工程結構設計中的剪力墻設計分析

馮仁強

摘 要：建筑結構的發展歷史經過漫長的歲月，而對結構的設計經驗也越來越豐富結構設計發展到現在，結構設計人員在進行結構設計時，始終遵循著傳統的結構設計方法：參照-估選-分析-驗算-調整-再驗算-再調整，即設計人員根據設計要求和實踐經驗，參照類似的工程設計，通過判斷，在滿足各方面的要求下去創造一個新的設計方案，結構設計人員一旦創造出新的設計方案后，然后按照傳統的經驗，對新的方案進行幾個特定量之間的計算，即強度、剛度、穩定性等，對這些特定量的計算，如果結果中有不合理的數值，即存在不滿足規范要求的計算結果，則需調整設計方案，然后再次計算，直到各方面的數值結果都滿足規范要求，才認為該設計方案具有可行性。在有條件的情況下，設計人員有時也可對幾個可能的設計方案進行比較，從而對構件尺寸、材料選擇、結構的布局及外形等進行修改，以便得到更為合理，更為經濟的設計方案。

關鍵詞：建筑工程；結構設計；剪力墻設計

1 前言

自改革開放以來，中國開始市場經濟，中國的科技文化等等都得到了飛速的發展，尤其是近些年來，中國城市得到較大的發展，而作為人們最為基本的住房，辦公，體育活動等的場所也得到了很大的發展，在人們生活水平得到明顯提高的前提下，以前的居住條件很明顯已經不能滿足人們的要求，因此，人們對更高層次的物質與文化生活的追求也就成為必然，對更高生活水平的追求，“住宅”自然就成為人們首要的消費方向。因此，新結構體系的創新和優化設計發展，在結構體系的變革中，越來越受人們的關注了。

2 剪力墻設計簡析

在我國建筑工程施工過程中工程結構設計一直是其重要的組成部分，而工程結構設計的進行離不開剪力墻設計的有效支持。因此在這一前提下對于建筑工程結構設計中的剪力墻設計進行研究與分析就具有極為重要的工程意義與現實意義。

2.1 剪力墻設計的研究現狀

在國外，結構優化技術參數的研究深度和研究廣度正快速的擴展，而關于結構優化技術參數的相關學術交流活動也很活躍，除了（Engine.ringOptimization）和（StructuralOptimization）兩個專門的結構優化期刊以外，在許多關于建筑力學與建筑工程方面的期刊和雜志上所發表的結構優化技術參數方面的文章也占有相當大的比例，如

《Computed&Struct.》、《Int.J.Numer，Meth.Engrg.》、《Comput.Meth.Appl.Mech.Engrg.》等期刊，這些國外期刊幾乎每期都刊登了一些有關結構優化技術的文章，介紹了結構優化技術領域的最新發展動態。而且，有關結構優化技術的國際學術會議進行的也是十分頻繁。

目前，關于剪力墻結構優化方面的問題，在國內還沒有形成統一的理論。關于該結構體系方面的優化問題，很多學者從結構各個方面提出自己的思考，有學者從結構受力方面提出自己的觀點，有學者從結構變形方面提出自己的思考，還有學者從結構中剪力墻的截面尺寸方面提出自己的研究理論。在1989年，等學者認為結構優化設計的結果應從結構中框架單元出發來進行思考，應該使剪力墻結構中框架所承受的剪力在滿足規范要求最小限值要求的前提下，在整個建筑高度上趨于均勻分布，這樣的框架一剪力墻結構無論從受力還是變形的角度出發，結構都是最為合理的。

2.2 設計分類

剪力墻的受力特點主要體現在能夠在連梁處突變并且在整個墻肢高度上沒有發生反彎點。除此之外，與此相對應的實體墻則既沒有開洞也沒有開洞面積，其受力特點主要是彎矩圖既不發生突變也不產生反彎點并且變形多以彎曲型為主要的變形方式。因此在剪力墻的設計過程中，工作人員應當遵循著控制剪力墻的高度和寬度的原則來對其進行設計分類。

