摘要：剪力墙结构由于具有抗侧刚度大，侧移小和抗震性能好等一系列的特点，因此被广泛地运用于许多不同的建筑结构设计中，特别是在高层建筑的结构设计中，更是屡见不鲜。本文探讨了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的相关问题及其应用。
关键词：剪力墙；结构；设计；应用
引言：
在建筑结构的设计中，剪力墙结构又正是以其自身突出鲜明的优势和特点成为了多层或者是高层混凝土建筑中的必然选择。剪力墙的优势就体现在其具有较大的抗侧刚度，在建筑结构中能够较好的减少侧边位移，除此之外还具有较好的抗震作用，正是因为这样才促成了剪力墙在建筑工程中的广泛应用。
1剪力墙结构设计概述
剪力墙高和宽尺寸都比较大，但是其厚度却非常小，这就决定了剪力墙的几何特征和受力形态。其几何特征类似于板，但是受力形态却和柱子惊人的相似，但是在比值上与柱子有着一定的区别。在剪力墙的结构中，墙是一个平面结构，它承受着竖向压力和其平面作用下的水平剪力的双重力量。地震作用和风载下剪力墙仅仅满足刚度强度是远远不够的，其还必须满足非弹性变形反复循环下的延性和能量消耗和控制结构断裂却不倒的要求。所以，在剪力墙的设计中要求将其设计成延性弯曲型.
2剪力墙的结构设置
采用剪力墙结构建造高层建筑时，对空间的要求比较高，这就要求剪力墙双向分布组成一定的空间结构，并减小两个方向上的刚度差异且分布均匀，同时减小刚度中心与建筑物中心的水平位移，可使得剪力墙整个结构的扭转效应减弱。因为剪力墙结构的水平地震作用力较大、自振周期较短，对结构本身的稳定性会有不好的影响，所以应尽量减小纵横墙体的厚度，也可采取主次结构体系增大墙体间的间距，来减弱剪力墙墙肢的水平地震剪力和整体弯矩，结构本身的抗侧移刚度和结构自重也随之减小。剪力墙有较大洞口时，洞口位置应上下对齐；剪力墙在平面位置上应力求均匀、对称；剪力墙的中心线与框架柱中心相重合，任何情况下剪力墙轴线偏离框架中心线的距离，不宜大于柱子宽度的1/4。房屋底部有框支层时，落地剪力墙的数量不宜少于上部剪力墙数量的50%。剪力墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比，应符合抗震的规定，否则应考虑楼板平面内变形的影响。
3剪力墙结构的厚度和长度的选取
剪力墙长度和宽的尺寸比较大，但是其厚度却比较小。根据其设计的长度和厚度的比值可以将其按照柱形和双向受压构件设计。
3.1剪力墙结构的厚度
抗震规范6.4.1条有明确规定，剪力墙底部加强墙厚一、二级抗震等级时最好大于200mm，而且不得小于楼层高度的1/16，其它地方的则不得小于160mm。在剪力墙结构设计中，遇到特殊情况的建筑物应该采取概念设计分析，有效控制墙肢轴压的比值，确保整体的连结从而达到减少墙的厚度的效果。
3.2墙肢的长度
剪力墙墙肢截面的高度就是剪力墙墙肢的长度，这个长度一般不应超过8m。在剪力墙结构设计中应确保剪力墙结构的延性，为了避免脆性的剪切破坏，可将高宽比大于2的细高剪力墙设计成弯曲破坏的延性剪力墙。但是有的墙体长度很长，为了确保墙体的高宽比值大于2，就要采取开设洞口的方法将长墙分成均匀的、长度较小的连肢墙，而其洞口则最好采用约束弯矩比较小的弱连梁。
4剪力墙结构应用分析
4.1剪力墙墙肢的处理
对于高宽比小于3的剪力墙结构，进行结构设计时必须使其具有较好的延性，结构在发生脆性破坏时会导致整个结构的破坏。当墙肢长度很长时，可使用开洞的方式均匀分解长墙，使得各个墙段的高跨比大于3，与此同时，墙段受弯时产生的裂缝也相对较小，提高了墙体配筋的作用程度。在剪力墙结构中，当墙肢长度超过8m时，楼层中的剪力将主要由大墙肢承受，剧烈震动发生时这些大墙肢将最先受到破坏，又因小墙肢配筋率较小，会使整个墙面结构遭到破坏。这种情况下应采取计算洞和开施工洞的方式解决，计算洞做法就是在设计计算时有洞口存在，实际施工时以混凝土墙代替，可增强小墙肢的配筋能力；开施工洞做法就是在施工时预留洞口，施工末期将那些预留洞口填满，就把长墙肢分解为短墙肢。
