高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略探讨

董春德

摘 要：我国经济的发展推动了现代化建设事业的发展，总的来说经济带动了建筑行业的发展。而作为当前城市建设的一项重要工作，高层民用建筑的建设能够有效缓解土地和人口之间的矛盾，扩大空间结构。在高层民用建筑的实际施工中，剪力墙作为其中的重要结构形式，能够起到防震減震的作用，同时能够全面提升高层建筑的安全性能，因而在现阶段的高层建筑建设中，剪力墙的结构设计及优化得到了广泛的关注。基于此，本文就结合高层建筑的施工特点和具体的施工过程进行研究讨论，加强剪力墙结构设计特点的探究，并提出相应的工作建议，以实现其结构整体的优化，为高层建筑的具体施工过程提供有效参考。

关键词：高层民用建筑;剪力墙;结构设计;优化策略

作为高层及多层民用建筑，剪力墙结构得到了广泛的应用。剪力墙的使用能够全面提升高层建筑结构整体的稳定性，安全性和抗灾害性能。剪力墙结构是以钢筋及混凝土材料作为原材料，在施工现场浇铸而成，与传统的墙体结构相比，剪力墙结构的承载能力更强，平面内刚度结构性能更好，在实际应用中能够高效抵抗水平地震，风作用以及竖向荷载作用等灾害，全面提升高层民用建筑整体的结构性和稳定性。而在剪力墙结构的实际应用中，则需要加强结构设计，充分发挥剪力墙结构体系的优势。在具体的设计过程中，还需要结合剪力墙结构的荷载作用，以及剪力墙在使用中可能出现的变形情况及设计缺陷加强改进，了解剪力墙结构的设计要点和破坏机理，从而在实际应用中能够充分发挥剪力墙结构的设计优势，全面提升高层建筑的性能。

1 剪力墙结构设计要点

为了实现高层民用建筑剪力墙结构设计的优化，以全面增强高层建筑整体的稳定性，提升其施工质量，这就需要全面加强民用建筑结构及剪力墙混凝土结构的了解和认识。高层民用建筑的纵向和横向承载力与其设计的结构有着密切的联系，而将剪力墙结构应用到高层建筑当中，能够有效提升建筑结构整体的稳定性，全面提升高层民用建筑的施工质量和效果，增强其实用性，延长使用寿命。因而在剪力墙结构的实际设计过程中，则要求相应的设计人员能够考虑到墙体结构整体的抗震性能和自然摆动性能，保障其整体的稳定性，防止建筑变形。剪力墙结构的形式多种多样，而根据剪力墙墙肢是否开设洞口可以将其分为整截面剪力墙，壁式框架，双肢或多肢剪力墙等多种不同的形式。

2 剪力墙结构的设计原则

在高层民用建筑的设计过程中，剪力墙结构设计的效果会对剪力墙的布置带来严重的影响。因而在剪力墙结构的设计过程中首先要保障剪力墙结构设计的合理性，从而为后续的施工过程提供有效保障。在剪力墙布置的过程中要尽可能沿着建筑物的主轴线双向布置，以有效提升高层民用建筑整体的抗震性能。而在剪力墙结构的设计过程中还需要将剪力墙拉伸并对直，与门洞和窗户对齐，提升建筑整体的美观性能，明确受力点，从而为后续的工程验收提供有效的数据参考^[1]。为了有效避免因突变而造成应力集中的现象发生，提升建筑整体的刚度，在剪力墙结构的设计过程中要实现剪力墙贯穿整个建筑物，当出现竖向变化时，墙体的厚度和混凝土的刚度不会随之减少。加强暗柱设计，有效避免洞口和墙边形成墙肢。而通过短肢剪力墙和一般剪力墙的综合使用，形成剪力墙结构体系，全面提升其稳定性。

