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摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进建筑工程建设项目的增多。剪力墙结构在建筑的应用中占有非常重要的地位。为了达到经济合理的效果，所以在剪力墙结构设计中，有必要从实际情况出发，根据设计要求对结构进行详细的分析，去保证剪力墙结构的安全要求以及控制剪力墙的钢含量，达到控制成本的目的。本文就剪力墙结构的优化设计展开探讨。
关键词：剪力墙；结构；优化设计；措施
引言
在人们生活水平不断提升的背景下，社会大众对居住环境的要求也越来越高，其不仅需要建筑物满足安全需求，还要求建筑物所营造的环境较为舒适，而这给相应的建筑单位也提出了更大的挑战。近年来，在剪力墙结构优化方面，许多专家投入了大量的研究，并取得了一些成效，尤其是在结构构件方面。然而，到目前为止仍然没有一个成熟的数学模型。因此，相应的施工单位要对剪力墙结构设计现今所存在的问题进行分析的基础上，通过合理的优化措施来实现结构设计的优化，进而促进建筑工程的后续发展。
1剪力墙设计原则
（1）墙体延性。墙体的延性对剪力墙结构的稳定性起着非常重要的作用。在结构设计过程中，如果剪力墙过薄、过高，往往会由于连接梁的应力而导致严重的张拉或弯曲，从而导致剪力破坏，难以恢复。因此，在建筑结构设计中，特别是在建筑结构设计中，不可能采用整体强度比大于9m、高宽比小于2m的细长剪力墙。应尽量避免设置剪力墙的曲折形状。此时，可以在截面的一部分上设置一个孔，将整个墙体分割成几个生长小于9m的均匀的截面，形成连接墙，从而充分发挥剪力墙的延性。（2）对墙体进行受力分析。在设计剪力墙整体结构时，有必要对墙体的混凝土应力进行详细的分析。作为平面构件，墙体上的压力不仅包括水平弯矩和剪力，而且还包括竖向压力。因此，在剪力墙结构的设计工作中，必须充分考虑和认真分析剪力墙自身的应力，以保证剪力墙的使用效果和质量。（3）连续性。剪力墙的作用是用于建筑构件的维护以及结构的分离，起到承载水平和竖向阻力的用处。因此，为避免剪力墙刚度变化引起的建筑侧向位移现象，在建筑剪力墙结构设计中应从上到下布置，以尽量避免刚度的突然变化出现。
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2建筑剪力墙结构设计的优化
2.1对剪力墙结构设计方案的选择
由于剪力墙结构设计现阶段所存在一系列问题，相应的建筑企业以及施工单位必须在增强自身的安全意识的基础上，采取合理的优化措施来改善其现状。而不论选择何种剪力墙结构方案，施工单位必须以建筑结构的施工安全得到保障为前提，对建筑的结构形式进行合理的选择，同时对工程造价的高低进行充分考虑，以此来提升整个结构设计方案的合理性。在框支剪力墙的结构中，可以利用短肢剪力墙结构来保证其刚度达标，但其用量也必须得到控制，以此来提高整个墙体结构的安全性能。
2.2科学开展平面布置工作
在剪力墙结构设计中，要对其平面布置进行科学的设计。通常应遵循对称原理，墙体结构的重心和刚度可以充分结合以减小误差，而剪力墙结构可以承受各种力达到平衡状态。在设计工作中，剪力墙结构应沿主轴方向、两个或两个以上的方向进行布置和设计。同时，为保证剪力墙结构抗震设计的有效性和科学性，应减少单向墙设计。另外，为了提高建筑工程的安全性能和施工质量，降低工程造价，还应降低墙侧阻力的刚度。这是因为如果刚度增加或过大，很有可能导致墙体重量逐渐增加，进而导致框架和剪力墙结构的支撑。支持不能充分发挥。剪力墙结构的刚度设计一般由以下公式计算，即T=(0.05－0.06)n，其中n表示建筑物的层数。
2.3墙体平面形状优化
