高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略分析

2020-11-26郗雯

建材发展导向 2020年1期

郗雯

（国策众合（北京）建筑工程设计有限公司，山西太原 030000）

近年来，随着经济的发展，人们对生活水平有了越来越高的追求，对建筑物质量的要求也较过去有了较大幅度的提升。剪力墙的结构对高层民用建筑的修筑有着十分重要的影响，文章就剪力墙的结构展开论述，以当前的建筑形势为前提，提出了以下观点。1 剪力墙设计原则

1.1 连续性

针对建筑工程的结构设计工作中，存在多种结构形式，在设计工作之前需要结合工程的使用要求与具体施工现场的环境选择合适的结构。而剪力墙结构在建筑工程中属于常见的一种形式，其主要的作用就是通过建筑的构件实现维护与结构的分离效果，起到主要的承载力与阻力。所以，在对剪力墙结构设计的时候需要坚持连续性的原则，防止其刚度的变化导致建筑出现位移的情况。

1.2 对墙体进行受力分析

作为建筑的平面结构，墙体上的压力中还会涉及到水平的弯矩与剪力，另外还包含了竖向压力。所以，在剪力墙结构的设计工作过程中需要对受力的情况进行分析，需要重点对剪力墙的自身应力做出研究，从而确保其使用效果与安全质量。

1.3 墙体延性

墙体延性墙体的延展性能对建筑物的修筑有十分重要的影响，剪力墙结构的厚薄情况、高低情况对建筑物结构的设计都有着影响，要根据墙体的性能对剪力墙进行设计，充分发挥其作用。

2 高层民用建筑剪力墙结构的设计特点

2.1 剪力墙结构的设计特点

为了保证高层民用建筑结构中剪力墙的设计水平与稳定性，需要设计人员对民用建筑工程的结构熟练地掌握。尤其是剪力墙的混凝土结构。一般情况下，高层建筑工程的纵向与横向承载力都会对结构的设计产生很大的影响，剪力墙结构的使用会提高整体结构的安全与稳定。在进行结构设计的时候还要注重墙体的抗震性能与摆动性能，防止出现变形的问题导致剪力墙结构设计出现质量缺陷。

2.2 剪力墙结构的分类和结构设计要求

结合剪力墙的结构特点，需要对墙肢开设洞口的问题进行分析，剪力墙主要分为：第一，整截面剪力墙。这种结构开洞比较小或者没有开洞，整个剪力墙都是竖向的悬臂杆。第二，壁式框架剪力墙。如果剪力墙的开洞比较大，就会导致连系梁与墙肢的刚度大大降低。第三，双肢、多肢剪力墙结构。这种结构具有打孔区的墙体，这一墙体的力学特点就是带有小开口的整体剪力墙，做好连肢墙的结构设计工作。

3 高层民用建筑剪力墙结构的设计及优化

3.1 对剪力墙结构设计方案的选择

针对建筑工程剪力墙结构在设计工作中产生的相关问题，作为建筑施工企业与建设单位需要提高对安全意识的重视程度，通过合理的优化方法与措施改善当前的设计问题。不管是哪种剪力墙结构设计方案都需要建筑施工企业将安全放在第一位，选择合适的结构形式，确保整体工程造价的合理。通过对施工现场的勘察与建筑的使用性能，选择最佳的设计方案。

3.2 墙体平面形状优化

针对剪力墙结构设计工作中的形状方面的主要问题，作为设计人员需要提高对概念的设计应用，保证应用的设计理念与建筑方案之间的一致性。在对建筑结构的平面与竖向进行布置的过程中，需要结合建筑的结构特点，在满足美观与实用的基础上，设计出墙体的平面形状，针对于其中的薄弱的结构进行合理的分析，提高平面的规则化与简单化。另外，在优化平面形状的过程中，设计人员还要结合规则、简单、均匀的原则，对墙体的结构与刚度、承载力做出合理的分析。其中的刚度分布需要保证均匀，平面不能太长、突出的部分不宜过长。从而保证建筑整体体型的平衡，防止变化对结构产生影响。最后，需要站在墙体结构的实际情况角度，对整体性能的使用进行分析，防止出现竖向的不规则结构出现，从而提升整体剪力墙结构的设计工作质量。

3.3 剪力墙平面布置

建筑工程的结构设计为了保证设计的合理性与优化，作为施工企业需要结合对应的设计人员，对剪力墙的平面布置提高重视的程度。通过住宅的平面结构布置，满足建筑物的使用要求，同时还需要延周边均匀地布置剪力墙结构。确保剪力墙结构的布置合理，要尽量选择一些建筑的电梯间、楼梯间等位置。另外，还应该注意剪力墙之间的距离不能太大，阻碍剪力墙结构作用的发挥。剪力墙平面的设置应注意以下几点：首先，必须坚持剪力墙平面的对称性，剪力墙应该沿着中心轴线尽可能对称地规划，以便剪力墙的重心和整个结构的刚度中心可以最大极限地重合，从而减少扭矩。其次，剪力墙不宜布置太密，宜多均匀长墙（墙长≤8m），少短墙，且墙肢厚度应沿高度均匀变化。最后，“强周边，弱中部”，尽可能布置成L形、T形、十字形，减少复杂形状，有利于剪力墙结构的稳定性，并形成较好的侧向刚度。遵循“周边、对称、成对、封闭”的原则去布置剪力墙可得到较大的平面刚度和抗扭刚度，对建筑物的抗震也有很大的帮助。