工程结构设计中的剪力墙设计分析

冯仁强

摘 要：建筑结构的发展历史经过漫长的岁月，而对结构的设计经验也越来越丰富结构设计发展到现在，结构设计人员在进行结构设计时，始终遵循着传统的结构设计方法：参照-估选-分析-验算-调整-再验算-再调整，即设计人员根据设计要求和实践经验，参照类似的工程设计，通过判断，在满足各方面的要求下去创造一个新的设计方案，结构设计人员一旦创造出新的设计方案后，然后按照传统的经验，对新的方案进行几个特定量之间的计算，即强度、刚度、稳定性等，对这些特定量的计算，如果结果中有不合理的数值，即存在不满足规范要求的计算结果，则需调整设计方案，然后再次计算，直到各方面的数值结果都满足规范要求，才认为该设计方案具有可行性。在有条件的情况下，设计人员有时也可对几个可能的设计方案进行比较，从而对构件尺寸、材料选择、结构的布局及外形等进行修改，以便得到更为合理，更为经济的设计方案。

关键词：建筑工程；结构设计；剪力墙设计

1 前言

自改革开放以来，中国开始市场经济，中国的科技文化等等都得到了飞速的发展，尤其是近些年来，中国城市得到较大的发展，而作为人们最为基本的住房，办公，体育活动等的场所也得到了很大的发展，在人们生活水平得到明显提高的前提下，以前的居住条件很明显已经不能满足人们的要求，因此，人们对更高层次的物质与文化生活的追求也就成为必然，对更高生活水平的追求，“住宅”自然就成为人们首要的消费方向。因此，新结构体系的创新和优化设计发展，在结构体系的变革中，越来越受人们的关注了。

2 剪力墙设计简析

在我国建筑工程施工过程中工程结构设计一直是其重要的组成部分，而工程结构设计的进行离不开剪力墙设计的有效支持。因此在这一前提下對于建筑工程结构设计中的剪力墙设计进行研究与分析就具有极为重要的工程意义与现实意义。

2.1 剪力墙设计的研究现状

在国外，结构优化技术参数的研究深度和研究广度正快速的扩展，而关于结构优化技术参数的相关学术交流活动也很活跃，除了（Engine.ringOptimization）和（StructuralOptimization）两个专门的结构优化期刊以外，在许多关于建筑力学与建筑工程方面的期刊和杂志上所发表的结构优化技术参数方面的文章也占有相当大的比例，如

《Computed&Struct.》、《Int.J.Numer，Meth.Engrg.》、《Comput.Meth.Appl.Mech.Engrg.》等期刊，这些国外期刊几乎每期都刊登了一些有关结构优化技术的文章，介绍了结构优化技术领域的最新发展动态。而且，有关结构优化技术的国际学术会议进行的也是十分频繁。

目前，关于剪力墙结构优化方面的问题，在国内还没有形成统一的理论。关于该结构体系方面的优化问题，很多学者从结构各个方面提出自己的思考，有学者从结构受力方面提出自己的观点，有学者从结构变形方面提出自己的思考，还有学者从结构中剪力墙的截面尺寸方面提出自己的研究理论。在1989年，等学者认为结构优化设计的结果应从结构中框架单元出发来进行思考，应该使剪力墙结构中框架所承受的剪力在满足规范要求最小限值要求的前提下，在整个建筑高度上趋于均匀分布，这样的框架一剪力墙结构无论从受力还是变形的角度出发，结构都是最为合理的。

2.2 设计分类

剪力墙的受力特点主要体现在能够在连梁处突变并且在整个墙肢高度上没有发生反弯点。除此之外，与此相对应的实体墙则既没有开洞也没有开洞面积，其受力特点主要是弯矩图既不发生突变也不产生反弯点并且变形多以弯曲型为主要的变形方式。因此在剪力墙的设计过程中，工作人员应当遵循着控制剪力墙的高度和宽度的原则来对其进行设计分类。

