高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨

陈琢啸

[摘要]在高层建筑中，剪力墙结构对于高层建筑性能提升有着很大的促进作用，然而这一结构还有一些问题存在，所以设计人员在设计剪力墙结构时，需要将优化设计做好，从而促使设计方案越来越完善，这样其指导施工的作用才能得到最大程度的发挥。文章在分析剪力墙结构的基础上，探讨了剪力墙结构的设计优化措施。

[关键词]高层建筑；剪力墙结构；优化设计

文章编号：2095-4085（2017）01-0049-02

在建筑墙体的诸多结构设计方式中，剪力墙是较为常见的。其针对建筑底层的设计，主要是借助混凝土和钢筋，因为二者具有很好的牢固性和凝固性，同时针对建筑上层还能实现一个多层砌体的结构。墙结构的建立，是上层施工时期的关键设计，即针对多层砌体结构设计，是重要的施工环节，亦是建筑结构设计中的关键之处。

1.剪力墙结构的概述

在建筑中应用剪力墙结构的时候，不仅要协调好与建筑物整体布局之间的关系，另外，对建筑物的平面结构也需要加以关注。在整体建筑中，剪力墙结构作为重要的构件，不仅具有抗震性，还能抗风，并且对荷载力进行传导。对于建筑物而言，剪力墙结构还能作为隔离墙，所以其还成为了整个建筑的主要承载。剪力墙结构的一大特点是空间小，因此，剪力墙结构使用时，楼层的盖板一般用的都是混凝土结构，如此不但楼高得到了节约，同时空间利用率也大大提高。剪力墙结构得到普遍使用的另一个关键因素便是剪力墙结构的性能好，指的是抗侧力和承载性方面，这在空间和整体结构上都有体现。剪力墙结构也存在缺陷，例如，建筑物的设计灵敏性不足，存在明显的空间间距局限，并不适合大型建筑。

高层剪力墙住宅结构设计的经济分析：（1）剪力墙结构具有很好的刚度和整体性，而且能节约用钢量。就高层住宅而言，开间都很小，有着很多的分隔墙，现浇剪力墙的运用能减少承重墙，更为经济适用。此外，剪力墙的外观较为齐整，避免了露梁、露柱的情况，这就为室内设计布置提供了方便，所以现浇剪力墙结构被广泛应用到在高层住宅中。（2）剪力墙结构设计中需要关注一些存在的问题。该结构的坑侧刚度较大，结构的周期不长，具有较大的地震响应；该结构的墙体多一分，建筑物的重量就会更重一分，相应的也会有很大的地震反应，进而导致浪费的情况；该结构的墙体以构造配筋为主，若是配筋过低，那么结构的延性就会不好。所以，剪力墙结构要遵循相应的规范要求，为了达到安全经济适用的效果，就一定要做好实际判断，合理控制结构水平位移与地震力，并且对结构的内力、配筋进行考量。

2.剪力墙结构设计优化措施

2.1墙体配筋的优化设计

在剪力墙结构中，针对墙体配筋进行优化设计，首先就要做好材料的选择工作，最重要的就是选取钢筋材料，对钢筋的诸多不同类别的合格证明进行检查，钢筋进场之前最先要完成的便是这一工作，钢筋只有达到标准后才能入场。剪力墙结构墙体的配筋基本上都是要在内部安设垂直钢筋，在外则要安设水平钢筋，这主要是由于和其它部分相比，地底下的墙体配筋更多一些，另外地下水土会导致很强的压力。就配筋而言，一般情况下只要与建议标准相符即可，或是符合工程测算的最小配筋率。根据实际条件来进行剪力墙的优化设计可以有助于降低投资成本。特别需要重视选择剪力墙的厚度，无需一定要定最小厚度200mm，只要结构计算要求达到了，180mm或160mm的剪力墙都是可以的。

2.2连梁的优化设计

在一些剪力墙结构标准中，对连梁的设计要求提出了明确规定，若连梁的跨高比大于5，就要以框架梁的要求为准则来进行设计，也就是说，这类连梁不能降低刚度。但是连梁跨高比在5～6时，就需要减少刚度，不然就会导致剪力过大，从而提高建设工程成本。解决办法在于让跨高比大于6，如此，钢筋混凝土的使用量就能明显减少，投资成本也能得到有效的降低。

2.3

层间位移比和最大位移的优化设计

按照规定要求，对经常受到地震作用标准值导致的楼层弹性层间位移的最大值进行计算时，要忽略高层变形建筑物，很多不將整个弯矩变形也归入到扭转变形。因此，拿高层建筑来说，对楼层间和剪切变形进行制止是第一要务。以垂直构件的限制数量为依据能够对剪切变形加以制约，若是不能科学的布置单数构件，同样也会有扭转变形产生。因此，就高层建筑而言，要使扭转变形尽量减少，不能对构件的刚度随便增加。

2.4加强剪力墙结构均衡设计

针对高层剪力墙结构，要求工作者采取合理措施来进行均衡设计，以便剪力墙结构能够更加的平均受力，这不但有助于促进工程安全性能的提高，还能促使结构更加合理，另外，对于高层建筑节约造价成本也很有帮助。要想合理设计剪力墙结构，就要以建筑物的平面布局为依据，对各种情况进行综合分析，制定最佳优化设计方案，这就需要以施工场地的实际情况为依据，从而将最佳的剪力墙结构设计出来。此外，施工人员的施工要严格以设计方案和施工图纸为依据，如此，施工的质量才能得到保障，尤其是剪力墙结构的质量才能得到保障。

3.结语

通过上面的论述我们知道，为了在将来的行业竞争中占有绝对的主动权，建筑企业就一定要更加重视建筑结构设计，特别是要对高层建筑剪力墙结构的优化设计予以关注和重视。只有这样，才有可能确保整个项目的施工质量，因为这部分发挥的是关键性作用，所以务必重视起研究设计技术的相关工作。