剪力墙结构设计应用要点研究
[摘 要]近年来，随着高层建筑的数量在不断的增加，高层建筑当中的荷载力也在不断的增加。因此，为了最大限度的满足高层建筑荷载力的承重要求，剪力墙已经逐渐的运用到了建筑的建设过程当中。实际中要根据建筑结构设计的具体情况，最大程度提高剪力墙结构应用率，本文在此从剪力墙的分类和结构设置出发，对剪力墙在结构设计中的应用做了详细的研究。
[关键词]剪力墙；结构；应用
中图分类号：TU398.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0212-01
一、剪力墙的特点分类
剪力墙在建筑结构中抗侧刚度非常好，而且在承受压力以后不会出现较大的侧移。建筑在遭受到地震的时候，剪力墙的抗震能力也是非常好的，在使用的时候，剪力墙使得室内的墙面非常的平整，住户在使用的时候会更加的满意。剪力墙在进行分类的时候，主要是根据剪力墙的开洞大小来进行的，同时和开洞的尺寸大小也是有很大关系的，可以将剪力墙分为整体上小开口的剪力墙、实体墙、壁式框架和多肢剪力墙。整体上小开口的剪力墙是指开洞面积较小的剪力墙，这种剪力墙在受力方面表现出来的特点就是在墙的连接位置不会出现过大的突变。实体墙就是没有开洞的墙，这种墙在受力的时候，不会出现突变，也不会出现反弯点的情况。壁式框架是指墙的开洞尺寸较大，在受力的时候非常容易出现突变的情况，在很多的楼层中还有可能会出现反弯点的情况。多肢剪力墙，是指空洞成列形状布置的墙，在受力方面是不会出现过大的突变的。
二、剪力墙结构设置
在一些抗震的防御区，应当尽可能的保证单向剪力墙布置的结构，如果条件允许的话最好是能够保证两个方向上的刚度基本一致，这样就能够最大程度的降低扭转效应发生的可能性。剪力墙自身的特点就是抗侧刚度大，结构本身的自振周期比较短，因此在地震发生的时候往往更多受到的是水平作用力的作用，或对于剪力墙结构以及整体的建筑结构而言都是非常不利的，在这样一种状况下，为了将剪力墙本身的优势最大程度的发挥出来并避免起不利之处，我们就可以尽量的减薄纵横墙体的厚度，这样做的好处在于能够较大程度的减少墙体的数量，相应的结构整体的抗侧移钢强度也会降低。上文中已经明确的提及，剪力墙本身的特点就是平面以内的刚度和承载力较大，但是平面以外的刚度和承载力则相对较小，当剪力墙与平面外的梁进行交接的时候就会使得墙肢平面外弯矩，从而威胁到整个楼面结构的安全性。
三、剪力墙结构在结构设计中的应用
1、剪力墙合理平面布置
剪力墙的平面布置应尽可能按照对称、均匀原则，尽量使墙面结构的质量中心和刚度中心完全重合从而减少扭矩，对于内外剪力墙则应尽量拉通、对直；1对于抗震设计中剪力墙结构应该特别避免仅单向有墙的结构布置形式；2剪力墙最好能够沿主轴方向或其他方向进行双向布置；；3剪力墙的抗侧力刚度不宜过大；4为充分发挥剪力墙的承载能力和抗侧力刚度，增大剪力墙可利用空间，剪力墙的间距不宜过密，应保证结构具有适宜的侧向刚度。可以选用经验公式T=（0.05一0.06）n，其中n为结构层数，判断剪力墙数量与结构侧向刚度的适应程度。计算结果中的TI值与搭模计算的周期T2相比较，若T2Tl则需要增加剪力墙数量。
2、剪力墙大墙肢的处理
