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摘要：剪力墙结构由于侧移较小，抗侧刚度较大，而且具有较强的抗震性能，所以在现代建筑中得到广泛的应用。文章分析其设计原则以及应用，探讨其优化设计。
关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；优化设计
中图分类号：TU3文献标识码： A
引言
就目前来说，剪力墙位置、尺寸等方面的设计都还没有形成相应的规范，这方面的因素直接使得剪力墙结构极易存在一定的安全隐患，仅仅只是靠设计师的经验，并没有办法来避免这类情况。
一、剪力墙结构的基本原则
剪力墙又被称为抗风墙、抗震墙、结构墙，既能够承担水平构件传来的竖向荷载，又能够承担风力或地震作用传来的水平地震作用，可以节约层高，空间利用比较好。剪力墙结构主要分为: 实体墙或者截面剪力墙、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙和壁式框架等，每一种剪力墙结构都有不同的形式和作用。
由于剪力墙平面外承载力和刚度很小，而平面内承载力和刚度则相对较大，要尽量避免平面外的搭接，因为在梁与剪力墙进行连接时，会产生平面外弯矩的现象，使剪力墙平面外的安全性受到威胁。在剪力墙结构设计中，连梁跨高比小于2.5或者大于5的时候，会出现弯矩，剪力也会超过规定的限值，对工程造价产生重大的影响。
剪力墙的布置主要是双向和多向的，应该从整体出发，贯穿整个建筑物，在较长的剪力墙设计过程中，要将剪力墙平均分成若干段，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8米，充分地发挥墙体配筋的作用。采用增加与沿梁轴线垂直的墙肢或者壁柱，减少弯矩对墙体的影响，控制剪力墙的平面外弯矩，把剪力墙拉通对直，避免叠合错洞墙和错洞剪力墙的出现，避免小墙肢在洞口与墙边的出现，增强抗震的能力。
设计人员在设计剪力墙的时候，最好的布置方法就是双向或者多向布置，方向要尽可能的顺着主轴的方向，如果剪力墙的方向不一样的，那么，就尽可能的将其连接在一起，千万不能出现对直或者拉通的现象；设计人员在对剪力墙进行抗震设计时，要做到侧向刚度差别不大，最关键的是要保证墙肢见面尽可能的简单而且要按照相应的规则进行操作。如果是该层建筑，那么剪力墙必须要进行双向或者多向的设计，而且这些设计必须要顺着主轴的方向，尤其在抗震设计时，不能出现单方向有墙而另一个方向没有墙的现象，只有这样才能真正保证剪力墙的发挥价值。
二、剪力墙在建筑设计施工中的应用
（一）剪力墙平面结构布置
剪力墙的平面布置首先要做到的就是保证均匀，并保证质量中心和刚度中心处在重合的状态下，减少力矩对墙体的作用力。剪力墙在施工中应当沿主轴方向布置，并保证剪力墙的抗侧力刚度保持在合理范圍内，如果有必要可适当增加可利用空间，并保证适当的高度。另外，剪力墙还应当保持合理的间距，通常采用经验公式进行设计，公式为 T=(0.05-0.06)n，其中n为建筑结构层数。实际剪力墙的数量应当与计算结果接近。剪力墙处理要具备较强的承重能力与刚度，还应当保证良好的延伸性和弹性，从而保证其在因外力作用产生裂缝时，剪力墙还能够不发生倒塌。
（二）剪力墙约束边缘构件处理
约束边缘构件能够促使剪力墙的承载能力得以显著提高，并减少层间位移，同时提高抗震能力，而且对于墙板也能提供稳定作用。剪力墙抗震设计应当满足第一振型的抵抗力矩大于承受力矩的一半以上。约束边缘构件的确定应当以剪力墙相关轴压比为依据。一般来说，抗震等级较高的剪力墙，应当采取层数较多的约束边缘构件，并有效控制剪力墙的均匀性，以从根本上提高墙肢的承重能力。
三、剪力墙结构的优化设计措施
（一）一般优化措施
剪力墙结构的设计主要可分为剪力墙结构设计和计算方面的优化，在进行结构优化设计时，不仅要注重设计方面，也要把计算列为其中重要的部分。
