以及抗震性能好的特点，在建筑结构设计的很多方面，都得到了广泛的运用，尤其是在高层建筑的结构设计方面。同时，在建筑结构设计中，因建筑形式及要求的不同，对剪力墙的使用类型、布置位置，以及尺寸大小的要求，也不尽相同，当前许多施工方面还没有明确规定出如何进行正确的施工，因此在设计和构造的过程中，设计人员除了要根据自身经验做参考以外，还要遵循一定的构造建筑原则。本文根据对剪力墙结构和类型的概述，对其在整个建筑结构设计中的应用加以分析，以便建筑结构得到完善和优化，使建筑行业更好的发展提高建筑施工的质量保证居民的人身安全。
一、剪力墙结构设计遵循的基本原则
剪力墙又被称为抗风墙、抗震墙、结构墙，既能够承担水平构件传来的竖向荷载，又能够承担风力或地震作用传来的水平地震作用，可以节约层高，空间利用比较好。剪力墙结构主要分为： 实体墙或者整截面剪力墙整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙和壁式框架等，每一种剪力墙结构都有不同的形式和作用。由于剪力墙平面外承载力和刚度很小，而平面内承载力和刚度则相对较大，要尽量避免平面外的搭接，因為在梁与剪力墙进行连接时，会产生平面外弯矩的现象，使剪力墙平面外的安全性受到威胁。在剪力墙结构设计中，连梁跨高高度不适宜，会出现弯矩，剪力也会超过规定的限值，对工程造价产生重大的影响。剪力墙的布置主要是双向和多向的，应该从整体出发，贯穿整个建筑物，在较长的剪力墙设计过程中，要将剪力墙平均分成若干段，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于 3米，墙段长度不宜大于8米，充分地发挥墙体配筋的作用。采用增加与沿梁轴线垂直的墙肢或者壁柱，减少弯矩对墙体的影响，控制剪力墙的平面外弯矩，把剪力墙拉通对直，避免叠合错洞墙和错洞剪力墙的出现，避免小墙肢在洞口与墙边的出现，增强抗震的能力。
二、剪力墙在建筑结构设计中的应用
1、剪力墙的平面布置
在其平面布置中，应尽可能的依据对称和均匀的原则，尽量使墙面结构本身的刚度和质量中心完全重合进行布局，从而达到较少扭矩的效果。而对内外剪力墙来说，应尽量拉通和对直。在抗震设计要求情况下，剪力墙应避免仅采用单向有墙的布置形式。另外，还应控制剪力墙的抗侧力刚度，在没有增加剪力墙利用空间与承载能力时，还应注意剪力墙的间距不应过密。
2、约束边缘构件处理
剪力墙的边缘构件大体上分为两种：无约束边缘和有约束边缘的构件。无约束边缘构件的矩形截面剪力墙在承载力和极限层间位移角和对地震能量的消耗等诸多方面都有所下降，构造边缘构件和约束边缘构件是十分有必要的。两者相比较，无约束边缘矩形截面的极限承载力大约会降低40%，极限楼层位移角将减少一倍，对地震能量的消耗也会有所减少，同时会对墙板的稳定造成影响。由此可见，在构件设计选择时，应严格根据不同级别和类型的剪力墙的相关轴压比，进行分析从而选取相应的边缘构件。
3、剪力墙墙身钢筋分析
国家相关的规定指出，剪力墙配筋的分布率不得低于0.25%，一些带有短肢或简体的剪力墙结构的混凝土墙，也应该保持在一定范围之内。
三、剪力墙结构的优化措施
（一）一般优化设计措施
对建筑结构进行优化设计能够在保证安全性的前提下，有效降低工程成本。剪力墙结构的设计主要可分为剪力墙结构设计和计算方面的优化，在进行结优化设计时，不仅要注重设计方面，也要把计算列为其中重要的部分。
1、剪力墙结构设计优化
