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[摘 要]剪力墙结构在当代建筑结构设计中已经被越来越广泛的采用，在设计运用中必須注重其结构尺寸的合理性，这样才能保证经济性与安全性的协调。因此从设计的基本思路出发，按照关键要点获得设计参数，这样才能保证剪力墙运用的有效性。本文在此剪力墙结构在建筑结构设计中的主要的几个应用做了一定的研究。
[关键词]剪力墙结构；厚度；应用
中图分类号：TU398.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0255-01
一、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。
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、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。
二、剪力墙结构在建筑结构设计中的主要应用
1、配筋设计
应该根据剪力墙的厚度来进行配筋设计，墙厚小于14cm时，应该采用双排配筋；当墙厚为40cm～70cm时，应该采取三排布置配筋；而当墙厚大于70cm时，则应该采用四排配筋，而且应该将受力主筋均匀的布置成排。在一、二、三、四级抗震设计以及非抗震设计时，剪力墙的竖向与水平分布筋配筋率应该不小于0.20%，钢筋直径应该不小于8mm，其间距应该不大于30cm。对于部分框支剪力墙结构，抗震设计时加强部位的配筋率应该不小于0.3%，钢筋直径应该不小于8mm，间距应该不大于20cm；非抗震设计时应该不小于0.25%。房屋顶层剪力墙、楼梯间、电梯间剪力墙、端部开间纵向剪力墙的配筋率应该要控制在0.25%以上，而且钢筋的布置间距不应大于20cm。
2、边缘构件设计
剪力墙的边缘构件可以分为构造边缘构件以及约束边缘构造两种，这两种构件的设计方法也不一样，合理的边缘构造设计可以使得剪力墙结构更为合理。约束边缘构件主要有暗柱、端柱以及翼墙。这些边缘构件的作用与砖混结构中的约束住一样，当结构刚度比较小时，在地震作用下层间位移及定点的位移就会较大，此时边缘构件也就起到相当大的约束作用，因此，要适当增大暗柱、端柱等边缘构件的截面尺寸与配筋。约束边缘构件沿墙肢方向的长度和箍筋配箍特征值应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》的要求。纵向钢筋的配筋范围不应小于规范规定的阴影面积，其纵向钢筋最小截面面积，一、二级抗震设计时分别不小于阴影面积的1.2%和1.0%。
3、剪力墙连梁设计
3.1连梁的基本功能
在实际的工程中，剪力墙结构上连接墙肢与墙肢的梁就是连梁。在水平的符合作用下，使得墙肢弯曲，此时连梁的端部就会产生转角，这样就造成了连梁内力的出现和受力情况改变。此时会对墙肢产生一定的约束限制，从而改变了墙肢的受力情况，因此连梁对于剪力墙结构的作用十分重要。
3.2连梁的设计措施
带有连梁结构的剪力墙其跨高和截面积的尺寸都会受到多种因素的影响，一旦设计中出现不合理或者矛盾就会影响连梁的功能，即产生的实际承载力和承载截面与设计要求不符合，因此设计中应考虑以下要点：
（1）连梁刚度分析
连梁因为跨高相对小，与其相连的墙肢的刚度较大等因素影响，其在水平作用下内力较大，连梁屈服则会出现裂缝，刚度减小则内力会重分布。所以在剪力墙设计时，应对连梁的刚度进行折减。
（2）对剪力墙孔洞口设置
在设计中可以适度增加剪力墙孔洞的宽度或者减小连梁高度增加剪力墙洞口的宽度，也即是增加连梁跨度而减小高度，目的是降低连梁的刚度，同时因为减小了结构的整体刚度，也就减小了地震对结构的影响。
（3）增加剪力墙的实际厚度
这个方法就是增加连梁截面的宽度，在这样设计后一方面加大了结构的整体刚度，从而使之在地震中内力增加；一方面连梁承载力和宽度呈现正比，一旦剪力墙厚度增加，地震中产生的内力不能按照墙的厚度增加而成比例逐渐传递给剪力墙，所以这样就会导致连梁的抗剪切承载力超限。因此设计应根据具体的工程情况，配合设计需求进行合理调整。
三、剪力墙连梁相关问题处理
1、连梁在建筑结构设计中的作用
在剪力墙结构中，墙肢与连接墙肢的梁称为连梁。在水平荷载作用下，由于墙肢发生弯曲变形，从而导致连梁产生内力。此时连梁端部的内力反过来减小与之相连的墙肢的变形和内力，对墙肢起到一定的约束作用，从而改善墙肢的受力状态。因此，连梁对于剪力墙结构特别重要，除了起到连接墙肢作用，同时还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。
2、关于剪力墙连梁超筋问题的处理
关于连梁的超筋问题，实质是由于剪力剪压比要求方面不能得到满足。对于平面中当墙段比较长时候，连梁易超筋的部位多在其中部；而实际生活中连梁易超筋的部位，通常剪力墙结构中，在约总高度l/3的楼层；而当墙段中墙肢截面高度程度相差悬殊而且不均匀时，在墙肢处连梁易超筋。剪切变形对剪力墙连梁影响很大，当剪力墙连梁的尺寸要求不能满足时，根据国家相关规定《高规》，给出了以下几种处理方法：
1、抗震设计的剪力墙中连梁弯矩剪力可通过调整其塑形处理；2、适当减小连梁的截面高度；3、当连梁破坏影响竖向荷载不明显时，可考虑在地震作用下放弃对该连梁的使用，通过分析独立墙肢在二次多遇地震过程中的结构内力，墙肢配筋计算应按两次计算所得的较大内力进行。当前两种措施无法解决问题时，此时可采用第3种措施来处理除此之外，也可在容易超筋的部位，按铰接处理连梁从而进行综合计算，但此时应注意结构层位移比是否满足规范要求。
四、剪力墙优化设计几点有效措施
