浅谈某板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计

于连政

摘 要：随着城市发展进程的不断加快，我国城市呈现出现代化的发展趋势，高层建筑的数量越来越多，在对高层建筑进行设计的过程中，一定要重视起自身的结构优化，以便满足相关设计的规定。我国对于高层建筑的结构设计从现有的状况出发主要有两种，一种是采用数学规划的方法，还有一种是力学准则法，但是两种方法都不能起到良好的结构优化的作用。在这种情况下，需要进一步完善结构优化的设计，除了要培养更多相关方面的人才外，还需要从具体的实践情况出发，加强投入力度，不断完善理论，本文重点从对建筑剪力墙的结构优化入手，提出了有效的解决办法，希望能够对今后的发展建设提供一定的帮助。

关键词：高层建筑；结构优化；设计问题；解决方案

我国在当前的经濟建设与发展的过程中，其发展形式有了更好的改善，高层建筑是城市现代化的主要标志之一，但是在对高层建筑进行设计的过程中，自身的结构如果不能满足实际的需要，那么就会对建筑的使用受到一定的影响。结构设计是高层建筑进行建设的首要前提，而相应的技术则进一步确定了结构。因此本文重点提及了高层建筑的剪力墙设计，在当前的结构设计中还存在一定的不足之处，还拥有更好的发展空间。这需要相关设计人员积极的发挥其主观能动性，这样才有助于高层建筑的进一步结构设计。将其进一步的推广开来，才有助于人们生活水平更好的提高。

1、剪力墙结构体系的设计

在当前高层建筑的剪力墙结构设计的过程中，我国相关的理论知识还比较薄弱，这样对实际的施工建设是十分不利的，因此需要不断优化以及进一步的建设，这样才能更好的完善我国当前高层建筑的质量，建筑剪力墙需要具备一定的承载能力以及刚度要求，这样才能实现对地震的有效预防，本文重点提出了剪力墙结构体系设计的内容，剪力墙又可以称为是结构墙，具有较大的截面，在一个建筑中，相同的剪力墙是按照相互浇筑的原理完成的。因此具备良好的整体性，在抗侧能力方面也是比较有影响力的，剪力墙结构所承担的墙体结构主要是对横向水平力进行承担的，但是有些剪力墙为了能够满足下部空间的框架支撑作用，也可以直接竖立在基础之上，框架剪力墙也就是因此而得来的。对框架剪力墙进行结构设计的过程中，需要承载横向以及竖向的荷载能力，采用合适的分析方法进行详细的分析，构建起一个科学的剪力墙结构体系，通过对剪力墙的分析可知，剪力墙平面具有较小的刚度，竖向刚度却很大，所以平面外的刚度是可以忽略的。因此在设计的过程中应该分别对横纵两个方向的剪力墙进行考虑。空间结构可以按照平面结构的方式加以进一步的处理，这样在水平荷载作用的基础上，能够对内力以及位移加以简化。剪力墙结构从横纵两个方向上是分别联系在一起的，所以剪力墙具有一定的截面特性，可以实现横纵墙共同进行工作，纵墙中的一部分可以当做横墙上的有效翼缘使用，相反，横墙上的一部分也能当做纵墙上的翼缘。在对剪力墙进行分类的过程中，可以分为双肢墙、壁式框架以及多肢墙等。

2、剪力墙结构优化设计方法

2.1主体结构抗侧刚度

高层建筑在承受建筑内部重量的同时，还要让建筑有整体性，最主要的是让建筑保持稳定。然而高层建筑的稳定性却受到某些自然条件的冲击，当出现强风、暴雨等天气的时候，建筑的结构受到严重的冲击，可是高层建筑还是让主体有刚度，以免建筑出现移动。通过稳定主体的刚度，可以让建筑内部结构以及使用建筑的人很安全。高层建筑的材料的用量与建筑结构承受的重量是有一定联系的。如果建筑承载量大，那么建筑结构的材料更多。而结构的抗侧力材料数量也是同样，并且是呈二次方的比例增加。建筑结构的标准是否合理取决于主体结构的抗侧刚度。因此在在优化建筑结构的时候，应该计算抗侧刚度，通过计算结果，合理的设计高层建筑结构。

2.2地震作用

计算建筑的抗震作用，通常计算的方法有两种，一种是振型分解反应谱；而另一种是底部剪力。但是第一种方法用的比较多，在计算的时候，可以用拟静力的方式，通过这种计算方式可以保证计算数据准确，而且还能计算出建筑的抗震水平。底部剪力也是在设计建筑抗震使用的一种方法，而且将拟静力的方法简化。如果建筑的质量以及刚度同时能沿着竖向分布，并且分布的较为均匀的时候，可以看出这种计算方式还有可靠性的。尽管这种计算方式更方便，但是会使误差增大，甚至是使建筑的结构出现偏差。但是如果使用了这种计算方式，那么在分析结构刚度的时候，不会在经过很多的步骤之后才计算出结果。

2.3建筑结构轻型化

我国高层建筑中基本上都应用到了剪力墙结构，在对剪力墙进行设计的过程中，通常都是采用混凝土为主要原材料的，但是材料从等级上来看，整体水平都比较低，同时混凝土自身的重量较大，所以在对材料进行运输的过程中，还有在施工过程中所产生的一些不利因素，都会对建筑结构产生一定的影响。所以在对建筑结构进行优化时，需要进一步控制建筑的自重。当建筑的结构轻型化之后，使用的材料就减少，而且建筑的截面也会缩短，通过这种方法可以让建筑有较高的抗震性，当建筑的抗震性改变之后，建筑在地震中受到的影响也小。建筑的楼盖形式也要保证是正规的，首先要有一个测量建筑楼盖的尺寸，以及截面面积，其次是测量建筑的重量，控制好建筑发生位移的地点以及程度。在选择建筑的材料的时候，要选择那些质量轻，但是具有很高强度的材料，控制建筑墙体的重量，使其重量较轻，同时减少建筑的重量。使用的传统材料要么具有轻度，要么具有高强度，两者不能并存，可以在技术发展之后，出现了很多的材料，而且材料的运用也得到改善，使其不仅重量较轻，还能有很高的强度。可是这种材料在国外使用的较多，而我国的高层建筑基本还是使用钢筋混凝土结构，新型的材料只能在轻骨料高层建筑中使用。

3、结束语

在对高层建筑剪力墙进行结构设计以及优化的过程中，现阶段已经有了突出的进展，但是在这方面还是存在一定的不足，所以在现阶段的发展过程中，不仅需要完善技术，还应该促进相关设计人员的个人能力进一步提升。在前期设计的过程中，应该充分考虑到实用性以及安全性，并且建筑剪力墙在设计的过程中不应该单纯的局限在现有阶段，应该在理论以及实践两个方面得到同时发展，这样才能促进我国高层建筑整体水平的提升，以实现更加良好的设计。

参考文献：

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