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摘要：剪力墙本身的刚度较大，整体性也较好。剪力墙能够具有良好的抗震性能，同时它的价格成本也比较低廉，因而被广泛地应用于高层混凝土建筑中。在人们对建筑设计要求越来越高的背景下，加强剪力墙的应用，加强对剪力墙结构的研究具有重要意义。本文对剪力墙结构设计原则、难点以及其在建筑结构设计中的应用进行了探讨分析。
关键词：剪力墙结构设计;建筑结构;应用
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-01-193
引言：剪力墙结构，是一种剪力墙体，即其建筑墙肢的截面高度与其厚度的比值在5～8范围内;亦是用钢筋混凝土板代替昔日建筑物中承受水平和竖向方向荷载作用的墙体。剪力墙虽有侧移小、防震能力大、抗侧刚度大、承重力强、使室内墙面平整等优点，在高层建筑中得到广泛的使用，但是，高层建筑的墙体也不能完全只是用剪力墙，一方面是因为剪力墙造价高、施工程序复杂，另一方面则是过多的使用剪力墙会使建筑物的质量遭到损坏，从而影响建筑物的寿命。另外，在剪力墙结构设计过程中还要充分考虑其抗震能力，要准确把握好剪力墙墙体所承受的地震倾覆力矩与结构承受的地震力矩之间的比例关系。
一、剪力墙结构设计所遵循的基本原则
1.1调整连梁超限相关原则
在剪力墙结构设计中，一般来说，连梁的跨高比应该大于或等于2.5，而采用跨高比低于2.5的连梁，在设计过程中就容易造成剪力墙的弯矩现象，严重超出限值。在《高规》中对剪力墙的跨高比就有明确规定，对于跨高比高于或等于5 的连梁，在结构设计环节，要以框架梁为依据，不能随意折减其连梁的刚度。当跨高比处于5～6之间时，必须对连梁刚度进行折减，从而避免出现剪力超出限制或者连梁出现弯矩等现象。因此，在实际的建筑结构设计中，建筑企业必须合理利用该明文规定，不仅能够有效增强建筑物的安全性和可靠性，还能节约建筑成本，为建筑企业带来更多的经济效益和社会效益。
1.2避免剪力墙和平面外梁搭接
剪力墙结构有一个突出的特点就是其平面内刚度和承载力比较大，而平面外刚度和承载力相对较小。这样，如果剪力墙和平面外的梁相互连接，墙肢平面外就容易出现弯矩现象，而且，在平常的设计中，设计人员并不会对平面外承载力和刚度进行验算，因此，为了避免弯矩现象的发生，在结构设计时要尽量避免剪力墙与平面外的梁进行搭接，在无法避免的情况下也要严格按照相关规定采取相应的防范措施，保证剪力墙与平面外能够搭接安全。
1.3以主轴为中心，向四周延伸
在对剪力墙进行结构设计时，要以主轴方向作为中心，双向甚至多向的向四周延伸，尽可能的将各个方向的剪力墙相互连接在一起，在连接过程中还要避免这些剪力墙出现拉通对直现象;在对剪力墙的抗震性进行结构设计时，应该使两个方向的侧向刚度尽可能接近，而对墙肢进行结构设计时，在符合规定的基础上，操作要尽可能简单易行。对于高层建筑来说，在进行剪力墙的结构设计时，要以主轴方向作为中心，双向甚至多向的向四周延伸，尤其是在对墙肢的抗震性进行设计时，要尽量避免设计单方向有墙的模式，从而保证设计出的剪力墙能够具有安全、可靠的工作性能。当然，剪力墙的分布不是随意的，应保证数量相当和均匀。如果配置的剪力墙过多，会导致墙体得不到充分合理的利用，增大其抗侧力刚度，进而增大震力及自身的重力，影響剪力墙的正常工作;如果配置的剪力墙过少，由于数量不足会导致墙体的抗侧力刚度过小，同样会增加剪力墙的正常性能。
二、建筑结构设计中剪力墙结构设计的主要难点
