1剪力墙结构概述
1)实体墙。实体墙是一种有开洞或者没开洞的墙体结构，但若开洞则是开洞面积小于15%。此剪力墙主要为曲型变形，形象地说像一个整体的悬壁墙，在墙肢高度弯矩图上，既不存在弯点也不会发生突变。2)整体小开口的剪力墙。这是指开洞面积在15%以内的墙体，其受力特点:虽会在连梁处发生突变，但墙体弯矩图则不会产生弯点。3)双肢或多肢剪力墙。即开洞面积过大或者墙体上的洞口呈列状分布。与整体小开口墙的受力特点相似。4)壁式框架剪力墙。这是指墙体开洞尺寸较大，且其墙肢线上与墙体连梁线上的刚度接近。它的受力特点与其他剪力墙不一样，它不仅弯矩图会在楼层处发生突变，而且在建筑的大多数楼层内产生弯点。
2剪力墙结构的优化设计
1)优化剪力墙结构设计。剪力墙长度和宽度尺寸与其厚度相比比较大，根据构件设计的要求不同，使用的设计长度与厚度则不同。一方面，剪力墙结构的厚度。相关规定指出，剪力墙底部加强厚度为一、二级抗震时最好大于200mm，且楼层高度不得小于其1/16，别的地方则不小于160mm。为了确保整体的连接并且达到减少墙体厚度的效果，在剪力墙结构设计过程中，要具体分析设计概念及要求，有效的控制墙肢轴压比例，如表1所示。另一方面，墙体长度。剪力墙墙体高度即为墙体截面高度，其长度不应超过8m。确保剪力墙结构的延性是设计剪力墙结构的关键。若要是避免脆性的剪切破坏，可将剪力墙设计成高宽比大于2的细高剪力墙结构。但有时由于墙体本身长度很大，要想保证比值大于2，就可以采用开洞的方法将其变为均匀的连肢体墙，而其洞口采用约束弯矩比较小的弱连梁的效果较好。2)优化剪力墙结构计算。首先，调整建筑物楼层之间的最小剪力系数的原则。在建筑施工过程中，为了达到降低建筑物自身重量和增加建筑承受地震的能力的效果，应该在不超过规定系数范围内尽量地减少剪力墙的使用数量，以便于把楼层的最小剪力系数控制在设计要求所规范的限制内。其次，剪力墙连梁超限的调整原则。此原则主要是要求在进行剪力墙的设计过程中，根据剪力墙结构设计标准，其连梁的跨高比值一般情况下要大于2．5，若其比值在2．5以下的话，容易出现墙体的弯矩和剪力值超出有关技术所规定的限值的状况。另外，绝大部分剪力墙的连梁跨度会超出比值到5，此时就需用框架梁的方式来完成其连梁的建设。而对于超出比值在5～6范围内时，要想确保其墙体不发生刚度变化，则剪力墙的剪力或弯矩就会出现异常，超出其结构设计规定的要求。因此，在进行剪力墙结构设计时，对剪力墙连梁的超限进行调整，实现有效的对建筑工程投入的资金成本进行控制。最后，建筑物楼层层高与层间最大位移之间的比例调整原则。在对遭遇地震作用影响较多的建筑楼层进行最大弹性层间位移值规定和规范时，把以变形为主要形式的高层建筑排除在外，且计算其他建筑时可不扣除其整体的变形弯曲，而转换为扭转变形的计算。其中，竖向构件数量是控制剪切变形的决定性因素，但是，竖向构件不能过多使用，否则会引起结构的扭曲变形。因此，在对高层建筑进行结构设计时，应该尽可能的缩小扭转变形。3)剪力墙结构的应用。首先，剪力墙的平面布置。在其平面布置中，应尽可能的依据对称、均匀的原则，尽力使墙面结构本身的刚度和质量中心完全重合进行布局，从而达到较少扭矩的效果;而对内外剪力墙来说，则应尽量拉通、对直;在抗震设计要求情况下，剪力墙应避免仅采用单向有墙的布置形式;另外，还应控制剪力墙的抗侧力刚度，来增加剪力墙的利用空间和承载能力;还应注意剪力墙的间距不应过密。其次，约束边缘构件处理。剪力墙的边缘构件大体上分为两种，即无约束边缘和有约束边缘的构件，两者相比较，则无约束边缘的矩形截面积的极限承载力约降低40%，极限楼层位移角将减少一倍，对地震能量的消耗也会有所减少，并且会对墙板的稳定造成影响。由此可见，在构件设计选择时，应严格根据不同级别和类型的剪力墙的相关轴压比进行分析，从而选取相应的边缘构件。最后，剪力墙墙身钢筋分析。国家对剪力墙的水平和竖向分布筋的配筋率做出了相关的规定，比如，一二级抗震建筑物的设计应保证小于0．25%，而对于非抗震和四级抗震的设计不应低于0．2%。另外，这个配筋率在有关规范性文件中都有提到。
3结语
为了满足我国建筑行业及其施工科技技术完善的市场需求，虽然剪力墙构件设计已经得到了广泛应用，但在实施建设施工过程中，我们还是应该依据其基本概念进行设计，并且重视和认真把握设计中应遵循的应用要求和调整原则，进一步的选取合理的剪力墙长度、宽度及厚度，使设计得到最佳效果。另外，设计人员还应进行不断的学习和创新，只有两者结合，才能保证建筑结构的稳定、经济、安全，有效缩小工程成本，从而促使我国建筑行业健康、和谐、可持续发展。
作者：谭红卫 单位：山西筑城建筑设计有限公司