(1) 剪力墙结构设计优化，在剪力墙结构设计过程中，应当注重抗震的作用，尽量避免单向布置，按照双向布置的原则，使受力方向的抗侧刚度逐渐接近，形成一个良好的空间结构。利用空间的充足性，减轻结构的重量。剪力墙的门窗洞口要成列布置，墙肢截面简单，与连梁分布规则，当出现错洞或者叠合错洞的情况下，腔内的配筋要形成框架的形式。由于剪力墙结构的抗侧刚度受布置结构影响较大，如果出现突变的情况，对抗震非常不利，在对剪力墙进行结构设计时，要坚持从上到下连续布置的原则，改变墙体的厚度和混凝土的强度等级，减小侧向沿高的高度; 站在多种角度，从多方面出发，进行结构分析，注重和考虑抗震等级平均轴压比带来的影响及其稳定性的相关要求。
(2) 剪力墙结构计算优化，在剪力墙结构计算方面进行优化时，应当遵循楼层最小剪力系数的调整原则、连梁超出限值的调整原则、楼层最大位移和层高之比的调整原则、结构扭转为主的第一自振周期和以平动为主的第一自振周期之间的比例调整原则，使计算结果无限地接近规范值。
（二）剪力墙结构计算优化
剪力墙结构设计时，应根据规范要求结合建筑自身特点来判断结构是否合理。布置剪力墙，尽可能布置大开间剪力墙，尽量做到结构的刚心与质心相一致，尤其是剪力墙的平面布置、墙肢的长短等均应合理，使得楼层最小剪力系数、位移、周期等尽可能接近规范限值。这样既能够减轻结构整体重量，又能够有效减小地震效应，同时也能达到降低工程造价的目的。因此，对于高层建筑的平面结构布置应尽可能的均匀，使结构扭转变形最小，而不能仅根据层间位移不够就不停地增加竖向构件的刚度。限定其比值使得抗侧力构件的平面布置更合理、更有效、更经济，使整体结构不出现比较大的扭转效应。在实际工程应用中，我们应将竖向构件尽可能沿建筑周边均匀布置，调整结构中间部位构件的刚度，这样既有效提高结构整体的侧向刚度，又能够大幅度的提高整体结构刚度。
在剪力墙结构中，剪力墙连梁这一耗能构件，其超限问题尤为特出: 连梁的剪切破坏将对结构整体抗震产生极为不利的影响，并将大大降低结构的延性。连梁的跨高比小于 2.5 的其刚度大，极容易出现弯矩、剪力超限。因此在高层剪力墙结构的优化设计过程中，一定要注意对其连梁进行强剪弱弯的验算，以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。而且我个人认为在工程实际应用中人为加大连梁纵筋的操作一定要慎之又慎，因为这样就有可能无法满足其强剪弱弯的要求。当然也不能单纯地认为加大箍筋就一定能够确保其强剪弱弯的要求，这是由于当连梁不能满足其截面控制条件时，盲目地加大箍筋必然会导致连梁在其箍筋还未充分发挥作用时就发生剪切破坏。这样对工程造价增加了，而安全却没有得到加强，对于那些跨高比大于 2.5 的连梁，应注意将其剪力设计值乘以增大系数。剪力墙的墙体配筋: 对于剪力墙结构来说，剪力墙是数量是比较大的，对于合理的布置墙体配筋对于工程的经济及结构安全性都有重要的作用。配筋应满足规范建议的最小配筋率即可但同时还应服从整体结构计算的需要。
剪力墙结构设计的关键是，既要发挥这种体系刚度大、抗震性好等优点，又要克服其工程费用高等缺点。在许多情况下，并不是钢筋配的越多越好，剪力墙越多越安全，认识这一点对结构设计人员非常重要。结构工程师应针对不同的项目进行合理的分析，选择与实际情况最接近的受力模型并充分了解所使用软件，合理选用计算参数，只有这样才能够做到结构安全，技术经济合理。高层剪力墙结构设计时应进行反复的优化调整设计，在注重概念设计的前提下，认真调整优化各项技术参数，使整体结构达到相对较优的结果。这就要求我们在今后的设计中要不断提高设计水平及改进设计理念。
结语
综上所述，剪力墙结构施工工艺也比较复杂，需要设计人员和施工人员在进行结构设计与施工时，综合考虑各方面的因素，以保证剪力墙能够真正发挥其应有的作用，从而对建筑物的功能和安全形成可靠保障。
参考文献：
[1]马冲.探讨高层住宅剪力墙结构设计[J].科技致富向导,2014,12:196.
[2]朱以旭.对建筑结构优化设计的探讨[J].门窗,2014,04:278.