在剪力墙结构设计过程中，应当注重抗震的作用，尽量避免单向布置，按照双向布置的原则，使受力方向的抗侧刚度逐渐接近，形成一个良好的空间结构。利用空间的充足性，减轻结构的重量。剪力墙的门窗洞口要成列布置，墙肢截面简单，与连梁分布规则，当出现错洞或者叠合错洞的情况下，腔内的配筋要形成框架的形式。由于剪力墙结构的抗侧刚度受布置结构影响较大，如果出现突变的情况，对抗震非常不利，在对剪力墙进行结构设计时，要坚持从上到下连续布置的原则，改变墙体的厚度和混凝土的强度等级，减小侧向沿高的高度； 站在多种角度，从多方面出发，进行结构分析，注重和考虑抗震等级平均轴压比带来的影响及其稳定性的相关要求。
2、剪力墙结构计算优化
在剪力墙结构计算方面进行优化时，应当遵循楼层最小剪力系数的调整原则与连梁超出限值的调整原则，以及楼层最大位移和层高之比的调整原则"结构扭转为主的第一自振周期和以平动为主的第一自振周期之间的比例调整原则，使计算结果无限地接近规范值。
（二）具体的优化设计措施
1、主体结构结构的抗侧刚度
建筑单位的建筑面积，其结构材料的用量中，房屋层数和用于承担的重力荷载的结构材料用量，与之成正比例，而用于抵抗侧力结构材料的数量，是以建筑层数的二次方的关系来急剧增加，因此，参考传统工程的设计经验，高层建筑的各项计算指标，是不是能够通过规范要求，抗侧刚度在其中起着决定性作用。所以建筑结构的抗侧刚度的计算确定，在高层建筑结构的设计中，是十分重要的。它是整个建筑结构设计工作中，最重要的基础核心，优化剪力墙抗侧刚度的常用措施，一般为改变剪力墙的截面尺寸，以及调整剪力墙的混凝土强度等，在建筑高度和及竖向荷载已知的情况下，剪力墙高宽比相对较大，而剪切变形的影响又比较小时，可取剪力墙的弯曲刚度作为设计变量，建立剪力墙抗侧刚度优化的科学模型，从而优化设计。
2、地震作用
当前部分高层建筑的抗震作用的计算方法，主要有振型分解反应谱法与底部剪力法两种，前者被普遍用来设计高层建筑的抗震性能，后者是在高层建筑的结构抗震设计时，简化计算拟静力计算水平电算求解的一种方法，该方法方便运算，但是造成的数据误差较大，会造成结构刚度"质量沿竖向变化较大甚至结构明显不对称。但此方法被运用于抗侧刚度优化分析时，可以简化计算步骤，得出最佳抗侧刚度数据后，借助电子运算方法和振型分解反应谱法，使水平地震作用及其影响都能得出准确结果。
3、建筑结构轻型化
目前我国剪力墙结构体系为高层建筑，混凝土和钢材的强度等级一般不高，自重偏大。建筑结构轻型化后，能够节约其建筑材料，减少结构截面面积，有助于完善结构设计，利于墙面抗震性能。结构轻型化的相关措施：首先，一般选用合理的楼盖结构形式，合理的确定楼盖结构截面尺寸，有效的减轻高层建筑的总重量。其次，在满足其结构层间侧移和强度延性及顶点侧移的控制基础上，掌握好墙体的厚度。最后，可采用质量较轻但强度较高的建筑材料，在确保墙体的轻度之外，尽可能减少建筑的自重。
结束语
为满足我国建筑行业及其施工科技技术的完善，剪力墙结构设计已经得到了广泛应用，在实施建设施工过程中，我们还是应该依据其基本概念进行设计，重视和认真把握设计中应遵循的应用要求和调整原则，进一步的选取合理的剪力墙长度、宽度及厚度使设计得到最佳效果。在实际应用的过程中，相关设计人员与施工人员都要从全方位进行考虑，完善剪力墙的设计。
参考文献：
[1]陈威宇. 建筑结构设计中剪力墙结构的应用及优化设计[J]. 科技创新与应用，2014，21：232.
[2]刘强. 浅析建筑结构设计中剪力墙结构的优化设计[J]. 江西建材，2014，19：44+48.
[3]秦莹. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 科技致富向导，2013，29：309.
[4]王海涛. 建筑结构设计中剪力墙结构的运用[J]. 门窗，2013，03：247.