对于墙体平面形状方面的问题，设计人员要重视概念设计，确保其与建筑方案设计达到一致。在布置建筑结构的平面与竖向时，要结合建筑结构的特点，在满足适用和美观要求下，设计出墙体平面的形状，并对墙体的薄弱部分的结构体系进行合理的分析与探讨，确保结构平面的简单化与规则化。与此同时，在优化墙体平面形状时，相应的设计人员还需要遵循“简单、规则和均匀”原则，对墙体结构的刚度与承载力进行合理设计，刚度分布要均匀，平面不宜过长，突出部分长度也不宜过大，在建筑物体型方面，也需要确保其均匀性，避免外挑和内收过大，要保障剪力墙结构侧向刚度的平衡，确保其变化均匀，在结构选取时，要立足于墙体结构的实际情况，对其整体性能的发挥进行充分考虑，避免采用竖向布置不规则的结构，以此来提升整个剪力墙结构设计工作的水平，从而实现墙体的安全性，为建筑企业后续的施工奠定良好的基础，以此来促进相应建筑单位施工项目的顺利开展。
2.4剪力墙结构设计厚度与长度的科学确定
在剪力墙结构设计过程中，应科学地确定剪力墙结构设计的厚度和长度:(1)根据有关抗震规范的要求，当建筑物的抗震等级为一级或二级时，剪力墙结构的厚度应控制在剪力墙结构底部200mm。但剩余面积的厚度应控制在160mm，但1/16必须超过地面高度。在具体的设计工作中，如果建设项目情况特殊，则应进行概念设计分析，充分有效地控制墙肢轴压比，从而增强墙体的整体连接性，减少墙肢轴压比。墙的实际厚度。(2)为了确定墙上腿的长度，有必要控制墙腿的长度小于8米的剪力墙结构，因为高度的截面剪力墙结构的长度等于墙上的腿。应避免剪力墙结构的脆性剪切破坏。对于高剪力墙结构，长宽比通常大于2，设计者可以将其设置为具有弯曲破坏的延性剪力墙结构。
2.5优化设计承重构件
在确定基础方案后，相关设计工作人员就要根据相关的制度标准以及行业指标来对建筑结构中的承重构件进行选择，以此来进一步提高建筑主体结构的稳定性，提升建筑结构的质量与安全性。这就要求相关工作人员要侧重于剪力墙承重构件的设计，对其进行优化，同时要对剪力墙墙体自身的配筋率进行集中的把握与分析。在我国现阶段，相关部门已经对一部分指标进行了明确规定，并在一般情况下，将剪力墙的抗震等级分为三级，水平与竖直方向的配筋率最低要达到0.25%以上，这与之前的配筋率相比得到了更大的提升，且几乎接近国家化标准。因此，要想进一步提高剪力墙设计的整体质量与水平，设计人员就要重点掌握基础方案的设计要点，对承重构件的设计进行优化，并要严格遵循国家相关标准，促进相关指标与施工工艺参数之间实现有效的结合，进一步提高建筑结构设计的稳定性与科学性。
2.6有效提升建筑整体结构性能
剪力墙结构的基本功能是防止地震。在设计优化过程中，应遵循简单、规则的基本原则，以减少地震作用下剪力墙结构的压缩效应。在剪力墙结构的设计中，必须注意结构的应力状态，避免地震或其他灾害中局部结构的不均匀应力，有效地控制其危害。在剪力墙结构设计中，应尽量减小结构的薄弱部位，以避免结构薄弱的局部承载力。在设计剪力墙结构时，有必要根据设计人员的前期工作经验和相关技术参数，准确地分析结构的薄弱部位，认真修改设计方案，采取相应的技术措施来改善剪力墙结构的抗震能力。
结语
为了进一步有效的提高建筑结构设计的经济性与稳定性，就一定要充分重视剪力墙结构的应用与设计优化，并在这一过程中通过提升剪力墙结构的应用水平，对剪力墙结构设计进行优化来进一步提高建筑工程施工的安全性，降低工程成本，促进我国建筑行业的良性发展。
参考文献:
[1]高青,李林明.建筑结构设计中剪力墙结构的应用和优化设计探讨[J].环球市场,2017.
[2]刘杲劼.建筑结构设计中剪力墙结构的应用及优化设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2015.
论文作者:陈妍1,,肖庆峰2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/3
标签：剪力墙论文; 结构论文; 墙体论文; 结构设计论文; 建筑论文; 刚度论文; 平面论文; 《防护工程》2018年第35期论文;