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摘 要 ：近年来，在建筑设计中，由于剪力墙具有结构刚度大、整体好、抗震性强等特点而被广泛应用到建筑结构设计中。本文对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用进行了简单的分析和探讨。
关键词：剪力墙；结构设计； 应用分析
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
1 剪力墙结构设计中的基本概念及其分类
1）剪力墙（shear wall）又称抗风墙或者抗震墙。房屋或者构建物中主要承受风荷或者地震作用引起的水平荷载的墙体，防止结构剪切破坏。简单的说就是现浇钢筋混凝土墙，用来抵抗水平力，如地震、风荷载等。剪力墙结构刚度大，整体性好，用刚量较省；采用现浇剪力墻结构，框架结构简单，没有漏梁及漏柱现象外形美观。
2）剪力墙结构的分类
剪力墙结构主要可以分为四类，而分类的依据则是剪力墙是否开洞及其开洞的大小。
（1）实体墙或者截面剪力墙不开洞或者开洞的面积小于15%，这种剪力墙的变形主要为曲型，其就像一个整体的悬壁墙，在整个墙肢的高度上，弯矩图既没有弯点也不会发生突变 ；
（2）整体小开口剪力墙。虽然这种剪力墙的开口比较小，但是其开洞面积已经大于 15%。整个剪力墙的变形主要为弯曲型 ，但是整个墙肢的高度基本上没有存在反弯点 ，弯矩图的主要位置发生了突变 ；
（3）双肢或多肢剪力墙。这种剪力墙一般开口较大，或者其洞口成列分布。虽然在开口上与整体小开口剪力墙不同 ，但是它们的受力特点却十分类似 ；
（4）壁式框架。这种剪力墙洞口尺寸很大，连梁线刚度和墙肢线的刚度比较接近 ， 其整个受力墙的变形则为剪切型，受力特点与框架结构相似。其在大多数高层建筑的楼层中会出现反弯点， 弯矩图在楼层的地方也会产生突变。
2 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。
2.1 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。
2.2 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。
3 剪力墙结构设计计算的原则
剪力墙的设计过程中，不能采取盲目的手段，应该根据设计规范具体考察结构的设计是否具有合理性。在进行设计时，在技术层面上应遵循一些原则，这样才能促进剪力墙结构设计的规范化。
3.1 楼层之间最小剪力系数的调整原则
为了减轻结构的自重，避免地震的发生，在建筑过程中可以考虑少布置剪力墙，但是这个前提是必须要求短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不能超过40%。可以采取大开间剪力墙，使其结构具有更好的侧向刚度，确保楼层最小剪力系数不小于规范限值，这样可以大大减少工程的造价。
3.2 楼层层间最大位移与层高之比的调整原则
对于普通的建筑，设计重点是楼层之间的扭转变形和剪切变形。剪切变形的控制多以竖向构件的多少来衡量，但是如果竖向构件数量很多，就会造成剪重比偏大，导致设计不合理，造成扭转变形过大，同样不能有效满足楼层间位移的需要。所以，在建筑物中应尽量减少扭转变形，而不能单靠增加竖向构件的刚度来调整楼层之间的位移。
3.3 剪力墙连梁超限的调整原则
剪力墙跨高比小于 2.5 的连梁比较容易出现剪力和弯矩超过规定的限度的情况，所以一般规定剪力墙连梁的跨高比最好大于 2.5跨高比大于 5 的连梁则最好按照框架梁来进行设计 ，而跨高比在 5~6 之时，在连梁刚度不折减的情况下就会出现剪力或者弯矩超出规范限值。所以在剪力墙结构设计中应充分利用连梁超限的调整原则，这将大大节省工程造价，能够有效促进工程投资的节约。
4 认真分析剪力墙结构体系特点，采取有效措施优化结构设计
4.1 剪力墙结构体系特点
作为建筑结构中不可或缺的构件，剪力墙有着自身独特的特点。在建筑的设计中，逐渐发现了剪力墙的优缺点，其具有承载力和平面内刚度大的优势，但是剪切变形相对来说较大，且平面外较薄弱 ，加上开动后剪力墙形式复杂多变 ， 受力非常繁琐 ，这些都阻碍了建筑结构中剪力墙作用的有效发挥。剪力墙在承受水平荷载和竖向荷载的能力方面都比较强大。其优点是侧向刚度大，并且整体性较好，水平力作用下的侧移相对较小，加上剪力墙设计中没有梁和柱等的外露与突出，所以非常方便房间的内部设置。但是其存在的缺点就是不能提供大空间的房屋。