剪力墙结构及框架剪力墙结构近些年来被广泛应用于高层建筑中，这种结构体系大幅度的提高了建筑允许的最大适用高度。由于剪力墙结构及框架剪力墙结构中的剪力墙部分在整个工程造价中的占比较大，同时施工技术也比较复杂，如果不能进行科学、合理的设计，将会造成工程成本的增加，同时如果剪力墙数量或者布置不合理，还可能影响建筑物的安全性和使用舒适性。在现代高层建筑的设计中，建筑物的抗震性能已经成为设计中的主要考虑因素。为了能够有较好的抗震性能，在结构设计时，应尽量使结构体系具有适宜的侧向刚度，平面布置宜简单、规则，且两个方向的侧向刚度不宜相差过大，以避免两向动力特性的过大差异。对于框架剪力墙结构，应合理控制剪力墙部分承受的地震倾覆力矩在结构总地震倾覆力矩中的占比，以及框架和剪力墙的剪力分摊比。在满足抗震要求的前提下，能有较好的经济性。
在应用剪力墙结构或者框架剪力墙结构进行设计时，应注意两种结构体系所适用的最大建筑高度。对于剪力墙墙肢的高度和厚度要求比较严格，应按照规范要求取值，并且特别注意对底部加强区的加强处理。在框架剪力墙结构中，在规定的水平力作用下，结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值不尽相同，结构性能也有较大的差别。在结构设计的时候，应依据倾覆力矩的比值确定该结构相应的适用高度和构造措施等。确定倾覆力矩比时，应按框架和剪力墙组成的结构进行实际输入和计算。并根据计算所得的框架和剪力墙的实际倾覆力矩比例，来确定框架部分和剪力墙部分各自的抗震等级。
三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的具体应用
3.1对大墙肢的处理
建筑结构设计中，剪力墙的结构首先要具有延展性，一些宽高比小于2 的剪力墙在设计过程中就会变成具有延性、易于弯曲破坏的剪力墙，从而避免剪力墙受到脆性剪切毁坏。当剪力墙的长度较长时，为了保证每个墙段的宽高比都能不小于2，可以对长墙进行开洞分割，使长墙被均匀的分为符合条件的独立墙段，这样形成的墙段比较小，受弯所能产生的裂缝的宽度也会比较小，这样就能保证墙体配筋发挥其良好的支撑作用。在剪力墙结构设计中，当出现一些长度超过8m的大墙肢时，在计算整个楼层的剪力时一般都是由这些大墙肢来承载这些力量，这样当发生强烈震动例如地震时，这些大墙肢最先受到破坏，那些较小的墙肢由于没有充足的配筋来支撑墙面，从而导致墙面受到全面的破坏。针对这种问题，在对剪力墙进行结构设计时，对一些长度大于8m的墙肢，根据实际情况开施工洞（即在具体的施工过程中，在剪力墙上留下洞，当施工结束后再将这些洞填充好，这样就能将大墙肢分成比较小的墙肢）和开计算洞（即在对剪力墙进行结构计算时设置计算洞，施工时仍然设置为混凝土墙，这样就能强化那些较小墙肢的配筋性能）。
3.2合理的平面布置
在对剪力墙进行结构设计时，应尽量沿着主轴方向或者其他方向展开双向或多向布置;在对剪力墙的平面进行布置时，应该严格按照均匀、对称的原则，尽可能的将墙面结构中的刚度中心和质量中心重合在一起，不管是内剪力墙还是外剪力墙都应该尽量的对直拉通，从而有效减少剪力墙的扭矩现象;在设计过程中抗侧力刚度不应该设计的太大。在对剪力墙进行结构设计时，为了使剪力墙的抗侧力刚度和承载能力得到充分发挥，增强剪力墙的空间利用率，剪力墙之间的距离不应太密，其设计结构的侧向刚度也应合适。
结束语
在当前社会发展中，剪力墙应用在不断增加，其在设计中的缺陷和问题将成为制约其发展的主要因素。在剪力墙布置中，洞口宜上下对齐使之受力明确，尽量避免出现错洞与叠合洞口，应采用科学技术手段进行计算分析。在设计和优化过程中，应从多个方向入手，提高设计质量，加强安全措施，确保建筑物安全。
参考文献
[1]齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计[J].黑龙江科技信息，2017（17）.
