摘要：建筑剪力墙结构设计工作，专业且琐碎，工艺要求很高。剪力墙结构设计工作切忌盲目，应依从于建筑工程本身，经精密计算和论证后，整理设计思路，继而在具体工程界面内，予以实施。将图纸上的规划，以实体工程形式呈现出来，服务于建筑工程局部施工。
关键词：剪力墙 结构设计 优化
前言
剪力墙结构为局部工程内容，而设计又属于前期工作。任何工程设计都不是盲目的，其往往依托于精密的图纸绘制和数据论证。设计人员对工程项目作粗略预估后，应立即参与到设计中，与团队成员一起进行实体性操作，使剪力墙结构各线条、构件等合理、合规，无不良影响。以最优的性能，凸显建筑工程价值。
1 剪力墙结构概述
建筑设计行业，剪力墙结构设计已是老生常谈的问题。其以工艺层面的优势，弥补高层建筑施工中的诸多不足，使建筑工程承载力、安全指数等有所提高，为工程设计创造了无限潜能。剪力墙结构设计，除却是一项简略的具体性工作之外，更是依照已知设计思路，开展的实体性工程论证。应考量建筑工程整体性布局及各平、立面结构。以最佳工程要素整合，使其抗震、抗风和荷载传导性能兼而有之。剪力墙结构的隔离性能也是不容忽略的，其往往作为主承载部分，被用以建筑规划中。因具备极小的空间特性，具体工程实施中，以混凝土结构，设置楼层盖板，使有限的空间内容纳更多的工程要素。抗侧力和承载性是剪力墙结构两大优势，但其在灵敏性和空间间距方面仍受限[1]。
2 建筑剪力墙结构设计优化思路
剪力墙结构之所以在建筑工程领域备受推崇，源于其坚固性和承载力。城市人口的超标，使有限的土地资源难以承载。为将城市空间开发应用到最大限度，高层建筑已成为城市建筑行业发展及工程建设的主流。庞大的工程结构决定了高层建筑承受的压力很大，倘若墙体质量不达标，很容易出现工程弊病，甚至引发安全事故。而剪力墙恰恰弥补了这一不足，以工艺和结构优势，使建筑工程发展空间更加开阔。
2.1 考量墙宽高和受力特性
（1）设计剪力墙时，宽和高作为主要素，最为明晰。常因主观设计偏差，使墙面尺寸过大，墙体过薄，干扰受力。设计剪力墙结构时，应使剪力墙和柱处于其应有界面内。以该种方式，使构件厚度、肢长与设计指标吻合。建筑剪力墙结构设计优化，并不是管束单一工作内容便可实现的，也需要兼顾各指标的前提下，厘清设计思路。
（2）设计剪力墙结构，虽属立体性工作，但构件承受的水平力和竖向力考量，仍不容忽视。该墙体之所以承担的作用力较大，完全是基于剪力和弯矩这两项主指标。剪力墙不应独立存在，需要具备可延续性，方能够忽略水平作用力。平面部位承载力往往非常小。剪力墙和平面部位梁的连接也是应兼顾的。弯矩是平面处墙肢常见弊病。借助工程手段，提高平面安全系数[2]。
2.2 剪力墙设计计算
因剪力墙设计服务于实体工程建设，其计算过程复杂。其中，水平力和竖向力的考量必不可少。在该已知背景下，能够使墙体荷载和压力与设计要求吻合。计算剪力墙时，其与宽度间距虽属细部性内容，却不容忽视，而楼层间最小剪力系数的考量，会使计算结果更加精确。依据已知建筑设计文件，能够了解到，当房屋处于施工状态时，应在原有自重上有所降低，并兼顾其抗震性。开展常规剪力墙设计及计算工作时，因短肢剪力墙结构抗侧刚度小，需布置部分长墙，或借助电梯这一工程条件，在楼梯间形成大刚度内筒。该计算思路于抗震设计效果极佳。正是计算工作的开展和实施，才削弱了剪力墙设计与实际诉求偏差。
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3 建筑剪力墙结构设计优化策略
3.1 实施墙体配筋设计