[3]杨迪珊.建筑结构设计总信息辅助确定与评价软件[D].厦门大学,2014.
关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；优化设计
中图分类号：TU3文献标识码： A
引言
就目前来说，剪力墙位置、尺寸等方面的设计都还没有形成相应的规范，这方面的因素直接使得剪力墙结构极易存在一定的安全隐患，仅仅只是靠设计师的经验，并没有办法来避免这类情况。
一、剪力墙结构的基本原则
剪力墙又被称为抗风墙、抗震墙、结构墙，既能够承担水平构件传来的竖向荷载，又能够承担风力或地震作用传来的水平地震作用，可以节约层高，空间利用比较好。剪力墙结构主要分为: 实体墙或者截面剪力墙、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙和壁式框架等，每一种剪力墙结构都有不同的形式和作用。
由于剪力墙平面外承载力和刚度很小，而平面内承载力和刚度则相对较大，要尽量避免平面外的搭接，因为在梁与剪力墙进行连接时，会产生平面外弯矩的现象，使剪力墙平面外的安全性受到威胁。在剪力墙结构设计中，连梁跨高比小于2.5或者大于5的时候，会出现弯矩，剪力也会超过规定的限值，对工程造价产生重大的影响。
剪力墙的布置主要是双向和多向的，应该从整体出发，贯穿整个建筑物，在较长的剪力墙设计过程中，要将剪力墙平均分成若干段，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8米，充分地发挥墙体配筋的作用。采用增加与沿梁轴线垂直的墙肢或者壁柱，减少弯矩对墙体的影响，控制剪力墙的平面外弯矩，把剪力墙拉通对直，避免叠合错洞墙和错洞剪力墙的出现，避免小墙肢在洞口与墙边的出现，增强抗震的能力。
设计人员在设计剪力墙的时候，最好的布置方法就是双向或者多向布置，方向要尽可能的顺着主轴的方向，如果剪力墙的方向不一样的，那么，就尽可能的将其连接在一起，千万不能出现对直或者拉通的现象；设计人员在对剪力墙进行抗震设计时，要做到侧向刚度差别不大，最关键的是要保证墙肢见面尽可能的简单而且要按照相应的规则进行操作。如果是该层建筑，那么剪力墙必须要进行双向或者多向的设计，而且这些设计必须要顺着主轴的方向，尤其在抗震设计时，不能出现单方向有墙而另一个方向没有墙的现象，只有这样才能真正保证剪力墙的发挥价值。
二、剪力墙在建筑设计施工中的应用
（一）剪力墙平面结构布置
剪力墙的平面布置首先要做到的就是保证均匀，并保证质量中心和刚度中心处在重合的状态下，减少力矩对墙体的作用力。剪力墙在施工中应当沿主轴方向布置，并保证剪力墙的抗侧力刚度保持在合理范圍内，如果有必要可适当增加可利用空间，并保证适当的高度。另外，剪力墙还应当保持合理的间距，通常采用经验公式进行设计，公式为 T=(0.05-0.06)n，其中n为建筑结构层数。实际剪力墙的数量应当与计算结果接近。剪力墙处理要具备较强的承重能力与刚度，还应当保证良好的延伸性和弹性，从而保证其在因外力作用产生裂缝时，剪力墙还能够不发生倒塌。
（二）剪力墙约束边缘构件处理
约束边缘构件能够促使剪力墙的承载能力得以显著提高，并减少层间位移，同时提高抗震能力，而且对于墙板也能提供稳定作用。剪力墙抗震设计应当满足第一振型的抵抗力矩大于承受力矩的一半以上。约束边缘构件的确定应当以剪力墙相关轴压比为依据。一般来说，抗震等级较高的剪力墙，应当采取层数较多的约束边缘构件，并有效控制剪力墙的均匀性，以从根本上提高墙肢的承重能力。
三、剪力墙结构的优化设计措施
（一）一般优化措施
剪力墙结构的设计主要可分为剪力墙结构设计和计算方面的优化，在进行结构优化设计时，不仅要注重设计方面，也要把计算列为其中重要的部分。