2.3 設計原則

剪力墻自身有著明確的設計原則，即剪力墻的結構主要是由墻肢和連梁這兩種結構來組成，并且這兩種結構分別有著不同的抗震性能和不同的建筑剛度，因此在進行建筑工程結構設計時設計人員應當根據工程的實際需要來對其進行選擇。

3 建筑工程結構設計中的剪力墻設計

3.1 選擇設計方法

只有科學、合理的設計方法才能夠保證剪力墻結構的穩定性，提高工程整體的質量基于選擇設計方法的重要性，設計人員在進行剪力墻的結構設計時，更加應該慎重確定最恰當的施工方案，盡可能的增加建筑工程的整體強度以及安全穩定性另一方面，在選擇設計方法的過程中，剪力墻設計時首先就應將形狀確定為寬細狀，這是考慮到剪力墻結構在處于受彎的工作狀態時往往具有較為高的延展性的緣故與此同時，還應避免剪力墻過長以至于其成為低寬剪力墻，無法符合建筑工程的抗震要求，使剪力墻設計失敗而且，設計人員在選擇設計方法時應借助于計算機進行精確的計算，并參照大量實驗經驗解決設計過程中遇到的難題。

3.2 合理布置結構

設計剪力墻過程中，盡量使墻體對稱，這樣可以有效避免剪力墻扭矩的出現，并且加強剪力墻的抗震性，這就需要設計人員將剪力墻的重量核心和其剛度核心盡可能的布置在一起，促成對稱另一方面，如果設計人員在剪力墻布置的結構過程中適當的減少單向形式的設計，可以在剪力墻結構中對抗震性產生積極作用，整體提升建筑工程的抗震性能除此之外，剪力墻側向剛度能夠充分發揮也是設計人員在布置結構過程中應該注意的事項，也可以在根本上不斷增加建筑工程結構設計中的剪力墻設計的抗震效率。

3.3 延伸性處理

剪力墻設計過程中，一定要解決好墻體延伸的問題，這是由于剪力墻的結構自身存在著較大的延伸性，這就促使剪力墻整體也當具備相應程度的延伸特性，對剪力墻結構的整體性和耐久性有直接影響另一方面，剪力墻設計時設計人員應使用均勻、對稱、上下連貫的設計方法，使其承載力符合規定，有利于整體提升剪力墻的支撐效果，要盡可能減少延伸性處理工作過程中剪力墻結構毀壞等問題的發生率，基于良好的設計基礎才可以使建筑工程結構設計中的剪力墻設計不斷提高可靠性。

3.4 提升強度與性能

建筑工程結構設計中的設計剪力墻的主要目標是增強其強度結合我國建筑部門新推出的《高規》中的條款，開展建筑工程的設計、施工工作時一定要保證剪力墻水平方向和豎直方向的配筋足量，使其保持0.20%之上的非抗震設計和四級抗震設計，與之對應的，保持數據不小于0.25%是設計人員在進行對抗一、二、三級抗震情況的建筑工程設計時要注意的事情，這樣可以整體提高建筑工程抗震強度與自身性能，設計出保障人民安全的合格建筑另一方面，設計人員還應嚴格按照K.混凝土結構設計規范》、《建筑抗震設計規范》中的相關規定，為了使剪力墻的強度與性能增加，借助限制邊緣、構造邊緣的剪力墻結構來增強矩形截面剪力墻的最大承載力，通常情況下能至少增加40%，還能有效提升其抗震性能，使借助行業中剪力墻設計水平更高，促進我國建筑業的健康可持續發展。

4 結束語

隨著建筑業的建筑水平不斷提高，相應的對建筑設計和工程項目施工提出了更高的標準，剪力墻結構設計作為建筑工程項目整體的一部分應給予重視，含理規范的剪力墻結構設計能夠促進項目施工的進度，保證建筑物的穩定安全，也能夠促進建筑行業的發展。

參考文獻：

[1] 張震.框支剪力墻結構的設計與研究[D].西安建筑科技大學，2011.

[2] 徐傳亮.剛度理論在工程結構設計中的應用[D].同濟大學，2006.