该项工作实施过程极为琐碎，需要逐一把控。优选精致原材料，尤以钢筋选择最为慎重，时刻注重其与设计工作及实体工程匹配度。而材料本身也应有合格证明。资料齐全，规格达标后，方可将该类钢筋作设计及工程之用。剪力墙结构中，墙体配筋极为讲究。在墙体中植入垂直钢筋，外部布设水平钢筋。钢筋主要集中在地底。该界面性质决定了地下的水压和土压均很强。剪力墙结构中，配筋工作的实施，应确保其与工程测算最小配筋率吻合。在原有设计图纸及工况背景下，优化设计剪力墙，控制投资成本。剪力墙厚度设定比较灵活，倘若不违背结构计算要求，设定为160mm或180mm均可[3]。
3.2 剪力墙结构连梁设计
不同于常规工程实施，剪力墙结构连梁设计极为讲究，应力求出众。假设连梁跨高比超过5，设计工作应比照框架梁实施。而刚度方面不能偷工减料，力求剪力合适，尽可能压缩成本，以免消耗过多资源或增加额外支出。重新设定跨高比，以6作为跨高比最佳设定数值，以少量钢筋和混凝土应用，削减不必要的投资类目及数额。用有限的材料、成本和资源，服务于连梁设计工作，力求工艺和性能达标。以少量的成本投入，获取无限利润拓展。
3.3 优化设计层间位移比及最大位移
将该界面内的硬性规定作为已知条件，采用正确的方式，对频发地震作用标准值导致的楼层最大层间位移予以核算。全局性工作部署及考量中，不应包含高层变形建筑物，而弯矩变形也应作为已知条件存在，并在扭转变形中予以计入。因而，高层建筑剪力墙优化设计，除却常见性内容外，应将楼层间距和剪切变形作为两项主指标。而无论是剪切变形的控制，还是实施，都应以垂直构件数量为准。倘若问题发生在构件布置环节，扭转变形属必然。因而，高层建筑剪力墙结构优化设计，应力求严谨，针对扭转变形问题，实施大范围控制，构件刚度也应是固定的，严禁随意增设或更改，以免剪力墙结构设计受扰，与设计目标存在不可逾越的差距。
3.4 注重剪力墙结构均衡设计
均衡设计虽是剪力墙结构中的一细微点，但需要设计人员格外重视。依托于专业手段，使其具备平均受力。实施该设计构想，能够使工程更加安全，也使结构中的不合理之处得以消除，于成本控制也是有利的。前期设计为该过程实施提供图纸依据和工程思路，应对建筑物平面布局情况进行考量，对各类可能发生的情况予以分析、论证，使剪力墙结构优化方案完美的呈现出来。设计人员应将视界聚焦在施工现场，经立体性构思后，确定剪力墙结构，并以专业思维开展设计工作。除却常规图纸、方案设计外，也应对该工程框架内的具体管理条例予以确定。将专业知识渗入到剪力墙结构检查和监督工作中，使施工人员在管理过程中，更讲求安全性和科学性，以免因跳脱设计方案或施工图纸，导致设计工作或施工质量无依据可言[4]。
4 结语
综上所述，建筑工程设计施工过程虽繁杂，却应有条不紊的执行。长期以来，剪力墙都是建筑结构设计中的主内容及关键工程部分。设计人员既要把控全局，又要将思维回归到剪力墙这一单项工程内容设计及论证中。除却常规设计思路之外，对墙体的宽、高、受力特性予以考量。有论证依据之后，一步步进行配筋、连梁、位移、均衡等方面的考虑。以精确的计算和细密的布局，增强工程设计图纸严谨性，使工程项目的实施始终依托于图纸，实现预期优化目标。
参考文献：
[1]李贵江.建筑剪力墙结构设计优化策略探讨[J].江西建材，2017，（03）:40+44.
[2]门进杰，周琦，等.某板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计研究[J].结构工程师，2013，（03）:1-10.
[3]张晨光.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].门窗，2015，（03）:240+244.
[4]吴昊天.高层建筑剪力墙结构设计优化探究[J].科技创新与应用，2015，（15）:242.
论文作者:霍元辰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/25
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