在建筑结构设计中，可以通过开洞的方式把长度较长的墙分割为相对较小的独立强段，使得每段墙的宽高比小于2。剪力墙具有较好的延展性，容易把细高状的剪力墙设计成弯曲破坏的延性剪力墙，有效的防止剪切脆性破坏。为了更好的发挥墙体配筋的支撑力，可以使较小长度的墙段受弯产生较小的裂缝宽度。在发生地震时，往往长度大于8m的大墙肢容易受到破坏，小墙肢没有足够的配筋致使整个墙面结构受到破坏。因此对于长度大于8m的墙肢，需要采取相应的处理方法，如开计算洞、开施工洞等方式。
3、剪力墙的厚度设计
根据我国的《建筑抗震设计规范》，要求剪力墙结合实际抗震等级要求，加强剪力墙底部的区域，剪力墙厚度不小于0.2m，且大于楼层标高的1/16，剪力墙的无翼端头以及暗柱应当大于楼层标高的1/12，这设计要求不满足8度地震区域低高层与多层的剪力墙的结构设计要求，如6～14层的剪力墙结构，在重力荷载作用下，墙肢轴压比应低于0.2，因此剪力墙应当布置配筋，如底部剪力墙的层高为4m，墙厚通常设为0.24m，投资商要求视野开阔，不应设置外纵墙，在横墙端部不应当设置端柱与翼墙时，一旦高层建筑的层高增加，设计人员应该进行概念设计，同时进一步调整剪力墙的轴压比，结合墙体截面尺寸，来验算剪力墙的稳定性与强度，在剪力墙的构造上应当设置配筋与暗柱，保证剪力墙的自身连结力，从而能够减小剪力墙厚度。
4.剪力墙的构造边缘设计
4.1 通过建筑剪力墙的结构构造实验，判断剪力墙的槽形与工字形截面延性优于矩形截面，因此设计人员可通过适当扩大墙肢截面的翼缘尺寸来提高剪力墙整体的延性，所以在剪力墙端部设置边缘构件，在提高剪力墙延性的同时，还能够避免剪力墙出现水平滑移，提高建筑结构整体的抗剪能力，在剪力墙过程中可布置端柱、转角柱和暗柱以及翼柱等构件，这也是目前剪力墙设计过程中最有效的抗震构造措施。
4.2 根据《建筑结构设计规范》，设计人员结合受力状况与结构类型，�Χ纯诹蕉擞爰袅η搅讲嗬丛銮勘咴担�在竖向荷载作用下结合墙肢轴压比来加强界线对构造边缘约束。
5、连梁的设计
连梁设计方面的工作也是剪力墙在进行结构设计过程当中一个比较重要的环节。连梁的主要作用就是为了使得墙肢与墙肢之间能够更好的连接起来。当墙肢在水平载荷的作用下，墙肢会发生一定程度的弯曲变形，那么此时连梁则会受到一定的内力。为了满足连梁内力方面的要求，剪力墙在进行结构设计的过程当中一定要使得连梁满足相关的要求。因此，连梁对于剪力墙来说是一项非常关键的工作。
如果剪力墙在进行结构设计的过程当中，需要布置连梁，那么我们一定要做好跨高比以及截面尺寸两个方面的设计工作。这主要是因为跨高比与截面尺寸两个方面受到多个方面因素的影响。为了使得连梁的跨高比以及截面尺寸更好的满足设计方面的要求，那么我们可以采取以下几种措施来进行：第一，连梁的高度需要按照相关的设计标准来进行严格的控制，如果在设计完成之后，连梁的跨高比以及截面尺寸不能够很好的满足设计方面的要求，那么要对连梁的高度进行适当的折减。第二，剪力墙洞口的宽度需要按照相关的设计标准进行增加，除此之外，连梁的高度还需要适当的进行减小。第三，剪力墙厚度的增加。剪力墙厚度的增加也就是对连梁的截面宽度进行增加。第四，混凝土材料的等级要进行增加。混凝土材料等级的提高可以从很大的程度上提高建筑整体的刚度。
四、结语
综上，实际设计中应结合建筑物的相关特点，合理选择剪力墙的类型，对剪力墙的构件选择、墙肢处理等做好科学合理的设计，选择有效合理的宽度与长度，保证剪力墙结构设计的稳定性和经济性，使得剪力墙结构发挥其应有的效果和作用，进而确保建筑的整体质量和施工安全。
参考文献
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