3 剪力墙结构优化策略

3.1 加强剪力墙平面布置

在高层建筑剪力墙的设计过程当中考虑到后期的工程能够稳定开展，因而在设计的环节中要为后续的设计改造留有一定的空间。在保障剪力墙结构的刚性能够充分发挥的同时，为门窗设计留下一定空间。因而在剪力墙结构的实际设计过程当中，则要求相应的工作人员能够加强规划，就剪力墙的结构设计，门窗的设计等多方面的内容进行综合考虑，规划好墙洞的位置，并将墙体划分为若干个部位，使得门窗能够均匀分布^[2]。在剪力墙结构的设计中要保障剪力墙平面的对称均匀性，因而在具体的设计过程中则需要实现剪力墙面的重心和结构刚度中心的重合，全面提升剪力墙结构，整体的稳定性。在剪力墙结构设计的环节中还需要加强对称性剪力墙结构的设计，保障剪力墙能够沿着建筑中心轴线的方向对称。为了全面提升剪力墙结构整体的抗灾害能力和性能，在设计工作开展的过程当中要保障剪力墙整体的刚度，而不应该将注意力过分集中于剪力墙的抗侧力上，保障剪力墙的刚度和层数能够相匹配，有效拓展其空间和承载力。

3.2 处理好剪力墙墙肢

在剪力墙结构的设计过程中要保障其整体的延展性，尤其是较高的剪力墙，在其设计的环节中则需要更加关注剪力墙结构整体的延展性。为了全面提升剪力墙结构的机械强度，在实际的设计过程当中还可以利用弯曲的剪力墙来代替原来的剪力墙。在实际设计过程当中考虑到剪力墙的长度过大，为了全面提升其性能，在实际的设计过程当中可以将长墙体结构分割为多个均匀的强度。与大长度剪力墙结构相比，小墙段整体的稳定性更高，同时在实际应用中不容易出现裂缝，能够充分发挥剪力墙的支撑作用。由于大长度的剪力墙在实际应用中很容易受到破坏，从而发生形变，难以保障高层建筑整体的稳定性。在设计的环节中可以通过开洞的方法，全面提升剪力墙结构整体的刚度和稳定性，从而减少地震等自然灾害对高层民用建筑带来的负面影响。

3.3 加强边缘构件处理

剪力墙的边缘构件可以根据其形状和使用性能分为构造型边缘构件和约束型边缘构件两种不同的形式。为了全面提升高层民用建筑的稳定性和使用性能，在设计过程当中则需要结合剪力墙的具体结构选择相应的边缘构件，构造型边缘构件更加适用于不具有抗震性能的高层民用建筑，从而全面提升高层民用建筑整体的稳定性和安全性^[3]。而约束型边缘构件更加适用于加强位置和临部上层的高层民用建筑。在剪力墙结构的实际使用中，由于受到地震等自然灾害的影响，从而会降低其整体的承载力，因而在剪力墙的设计过程中，还需要加强过渡层的设计。通过科学合理的规划和设计，全面加强对剪力墙的墙体计算，综合考虑到众多客观因素对剪力墙结构带来的影响，全面提升其结构的稳定性和抗震性能。在剪力墙结构的设计过程当中还要全面加强剪力墙结构平面外弯矩的控制工作，设置适量的扶壁柱，增加墙肢数量等方式尽可能降低外弯矩对剪力墙结构整体带来的不利影响。

4 结语

总之，作为高层民用建筑的重要结构，剪力墙的设计质量决定了整个高层民用建筑的结构安全性和防震性能。因而在剪力墙结构设计工作开展的过程当中，则需要结合实际状况选择合适的设计方案加强门洞，过渡层，剪力墙平面的设计和布局。在设计工作开展的过程当中，需要结合剪力墙设计的原则全面提升建筑结构整体的荷载和水平压力，全面提升高层民用建筑整体的稳定性和安全性，为居民创建一个良好的生存环境，保障居民的生命财产安全，以有效带动我国建筑行业的发展。

参考文献：

[1]林隆煜.板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计探讨[J].科技视界，2018，（32）：206-207.

[2]李博.高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略分析[J]. 建筑工程技术与设计，2019，（23）：921.

[3]谢国阳.高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略[J].建筑·建材·装饰，2018，（24）：227.