4.2剪力墙结构设计中混凝土的强度等级
剪力墙结构混凝土强度等级不宜低于C20；而带有短肢剪力墙和筒体的剪力墙结构的混凝土强度等级不宜低于C25。
4.3设置构造边缘构件和约束边缘构件
剪力墙一般在一、二级抗震的一般部位以及三、四级抗震设计和非抗震设计的时候，剪力墙的墙肢端部应该设置构造边缘构件；在一、二级抗震的底部加强部位以及其上一层的墙肢端部应该设置约束边缘构件。
4.4只有确定了竖向分布钢筋的最小配筋率，才能防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限抗弯承载力。另外，如果想进一步防止斜裂缝出现后发生脆性剪拉破坏，那么就必须规定水平分布筋的最小配筋率。一般剪力墙的竖向和水平分布筋的配筋率为：一、二、三级抗震等级时不宜小于0.25%，四级抗震等级及非抗震等级时为0.2%，间距不应大于300mm，直径不应小于8mm，也不宜大于墙肢厚度的1/10。
4.5剪力墙连梁问题的处理剪力墙结构中，连梁是连接墙肢与墙肢之间的构件，对墙肢进行有效地约束，改善了墙肢的受力情况，避免墙肢发生剪切变形，在剪力墙结构中作用明显。由于剪力墙连梁高跨比较小、墙肢刚度大，受水平作用力的情况下会产生较大内力，屈服时刚度变小内力重分布。为了避免连梁发生屈服，应对连梁的刚度进行折减，但折减系数不宜小于0.5，保证连梁承受竖向荷载的能力。
连梁超筋在剪力墙结构设计中是一种常见现象，常言道：防范于未然，所以连梁配筋时就务必应该满足以下要求：①在抗震设计的剪力墙中，沿连梁全长箍筋的构造要求应采用框架梁端加密区箍筋构造要求；在非抗震设计时，沿连梁全长的箍筋直径应不小于6mm，间距不大于150mm。②截面高度大于700mm的连梁，在梁的两侧面应该设置纵向构造钢筋（腰筋），沿高度间距不大于200mm，直径不应小于10mm。另外还应该将墙面的水平分布钢筋拉通。③在顶层连梁锚入墙体的钢筋长度范围内，应该配置间距不大于150mm的箍筋，构造箍筋的直径与该连梁的箍筋直径要相同。④在跨高比不大于2.5的连梁中，梁两侧的纵向分布筋（腰筋）的面积配筋率不应低于0.3%，且应将墙肢中的水平钢筋拉通连续配置，以加强剪力墙的整体性。⑤一、二级剪力墙底部加强部位跨高比不大于2，墙厚大于等于250mm的连梁，可采用斜向交叉配筋，以改善连梁的延性。
如果出现剪力墙连梁超筋的现象，一般有以下三个处理方法：一是想法设法地减小连梁的截面高度；二是在抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可以进行塑性调幅；三是当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响的时候，方可考虑在大震作用下该连梁不参与工作，再按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下进行结构内力分析，最后墙肢应该按照两次计算所得的较大内力进行配筋计算。
5结语
总之，在对剪力墙结构设计进行有效分析的过程中，我们应重视其基本概念的设计，认真把握设计中遵循的各项原则，合理选用有效的长度和宽度，使设计达到最佳的效果。只有这样才能保证建筑结构经济安全，有效降低工程成本，促进整个工程建设的持续稳定发展。
参考文献：
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[2]袁小玲.浅谈高层建筑结构设计的要点[J].科技信息，2011.15
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