2.3 设计原则

剪力墙自身有着明确的设计原则，即剪力墙的结构主要是由墙肢和连梁这两种结构来组成，并且这两种结构分别有着不同的抗震性能和不同的建筑刚度，因此在进行建筑工程结构设计时设计人员应当根据工程的实际需要来对其进行选择。

3 建筑工程结构设计中的剪力墙设计

3.1 选择设计方法

只有科学、合理的设计方法才能够保证剪力墙结构的稳定性，提高工程整体的质量基于选择设计方法的重要性，设计人员在进行剪力墙的结构设计时，更加应该慎重确定最恰当的施工方案，尽可能的增加建筑工程的整体强度以及安全稳定性另一方面，在选择设计方法的过程中，剪力墙设计时首先就应将形状确定为宽细状，这是考虑到剪力墙结构在处于受弯的工作状态时往往具有较为高的延展性的缘故与此同时，还应避免剪力墙过长以至于其成为低宽剪力墙，无法符合建筑工程的抗震要求，使剪力墙设计失败而且，设计人员在选择设计方法时应借助于计算机进行精确的计算，并参照大量实验经验解决设计过程中遇到的难题。

3.2 合理布置结构

设计剪力墙过程中，尽量使墙体对称，这样可以有效避免剪力墙扭矩的出现，并且加强剪力墙的抗震性，这就需要设计人员将剪力墙的重量核心和其刚度核心尽可能的布置在一起，促成对称另一方面，如果设计人员在剪力墙布置的结构过程中适当的减少单向形式的设计，可以在剪力墙结构中对抗震性产生积极作用，整体提升建筑工程的抗震性能除此之外，剪力墙侧向刚度能够充分发挥也是设计人员在布置结构过程中应该注意的事项，也可以在根本上不断增加建筑工程结构设计中的剪力墙设计的抗震效率。

3.3 延伸性处理

剪力墙设计过程中，一定要解决好墙体延伸的问题，这是由于剪力墙的结构自身存在着较大的延伸性，这就促使剪力墙整体也当具备相应程度的延伸特性，对剪力墙结构的整体性和耐久性有直接影响另一方面，剪力墙设计时设计人员应使用均匀、对称、上下连贯的设计方法，使其承载力符合规定，有利于整体提升剪力墙的支撑效果，要尽可能减少延伸性处理工作过程中剪力墙结构毁坏等问题的发生率，基于良好的设计基础才可以使建筑工程结构设计中的剪力墙设计不断提高可靠性。

3.4 提升强度与性能

建筑工程结构设计中的设计剪力墙的主要目标是增强其强度结合我国建筑部门新推出的《高规》中的条款，开展建筑工程的设计、施工工作时一定要保证剪力墙水平方向和竖直方向的配筋足量，使其保持0.20%之上的非抗震设计和四级抗震设计，与之对应的，保持数据不小于0.25%是设计人员在进行对抗一、二、三级抗震情况的建筑工程设计时要注意的事情，这样可以整体提高建筑工程抗震强度与自身性能，设计出保障人民安全的合格建筑另一方面，设计人员还应严格按照K.混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》中的相关规定，为了使剪力墙的强度与性能增加，借助限制边缘、构造边缘的剪力墙结构来增强矩形截面剪力墙的最大承载力，通常情况下能至少增加40%，还能有效提升其抗震性能，使借助行业中剪力墙设计水平更高，促进我国建筑业的健康可持续发展。

4 结束语

随着建筑业的建筑水平不断提高，相应的对建筑设计和工程项目施工提出了更高的标准，剪力墙结构设计作为建筑工程项目整体的一部分应给予重视，含理规范的剪力墙结构设计能够促进项目施工的进度，保证建筑物的稳定安全，也能够促进建筑行业的发展。

参考文献：

[1] 张震.框支剪力墙结构的设计与研究[D].西安建筑科技大学，2011.

[2] 徐传亮.刚度理论在工程结构设计中的应用[D].同济大学，2006.