[2]赵西安等.高层建筑结构实用设计方法[M].上海：同济大学出版社，2017.
[3]辛雯等.剪力墙结构设计中若干问题探讨[J].城市建设理论研究，2018（21）.
关键词：剪力墙结构设计;建筑结构;应用
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-01-193
引言：剪力墙结构，是一种剪力墙体，即其建筑墙肢的截面高度与其厚度的比值在5～8范围内;亦是用钢筋混凝土板代替昔日建筑物中承受水平和竖向方向荷载作用的墙体。剪力墙虽有侧移小、防震能力大、抗侧刚度大、承重力强、使室内墙面平整等优点，在高层建筑中得到广泛的使用，但是，高层建筑的墙体也不能完全只是用剪力墙，一方面是因为剪力墙造价高、施工程序复杂，另一方面则是过多的使用剪力墙会使建筑物的质量遭到损坏，从而影响建筑物的寿命。另外，在剪力墙结构设计过程中还要充分考虑其抗震能力，要准确把握好剪力墙墙体所承受的地震倾覆力矩与结构承受的地震力矩之间的比例关系。
一、剪力墙结构设计所遵循的基本原则
1.1调整连梁超限相关原则
在剪力墙结构设计中，一般来说，连梁的跨高比应该大于或等于2.5，而采用跨高比低于2.5的连梁，在设计过程中就容易造成剪力墙的弯矩现象，严重超出限值。在《高规》中对剪力墙的跨高比就有明确规定，对于跨高比高于或等于5 的连梁，在结构设计环节，要以框架梁为依据，不能随意折减其连梁的刚度。当跨高比处于5～6之间时，必须对连梁刚度进行折减，从而避免出现剪力超出限制或者连梁出现弯矩等现象。因此，在实际的建筑结构设计中，建筑企业必须合理利用该明文规定，不仅能够有效增强建筑物的安全性和可靠性，还能节约建筑成本，为建筑企业带来更多的经济效益和社会效益。
1.2避免剪力墙和平面外梁搭接
剪力墙结构有一个突出的特点就是其平面内刚度和承载力比较大，而平面外刚度和承载力相对较小。这样，如果剪力墙和平面外的梁相互连接，墙肢平面外就容易出现弯矩现象，而且，在平常的设计中，设计人员并不会对平面外承载力和刚度进行验算，因此，为了避免弯矩现象的发生，在结构设计时要尽量避免剪力墙与平面外的梁进行搭接，在无法避免的情况下也要严格按照相关规定采取相应的防范措施，保证剪力墙与平面外能够搭接安全。
1.3以主轴为中心，向四周延伸
在对剪力墙进行结构设计时，要以主轴方向作为中心，双向甚至多向的向四周延伸，尽可能的将各个方向的剪力墙相互连接在一起，在连接过程中还要避免这些剪力墙出现拉通对直现象;在对剪力墙的抗震性进行结构设计时，应该使两个方向的侧向刚度尽可能接近，而对墙肢进行结构设计时，在符合规定的基础上，操作要尽可能简单易行。对于高层建筑来说，在进行剪力墙的结构设计时，要以主轴方向作为中心，双向甚至多向的向四周延伸，尤其是在对墙肢的抗震性进行设计时，要尽量避免设计单方向有墙的模式，从而保证设计出的剪力墙能够具有安全、可靠的工作性能。当然，剪力墙的分布不是随意的，应保证数量相当和均匀。如果配置的剪力墙过多，会导致墙体得不到充分合理的利用，增大其抗侧力刚度，进而增大震力及自身的重力，影響剪力墙的正常工作;如果配置的剪力墙过少，由于数量不足会导致墙体的抗侧力刚度过小，同样会增加剪力墙的正常性能。
二、建筑结构设计中剪力墙结构设计的主要难点
剪力墙结构及框架剪力墙结构近些年来被广泛应用于高层建筑中，这种结构体系大幅度的提高了建筑允许的最大适用高度。由于剪力墙结构及框架剪力墙结构中的剪力墙部分在整个工程造价中的占比较大，同时施工技术也比较复杂，如果不能进行科学、合理的设计，将会造成工程成本的增加，同时如果剪力墙数量或者布置不合理，还可能影响建筑物的安全性和使用舒适性。在现代高层建筑的设计中，建筑物的抗震性能已经成为设计中的主要考虑因素。为了能够有较好的抗震性能，在结构设计时，应尽量使结构体系具有适宜的侧向刚度，平面布置宜简单、规则，且两个方向的侧向刚度不宜相差过大，以避免两向动力特性的过大差异。对于框架剪力墙结构，应合理控制剪力墙部分承受的地震倾覆力矩在结构总地震倾覆力矩中的占比，以及框架和剪力墙的剪力分摊比。在满足抗震要求的前提下，能有较好的经济性。