(1) 剪力墙结构设计优化，在剪力墙结构设计过程中，应当注重抗震的作用，尽量避免单向布置，按照双向布置的原则，使受力方向的抗侧刚度逐渐接近，形成一个良好的空间结构。利用空间的充足性，减轻结构的重量。剪力墙的门窗洞口要成列布置，墙肢截面简单，与连梁分布规则，当出现错洞或者叠合错洞的情况下，腔内的配筋要形成框架的形式。由于剪力墙结构的抗侧刚度受布置结构影响较大，如果出现突变的情况，对抗震非常不利，在对剪力墙进行结构设计时，要坚持从上到下连续布置的原则，改变墙体的厚度和混凝土的强度等级，减小侧向沿高的高度; 站在多种角度，从多方面出发，进行结构分析，注重和考虑抗震等级平均轴压比带来的影响及其稳定性的相关要求。
(2) 剪力墙结构计算优化，在剪力墙结构计算方面进行优化时，应当遵循楼层最小剪力系数的调整原则、连梁超出限值的调整原则、楼层最大位移和层高之比的调整原则、结构扭转为主的第一自振周期和以平动为主的第一自振周期之间的比例调整原则，使计算结果无限地接近规范值。
（二）剪力墙结构计算优化
剪力墙结构设计时，应根据规范要求结合建筑自身特点来判断结构是否合理。布置剪力墙，尽可能布置大开间剪力墙，尽量做到结构的刚心与质心相一致，尤其是剪力墙的平面布置、墙肢的长短等均应合理，使得楼层最小剪力系数、位移、周期等尽可能接近规范限值。这样既能够减轻结构整体重量，又能够有效减小地震效应，同时也能达到降低工程造价的目的。因此，对于高层建筑的平面结构布置应尽可能的均匀，使结构扭转变形最小，而不能仅根据层间位移不够就不停地增加竖向构件的刚度。限定其比值使得抗侧力构件的平面布置更合理、更有效、更经济，使整体结构不出现比较大的扭转效应。在实际工程应用中，我们应将竖向构件尽可能沿建筑周边均匀布置，调整结构中间部位构件的刚度，这样既有效提高结构整体的侧向刚度，又能够大幅度的提高整体结构刚度。
在剪力墙结构中，剪力墙连梁这一耗能构件，其超限问题尤为特出: 连梁的剪切破坏将对结构整体抗震产生极为不利的影响，并将大大降低结构的延性。连梁的跨高比小于 2.5 的其刚度大，极容易出现弯矩、剪力超限。因此在高层剪力墙结构的优化设计过程中，一定要注意对其连梁进行强剪弱弯的验算，以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。而且我个人认为在工程实际应用中人为加大连梁纵筋的操作一定要慎之又慎，因为这样就有可能无法满足其强剪弱弯的要求。当然也不能单纯地认为加大箍筋就一定能够确保其强剪弱弯的要求，这是由于当连梁不能满足其截面控制条件时，盲目地加大箍筋必然会导致连梁在其箍筋还未充分发挥作用时就发生剪切破坏。这样对工程造价增加了，而安全却没有得到加强，对于那些跨高比大于 2.5 的连梁，应注意将其剪力设计值乘以增大系数。剪力墙的墙体配筋: 对于剪力墙结构来说，剪力墙是数量是比较大的，对于合理的布置墙体配筋对于工程的经济及结构安全性都有重要的作用。配筋应满足规范建议的最小配筋率即可但同时还应服从整体结构计算的需要。
剪力墙结构设计的关键是，既要发挥这种体系刚度大、抗震性好等优点，又要克服其工程费用高等缺点。在许多情况下，并不是钢筋配的越多越好，剪力墙越多越安全，认识这一点对结构设计人员非常重要。结构工程师应针对不同的项目进行合理的分析，选择与实际情况最接近的受力模型并充分了解所使用软件，合理选用计算参数，只有这样才能够做到结构安全，技术经济合理。高层剪力墙结构设计时应进行反复的优化调整设计，在注重概念设计的前提下，认真调整优化各项技术参数，使整体结构达到相对较优的结果。这就要求我们在今后的设计中要不断提高设计水平及改进设计理念。
结语
综上所述，剪力墙结构施工工艺也比较复杂，需要设计人员和施工人员在进行结构设计与施工时，综合考虑各方面的因素，以保证剪力墙能够真正发挥其应有的作用，从而对建筑物的功能和安全形成可靠保障。
参考文献：
[1]马冲.探讨高层住宅剪力墙结构设计[J].科技致富向导,2014,12:196.
[2]朱以旭.对建筑结构优化设计的探讨[J].门窗,2014,04:278.
[3]杨迪珊.建筑结构设计总信息辅助确定与评价软件[D].厦门大学,2014.