馮仁強(qiáng)

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史經(jīng)過漫長的歲月，而對結(jié)構(gòu)的設(shè)計經(jīng)驗也越來越豐富結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展到現(xiàn)在，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，始終遵循著傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法：參照-估選-分析-驗算-調(diào)整-再驗算-再調(diào)整，即設(shè)計人員根據(jù)設(shè)計要求和實踐經(jīng)驗，參照類似的工程設(shè)計，通過判斷，在滿足各方面的要求下去創(chuàng)造一個新的設(shè)計方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員一旦創(chuàng)造出新的設(shè)計方案后，然后按照傳統(tǒng)的經(jīng)驗，對新的方案進(jìn)行幾個特定量之間的計算，即強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等，對這些特定量的計算，如果結(jié)果中有不合理的數(shù)值，即存在不滿足規(guī)范要求的計算結(jié)果，則需調(diào)整設(shè)計方案，然后再次計算，直到各方面的數(shù)值結(jié)果都滿足規(guī)范要求，才認(rèn)為該設(shè)計方案具有可行性。在有條件的情況下，設(shè)計人員有時也可對幾個可能的設(shè)計方案進(jìn)行比較，從而對構(gòu)件尺寸、材料選擇、結(jié)構(gòu)的布局及外形等進(jìn)行修改，以便得到更為合理，更為經(jīng)濟(jì)的設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：建筑工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；剪力墻設(shè)計

1 前言

自改革開放以來，中國開始市場經(jīng)濟(jì)，中國的科技文化等等都得到了飛速的發(fā)展，尤其是近些年來，中國城市得到較大的發(fā)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(fā)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(jīng)不能滿足人們的要求，因此，人們對更高層次的物質(zhì)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(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計發(fā)展，在結(jié)構(gòu)體系的變革中，越來越受人們的關(guān)注了。

2 剪力墻設(shè)計簡析

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

2.1 剪力墻設(shè)計的研究現(xiàn)狀

在國外，結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)參數(shù)的研究深度和研究廣度正快速的擴(kuò)展，而關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)參數(shù)的相關(guān)學(xué)術(shù)交流活動也很活躍，除了（Engine.ringOptimization）和（StructuralOptimization）兩個專門的結(jié)構(gòu)優(yōu)化期刊以外，在許多關(guān)于建筑力學(xué)與建筑工程方面的期刊和雜志上所發(fā)表的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)參數(shù)方面的文章也占有相當(dāng)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(guān)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的文章，介紹了結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)。而且，有關(guān)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的國際學(xué)術(shù)會議進(jìn)行的也是十分頻繁。

目前，關(guān)于剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的問題，在國內(nèi)還沒有形成統(tǒng)一的理論。關(guān)于該結(jié)構(gòu)體系方面的優(yōu)化問題，很多學(xué)者從結(jié)構(gòu)各個方面提出自己的思考，有學(xué)者從結(jié)構(gòu)受力方面提出自己的觀點，有學(xué)者從結(jié)構(gòu)變形方面提出自己的思考，還有學(xué)者從結(jié)構(gòu)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(xué)者認(rèn)為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果應(yīng)從結(jié)構(gòu)中框架單元出發(fā)來進(jìn)行思考，應(yīng)該使剪力墻結(jié)構(gòu)中框架所承受的剪力在滿足規(guī)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(jié)構(gòu)無論從受力還是變形的角度出發(fā)，結(jié)構(gòu)都是最為合理的。

2.2 設(shè)計分類

剪力墻的受力特點主要體現(xiàn)在能夠在連梁處突變并且在整個墻肢高度上沒有發(fā)生反彎點。除此之外，與此相對應(yīng)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(fā)生突變也不產(chǎn)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(shè)計過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)遵循著控制剪力墻的高度和寬度的原則來對其進(jìn)行設(shè)計分類。