在应用剪力墙结构或者框架剪力墙结构进行设计时，应注意两种结构体系所适用的最大建筑高度。对于剪力墙墙肢的高度和厚度要求比较严格，应按照规范要求取值，并且特别注意对底部加强区的加强处理。在框架剪力墙结构中，在规定的水平力作用下，结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值不尽相同，结构性能也有较大的差别。在结构设计的时候，应依据倾覆力矩的比值确定该结构相应的适用高度和构造措施等。确定倾覆力矩比时，应按框架和剪力墙组成的结构进行实际输入和计算。并根据计算所得的框架和剪力墙的实际倾覆力矩比例，来确定框架部分和剪力墙部分各自的抗震等级。
三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的具体应用
3.1对大墙肢的处理
建筑结构设计中，剪力墙的结构首先要具有延展性，一些宽高比小于2 的剪力墙在设计过程中就会变成具有延性、易于弯曲破坏的剪力墙，从而避免剪力墙受到脆性剪切毁坏。当剪力墙的长度较长时，为了保证每个墙段的宽高比都能不小于2，可以对长墙进行开洞分割，使长墙被均匀的分为符合条件的独立墙段，这样形成的墙段比较小，受弯所能产生的裂缝的宽度也会比较小，这样就能保证墙体配筋发挥其良好的支撑作用。在剪力墙结构设计中，当出现一些长度超过8m的大墙肢时，在计算整个楼层的剪力时一般都是由这些大墙肢来承载这些力量，这样当发生强烈震动例如地震时，这些大墙肢最先受到破坏，那些较小的墙肢由于没有充足的配筋来支撑墙面，从而导致墙面受到全面的破坏。针对这种问题，在对剪力墙进行结构设计时，对一些长度大于8m的墙肢，根据实际情况开施工洞（即在具体的施工过程中，在剪力墙上留下洞，当施工结束后再将这些洞填充好，这样就能将大墙肢分成比较小的墙肢）和开计算洞（即在对剪力墙进行结构计算时设置计算洞，施工时仍然设置为混凝土墙，这样就能强化那些较小墙肢的配筋性能）。
3.2合理的平面布置
在对剪力墙进行结构设计时，应尽量沿着主轴方向或者其他方向展开双向或多向布置;在对剪力墙的平面进行布置时，应该严格按照均匀、对称的原则，尽可能的将墙面结构中的刚度中心和质量中心重合在一起，不管是内剪力墙还是外剪力墙都应该尽量的对直拉通，从而有效减少剪力墙的扭矩现象;在设计过程中抗侧力刚度不应该设计的太大。在对剪力墙进行结构设计时，为了使剪力墙的抗侧力刚度和承载能力得到充分发挥，增强剪力墙的空间利用率，剪力墙之间的距离不应太密，其设计结构的侧向刚度也应合适。
结束语
在当前社会发展中，剪力墙应用在不断增加，其在设计中的缺陷和问题将成为制约其发展的主要因素。在剪力墙布置中，洞口宜上下对齐使之受力明确，尽量避免出现错洞与叠合洞口，应采用科学技术手段进行计算分析。在设计和优化过程中，应从多个方向入手，提高设计质量，加强安全措施，确保建筑物安全。
参考文献
[1]齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计[J].黑龙江科技信息，2017（17）.
[2]赵西安等.高层建筑结构实用设计方法[M].上海：同济大学出版社，2017.
[3]辛雯等.剪力墙结构设计中若干问题探讨[J].城市建设理论研究，2018（21）.