历次震害的数据为剪力墙结构刚度的比较提供了有效资料。数据显示，刚度较大的剪力墙结构通常情况下震害较轻，但是这个度是有限定的，并不能为所欲为的无限制扩大。在剪力墙的结构设计中，其具有很多优点，但是工程造价相对来说较高一些。所以在优化设计中要充分发挥其抗侧能力等一些优点，并尽量减少其工程费用，这样才能使剪力墙的功能发挥的恰到好处。
4.2 剪力墙优化设计的有效措施
在优化剪力墙结构的设计中，为了使受力达到均衡，应当采取有效恰当的措施。剪力墙结构的安全可靠度非常好，每一个结构能够同时发挥最大作用，这样能够达到经济合理的目的。所以在剪力墙的优化设计中首先应该考虑到工程的造价和安全性，结合这两项因素合理调整剪力墙的布置能够促进建筑结构设计中剪力墙结构的优化。另外，为了节省工程造价，可以从技术手段和原材料的应用两方面着手。在工程的实施中，将含钢量控制在一定范围内，既不损害建筑的安全性也能充分发挥原材料的最大用途是优化设计的最佳方案。
5 结论
在对剪力墙结构设计进行有效分析的过程中， 应综合考虑各方面的因素，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，注重经验的总结和积累，使设计达到最佳的效果。总而言之，在剪力墙的设计中，怎样克服剪力墙的缺点，展现剪力墙的优点，工程人员必须充分理解剪力墙的各个方面，不断提高工程设计水平。
参考文献
[1]薛云飞，马晓霞.谈剪力墙结构设计中的几个问题[J].陕西建筑，2008，6.
[2]赵守勇.剪力墙结构设计分析[J].煤炭技术，2011，30，9.
[3]李捍文.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用，2012，4(中).
[4]秦艳，焦维.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].科技向导，2011(27).
[5]孙雪兰.浅谈高层剪力墙结构的优化设计[J].山西建筑，2010，8，36(24).
[6]胡景云.论剪力墙结构优化设计[J].建材世界，2011，32(2)
关键词：剪力墙；结构设计； 应用分析
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
1 剪力墙结构设计中的基本概念及其分类
1）剪力墙（shear wall）又称抗风墙或者抗震墙。房屋或者构建物中主要承受风荷或者地震作用引起的水平荷载的墙体，防止结构剪切破坏。简单的说就是现浇钢筋混凝土墙，用来抵抗水平力，如地震、风荷载等。剪力墙结构刚度大，整体性好，用刚量较省；采用现浇剪力墻结构，框架结构简单，没有漏梁及漏柱现象外形美观。
2）剪力墙结构的分类
剪力墙结构主要可以分为四类，而分类的依据则是剪力墙是否开洞及其开洞的大小。
（1）实体墙或者截面剪力墙不开洞或者开洞的面积小于15%，这种剪力墙的变形主要为曲型，其就像一个整体的悬壁墙，在整个墙肢的高度上，弯矩图既没有弯点也不会发生突变 ；
（2）整体小开口剪力墙。虽然这种剪力墙的开口比较小，但是其开洞面积已经大于 15%。整个剪力墙的变形主要为弯曲型 ，但是整个墙肢的高度基本上没有存在反弯点 ，弯矩图的主要位置发生了突变 ；
（3）双肢或多肢剪力墙。这种剪力墙一般开口较大，或者其洞口成列分布。虽然在开口上与整体小开口剪力墙不同 ，但是它们的受力特点却十分类似 ；
（4）壁式框架。这种剪力墙洞口尺寸很大，连梁线刚度和墙肢线的刚度比较接近 ， 其整个受力墙的变形则为剪切型，受力特点与框架结构相似。其在大多数高层建筑的楼层中会出现反弯点， 弯矩图在楼层的地方也会产生突变。
2 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。
2.1 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。
2.2 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。
3 剪力墙结构设计计算的原则