2.3 設(shè)計原則

剪力墻自身有著明確的設(shè)計原則，即剪力墻的結(jié)構(gòu)主要是由墻肢和連梁這兩種結(jié)構(gòu)來組成，并且這兩種結(jié)構(gòu)分別有著不同的抗震性能和不同的建筑剛度，因此在進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程的實際需要來對其進(jìn)行選擇。

3 建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的剪力墻設(shè)計

3.1 選擇設(shè)計方法

只有科學(xué)、合理的設(shè)計方法才能夠保證剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高工程整體的質(zhì)量基于選擇設(shè)計方法的重要性，設(shè)計人員在進(jìn)行剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，更加應(yīng)該慎重確定最恰當(dāng)?shù)氖┕し桨?，盡可能的增加建筑工程的整體強(qiáng)度以及安全穩(wěn)定性另一方面，在選擇設(shè)計方法的過程中，剪力墻設(shè)計時首先就應(yīng)將形狀確定為寬細(xì)狀，這是考慮到剪力墻結(jié)構(gòu)在處于受彎的工作狀態(tài)時往往具有較為高的延展性的緣故與此同時，還應(yīng)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(shè)計失敗而且，設(shè)計人員在選擇設(shè)計方法時應(yīng)借助于計算機(jī)進(jìn)行精確的計算，并參照大量實驗經(jīng)驗解決設(shè)計過程中遇到的難題。

3.2 合理布置結(jié)構(gòu)

設(shè)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(xiàn)，并且加強(qiáng)剪力墻的抗震性，這就需要設(shè)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(shè)計人員在剪力墻布置的結(jié)構(gòu)過程中適當(dāng)?shù)臏p少單向形式的設(shè)計，可以在剪力墻結(jié)構(gòu)中對抗震性產(chǎn)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(cè)向剛度能夠充分發(fā)揮也是設(shè)計人員在布置結(jié)構(gòu)過程中應(yīng)該注意的事項，也可以在根本上不斷增加建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的剪力墻設(shè)計的抗震效率。

3.3 延伸性處理

剪力墻設(shè)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(jié)構(gòu)自身存在著較大的延伸性，這就促使剪力墻整體也當(dāng)具備相應(yīng)程度的延伸特性，對剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性有直接影響另一方面，剪力墻設(shè)計時設(shè)計人員應(yīng)使用均勻、對稱、上下連貫的設(shè)計方法，使其承載力符合規(guī)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(jié)構(gòu)毀壞等問題的發(fā)生率，基于良好的設(shè)計基礎(chǔ)才可以使建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的剪力墻設(shè)計不斷提高可靠性。

3.4 提升強(qiáng)度與性能

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的設(shè)計剪力墻的主要目標(biāo)是增強(qiáng)其強(qiáng)度結(jié)合我國建筑部門新推出的《高規(guī)》中的條款，開展建筑工程的設(shè)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(shè)計和四級抗震設(shè)計，與之對應(yīng)的，保持?jǐn)?shù)據(jù)不小于0.25%是設(shè)計人員在進(jìn)行對抗一、二、三級抗震情況的建筑工程設(shè)計時要注意的事情，這樣可以整體提高建筑工程抗震強(qiáng)度與自身性能，設(shè)計出保障人民安全的合格建筑另一方面，設(shè)計人員還應(yīng)嚴(yán)格按照K.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，為了使剪力墻的強(qiáng)度與性能增加，借助限制邊緣、構(gòu)造邊緣的剪力墻結(jié)構(gòu)來增強(qiáng)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(yè)中剪力墻設(shè)計水平更高，促進(jìn)我國建筑業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)束語

隨著建筑業(yè)的建筑水平不斷提高，相應(yīng)的對建筑設(shè)計和工程項目施工提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計作為建筑工程項目整體的一部分應(yīng)給予重視，含理規(guī)范的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠促進(jìn)項目施工的進(jìn)度，保證建筑物的穩(wěn)定安全，也能夠促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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