陈玉

摘要：建筑行业伴随着我国经济的发展占据着越来越重要的地位，随着城市人口的增多，我国建筑设计更多的趋向于高层的设计。与此同时，剪力墙更多的被运用于我国高层建筑中，其更强的刚性以及抗震性备受人们青睐。但是由于我国的高层建筑起步较晚，所以在剪力墙的运用中并不能达到完善的标准，下面将从剪力墙运用的原则以及其在建筑结构设计优化方面用进行分析，希望能够有效促进我国建筑结构的安全性，推进我国建筑行业的发展。

关键词：高层住宅；剪力墙；结构；优化设计

1、剪力墙结构优化设计原则

高层建筑施工过程中经常会用到剪力墙结构，主要是因为其强度、刚度较大，可以有效减小地震等不利影响。剪力墙结构可以有效满足小震不坏，中震可修以及大震不倒的抗震要求，同时这也是基本的设计原则。当前国内高层建筑结构优化过程中，多以剪力墙刚度最优作为目标进行优化设计。就钢筋混凝土结构而言，其刚度与震害成反比，然后建筑结构的刚度也不宜过大，还要考虑造价和成本问题。高层建筑的刚度影响因素有两个，一是结构水平位移，既要滿足水平位移限值规范要求，又要确保水平位移角值可以有效控制；二是制地震力，计算值相对较小时，可能会看到高层建筑结构顶点位移以及层间位移角均满足要求，配筋比较“安全”等现象，实则不然，这些都是假象。针对这些问题，应当在确保合理底部剪力的基础上，严格检查位移、内力和配筋情况。在确保结构的功能要求以及建筑设计条件基础上，对结构进行优化时，其基本的原则如下：一是在优化设计过程中，既要充分考虑地震对结构产生的作用，又要兼顾风荷载造成的影响；其次，对墙肢位置进行合理布设，确保建材能够发挥力学功能，确保剪力墙抗侧刚度可以有效抵抗水平荷载；另外还要减少或避免浪费，将剪力墙结构设计的技术性与经济性结合起来，进行综合考虑。

2、剪力墙结构优化设计要点

2.1剪力墙定位设计

如果平面的布置控制工作没有做好，则会导致平面不够均匀或者对称不接近标准状态，进而造成剪力墙的结构刚强度与力作用重合偏差较大，最终会导致弯矩现象，墙体扭矩的状况。因此，对于剪力墙的定位，需要按照估算好的数值、划线定位，保持平面的均匀与对称在标准范围，同时，内外墙体需要直通，墙体直截而保持简且有规则。

2.2位移的优化

设计根据国家的相关规定，在设计楼层之间的位移有变化的时候，要在考虑扭转变形的情况。高层建筑最主要的目的就是防止楼层间和剪力墙的变化，一般来说要减少扭转变形是不可以增加构件的刚度的。在剪力墙结构最合适的情况，要保证地震的时候建筑物不受到影响，要在楼层平均值范围内。对于剪力墙的侧向刚度来说，控制在规定的范围内有抗震作用，还能节约成本，防止成本的上升过大。在保证结构的同时，要以数据为标准，根据结构平动为主来进行调整，保证高层建筑的安全性，要保障剪力墙的最大合理化的优化设计。框剪结构上面有办公楼和宾馆等设计，能够在承重力方面很好地控制结构，能实现建筑的使用功能。如果在居民住宅中，在空间结构小的房间里面设计，能够很好地灵活展现出房子的结构施工。剪力墙还有一种结构叫做简体结构，是利用钢筋混凝土来设计的剪力墙。在建筑剪力墙当中，很多都是利用的钢筋混凝土方法。

2.3优化墙体的配筋设计

在对墙体配筋部位进行优化设计中，应注意挑选性价比较高的材料。材料对施工质量有着直接的影响性，若在施工中劣质材料过多或者质量不符合要求的材料进行施工，无疑会加大施工的难度，也使质量得不到有效保障。因此材料的选择很关键，在众多的材料中钢筋材料是首选。在购买钢筋时，要从正规的生产厂家处购买，施工人员需对所购买的钢筋进行全面检查，确保无误后方可进行施工区域。在剪力墙结构墙体配筋中，通常水平钢筋应置于外侧，而垂直钢筋置于内侧，这主要是由于地下水压的不均衡而造成的。按照相关要求所制定的剪力墙设计，在满足施工要求的基础上，能够尽可能地节省成本费用，达到最优化设计。

2.4剪力墙优化设计

根据国家建筑物房子抗震能力的相关规定，剪力墙的厚度是用严密的数据来控制的。如果有特殊的情况，那么应该根据房屋建筑的特点来进行改造，不能让房屋业主私自打通墙体，这样是非常危险的，要利用好建筑面积来设计墙体和暗柱，让外观更美丽。如果在优化设计的过程中，那么第一步需要重视的就是材料，要选择质量好的钢筋混凝土。在配合条件上来说，是要按照墻体设计的要求将钢筋安装在墙体里面。对于地下情况来说，要选择标注的配筋率，设计好了就能够降低成本，但前提是要保证安全。

2.5底部加强部位的设计优化

建筑工程中，底部也是一个薄弱区域，应对其进行强化处理。底部加强部位的高度，可根据墙肢总高度的一定比例并结合底部两层高度之间的距离进行综合权衡。对带有转换层的底部建筑物结构来说，剪力墙底部加强部位的高度，主要由框支加上框支层高度的一定比例来决定的。如果地下室顶板作为嵌固部位，则地上楼层将是地震作用最明显的部位，地上楼层的作用必然会带动地下一层的波动，因此地下一层的抗震等级也应符合相应的要求进行有效施工，提高其强度。

总而言之，高层建筑工程中的剪力墙结构起到了非常重要的作用，尤其是设计阶段的控制和优化非常重要，不仅关系着技术方面的要求，而且还关系着整个高层建筑工程项目的建设成本和造价。一般而言，高层建筑工程项目设计过程中均存在一定的优化空间，通过对剪力墙结构优化设计，提高整个建筑工程的质量，降低高层建筑工程造价。

参考文献：

[1]何沛沛.高层住宅剪力墙结构优化设计[D].北京交通大学，2012.

[2]吴飞.高层剪力墙结构住宅的优化设计研究[D].太原理工大学，2012.

[3]邹鹏.某高层住宅剪力墙结构设计及优化[D].湘潭大学，2015.

[4]董静.高层住宅剪力墙结构的优化[J].河南科技，2015，13：123-124.