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。
五、总结
综上所述，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。
[关键词]剪力墙结构；厚度；应用
中图分类号：TU398.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0255-01
一、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。
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、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。
二、剪力墙结构在建筑结构设计中的主要应用
1、配筋设计
应该根据剪力墙的厚度来进行配筋设计，墙厚小于14cm时，应该采用双排配筋；当墙厚为40cm～70cm时，应该采取三排布置配筋；而当墙厚大于70cm时，则应该采用四排配筋，而且应该将受力主筋均匀的布置成排。在一、二、三、四级抗震设计以及非抗震设计时，剪力墙的竖向与水平分布筋配筋率应该不小于0.20%，钢筋直径应该不小于8mm，其间距应该不大于30cm。对于部分框支剪力墙结构，抗震设计时加强部位的配筋率应该不小于0.3%，钢筋直径应该不小于8mm，间距应该不大于20cm；非抗震设计时应该不小于0.25%。房屋顶层剪力墙、楼梯间、电梯间剪力墙、端部开间纵向剪力墙的配筋率应该要控制在0.25%以上，而且钢筋的布置间距不应大于20cm。
2、边缘构件设计
剪力墙的边缘构件可以分为构造边缘构件以及约束边缘构造两种，这两种构件的设计方法也不一样，合理的边缘构造设计可以使得剪力墙结构更为合理。约束边缘构件主要有暗柱、端柱以及翼墙。这些边缘构件的作用与砖混结构中的约束住一样，当结构刚度比较小时，在地震作用下层间位移及定点的位移就会较大，此时边缘构件也就起到相当大的约束作用，因此，要适当增大暗柱、端柱等边缘构件的截面尺寸与配筋。约束边缘构件沿墙肢方向的长度和箍筋配箍特征值应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》的要求。纵向钢筋的配筋范围不应小于规范规定的阴影面积，其纵向钢筋最小截面面积，一、二级抗震设计时分别不小于阴影面积的1.2%和1.0%。
3、剪力墙连梁设计
3.1连梁的基本功能
在实际的工程中，剪力墙结构上连接墙肢与墙肢的梁就是连梁。在水平的符合作用下，使得墙肢弯曲，此时连梁的端部就会产生转角，这样就造成了连梁内力的出现和受力情况改变。此时会对墙肢产生一定的约束限制，从而改变了墙肢的受力情况，因此连梁对于剪力墙结构的作用十分重要。
3.2连梁的设计措施
带有连梁结构的剪力墙其跨高和截面积的尺寸都会受到多种因素的影响，一旦设计中出现不合理或者矛盾就会影响连梁的功能，即产生的实际承载力和承载截面与设计要求不符合，因此设计中应考虑以下要点：
（1）连梁刚度分析
连梁因为跨高相对小，与其相连的墙肢的刚度较大等因素影响，其在水平作用下内力较大，连梁屈服则会出现裂缝，刚度减小则内力会重分布。所以在剪力墙设计时，应对连梁的刚度进行折减。
（2）对剪力墙孔洞口设置
在设计中可以适度增加剪力墙孔洞的宽度或者减小连梁高度增加剪力墙洞口的宽度，也即是增加连梁跨度而减小高度，目的是降低连梁的刚度，同时因为减小了结构的整体刚度，也就减小了地震对结构的影响。
（3）增加剪力墙的实际厚度
这个方法就是增加连梁截面的宽度，在这样设计后一方面加大了结构的整体刚度，从而使之在地震中内力增加；一方面连梁承载力和宽度呈现正比，一旦剪力墙厚度增加，地震中产生的内力不能按照墙的厚度增加而成比例逐渐传递给剪力墙，所以这样就会导致连梁的抗剪切承载力超限。因此设计应根据具体的工程情况，配合设计需求进行合理调整。
三、剪力墙连梁相关问题处理
1、连梁在建筑结构设计中的作用
在剪力墙结构中，墙肢与连接墙肢的梁称为连梁。在水平荷载作用下，由于墙肢发生弯曲变形，从而导致连梁产生内力。此时连梁端部的内力反过来减小与之相连的墙肢的变形和内力，对墙肢起到一定的约束作用，从而改善墙肢的受力状态。因此，连梁对于剪力墙结构特别重要，除了起到连接墙肢作用，同时还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。
2、关于剪力墙连梁超筋问题的处理
关于连梁的超筋问题，实质是由于剪力剪压比要求方面不能得到满足。对于平面中当墙段比较长时候，连梁易超筋的部位多在其中部；而实际生活中连梁易超筋的部位，通常剪力墙结构中，在约总高度l/3的楼层；而当墙段中墙肢截面高度程度相差悬殊而且不均匀时，在墙肢处连梁易超筋。剪切变形对剪力墙连梁影响很大，当剪力墙连梁的尺寸要求不能满足时，根据国家相关规定《高规》，给出了以下几种处理方法：
1、抗震设计的剪力墙中连梁弯矩剪力可通过调整其塑形处理；2、适当减小连梁的截面高度；3、当连梁破坏影响竖向荷载不明显时，可考虑在地震作用下放弃对该连梁的使用，通过分析独立墙肢在二次多遇地震过程中的结构内力，墙肢配筋计算应按两次计算所得的较大内力进行。当前两种措施无法解决问题时，此时可采用第3种措施来处理除此之外，也可在容易超筋的部位，按铰接处理连梁从而进行综合计算，但此时应注意结构层位移比是否满足规范要求。
四、剪力墙优化设计几点有效措施
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。
五、总结
综上所述，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。