剪力墙的设计过程中，不能采取盲目的手段，应该根据设计规范具体考察结构的设计是否具有合理性。在进行设计时，在技术层面上应遵循一些原则，这样才能促进剪力墙结构设计的规范化。
3.1 楼层之间最小剪力系数的调整原则
为了减轻结构的自重，避免地震的发生，在建筑过程中可以考虑少布置剪力墙，但是这个前提是必须要求短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不能超过40%。可以采取大开间剪力墙，使其结构具有更好的侧向刚度，确保楼层最小剪力系数不小于规范限值，这样可以大大减少工程的造价。
3.2 楼层层间最大位移与层高之比的调整原则
对于普通的建筑，设计重点是楼层之间的扭转变形和剪切变形。剪切变形的控制多以竖向构件的多少来衡量，但是如果竖向构件数量很多，就会造成剪重比偏大，导致设计不合理，造成扭转变形过大，同样不能有效满足楼层间位移的需要。所以，在建筑物中应尽量减少扭转变形，而不能单靠增加竖向构件的刚度来调整楼层之间的位移。
3.3 剪力墙连梁超限的调整原则
剪力墙跨高比小于 2.5 的连梁比较容易出现剪力和弯矩超过规定的限度的情况，所以一般规定剪力墙连梁的跨高比最好大于 2.5跨高比大于 5 的连梁则最好按照框架梁来进行设计 ，而跨高比在 5~6 之时，在连梁刚度不折减的情况下就会出现剪力或者弯矩超出规范限值。所以在剪力墙结构设计中应充分利用连梁超限的调整原则，这将大大节省工程造价，能够有效促进工程投资的节约。
4 认真分析剪力墙结构体系特点，采取有效措施优化结构设计
4.1 剪力墙结构体系特点
作为建筑结构中不可或缺的构件，剪力墙有着自身独特的特点。在建筑的设计中，逐渐发现了剪力墙的优缺点，其具有承载力和平面内刚度大的优势，但是剪切变形相对来说较大，且平面外较薄弱 ，加上开动后剪力墙形式复杂多变 ， 受力非常繁琐 ，这些都阻碍了建筑结构中剪力墙作用的有效发挥。剪力墙在承受水平荷载和竖向荷载的能力方面都比较强大。其优点是侧向刚度大，并且整体性较好，水平力作用下的侧移相对较小，加上剪力墙设计中没有梁和柱等的外露与突出，所以非常方便房间的内部设置。但是其存在的缺点就是不能提供大空间的房屋。
历次震害的数据为剪力墙结构刚度的比较提供了有效资料。数据显示，刚度较大的剪力墙结构通常情况下震害较轻，但是这个度是有限定的，并不能为所欲为的无限制扩大。在剪力墙的结构设计中，其具有很多优点，但是工程造价相对来说较高一些。所以在优化设计中要充分发挥其抗侧能力等一些优点，并尽量减少其工程费用，这样才能使剪力墙的功能发挥的恰到好处。
4.2 剪力墙优化设计的有效措施
在优化剪力墙结构的设计中，为了使受力达到均衡，应当采取有效恰当的措施。剪力墙结构的安全可靠度非常好，每一个结构能够同时发挥最大作用，这样能够达到经济合理的目的。所以在剪力墙的优化设计中首先应该考虑到工程的造价和安全性，结合这两项因素合理调整剪力墙的布置能够促进建筑结构设计中剪力墙结构的优化。另外，为了节省工程造价，可以从技术手段和原材料的应用两方面着手。在工程的实施中，将含钢量控制在一定范围内，既不损害建筑的安全性也能充分发挥原材料的最大用途是优化设计的最佳方案。
5 结论
在对剪力墙结构设计进行有效分析的过程中， 应综合考虑各方面的因素，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，注重经验的总结和积累，使设计达到最佳的效果。总而言之，在剪力墙的设计中，怎样克服剪力墙的缺点，展现剪力墙的优点，工程人员必须充分理解剪力墙的各个方面，不断提高工程设计水平。
参考文献
[1]薛云飞，马晓霞.谈剪力墙结构设计中的几个问题[J].陕西建筑，2008，6.
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[3]李捍文.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用，2012，4(中).
[4]秦艳，焦维.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].科技向导，2011(27).
[5]孙雪兰.浅谈高层剪力墙结构的优化设计[J].山西建筑，2010，8，36(24).
[6]胡景云.论剪力墙结构优化设计[J].建材世界，2011，32(2)