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摘要：在我国快速发展的过程中，我国的国民经济在快速的发展，高层建筑剪力墙结构是高层住宅选用最多的结构形式。对其结构设计优化，除在结构选型考虑降低建设投资成本外，还应结合建筑空间要求，合理优化结构形式，在此，简要介绍工程实例，对高层住宅剪力墙结构设计存在问题进行分析总结，结合建筑空间要求提出优化措施供参考。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；设计问题；优化措施
引言
在整体建筑中，剪力墙结构发挥着重要的作用，尤其是抗震方面。除此之外，常被用作隔离墙，因此结构布置多是沿着主轴线。由于剪力墙结构具有较强的弯曲延性和抗脆性，进行结构设计时，要做好高度、宽度以及厚度的把控，确保其功能作用的发挥。现结合具体实践，分析剪力墙结构的优化设计。
1结构设计特点
分析高层民用建筑剪力墙结构设计的特点需要了解高层民用建筑结构及剪力墙的具体构造。一般情况下，高层民用建筑对结构设计时的垂直和水平方向上的承载力有相关要求，表现在剪力墙结构设计中即提高剪力墙结构稳定性。剪力墙结构设计要考虑墙体结构抵抗地震等自然震动的能力，尽量避免出现结构变形。由此可知，剪力墙结构设计呈现出高稳定性和高荷载力的特点，剪力墙结构为整体承重结构，可提高结构整体性与美观度。
2高层建筑中剪力墙的优化设计
2.1优化剪力墙布局设计
高层建筑中剪力墙的布局，宜按照“均匀、对称、分散、周边”的原则进行设计，剪力墙宜均匀对称地布置在建筑物的周边附近、楼电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位。剪力墙结构具有很好的承载能力，在高层建筑中，通常可以结合建筑自身的需求，采用钢筋混凝土现浇板，不设梁，在地震等作用力下承担一部分水平荷载。在建筑设计中，需要考虑竖向承载力的分布，充分考虑高层建筑结构的对称性。在进行高层建筑抗震设计时，短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。此外，高层建筑剪力墙的设计过程中，还需要重点考虑在伸缩缝、沉降缝、防震缝两侧不宜同时设置剪力墙。要做好防水处理，可在外部涂抹水泥基渗透结晶型防水涂料，并高出渗水处50cm，使用渗透结晶型堵漏材料和10%渗透结晶型基层处理剂混合水泥砂浆，用钢丝网进行防护。
2.2对剪力墙厚度加以确定
决定剪力墙墙肢厚度因素有很多，主要为墙肢轴压比、配筋计算等因素，为有效增强剪力墙结构延性，减小墙肢轴压比，需要适当增大底部加强位的剪力墙厚度。在高层建筑剪力墙结构具体设计过程中，需要对剪力墙形状设计加以控制，应尽量避免“一”字型的剪力墙结构形状设计，而采用“L”型、“T”型剪力墙结构形状设计。若应实际工程需要，必须要采用一”字型的剪力墙结构形状时，应注意在与剪力墙外的梁进行搭接时，应采用双向搭接，可以有效增强建筑整体稳定性。基于剪力墙需要承受较大的荷载，因此在对剪力墙进行设计时除了考虑轴压比，还要对剪力墙的稳定性加以考虑，可以结合剪力墙稳定验算公式，在受理变化小的前提之下，适当增加剪力墙的截面，可以有效提升剪力墙的稳定性。与此同时，对于与剪力墙外搭接的梁来说，需要对其钢筋的锚固长度加以注意，采用的钢筋不宜过粗，从而确保墙肢具有足够的厚度，以满足钢筋锚固需求。在实际的建筑工程建设中，为了确保建筑空间不会受到较大影响，一般多会采用20cm厚的剪力墙，并在剪力墙底部加强部分使用25cm或者更厚的截面，但具体截面的厚度仍取决于实际墙肢轴压比与剪力墙稳定性要求。
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2.3优化转换层的结构设计工作
当前高层建筑项目开始向结构功能多样性的方向发展，而且在功能形式上高层建筑也更具复杂性和多样性。在当前一些高层建筑设计时，通常会在不同部位设计出不同的使用功能，因此需要在具体设计时要采取具有针对性的应对措施，通过设置具体的置换构件来实现建筑结构之间的有效衔接，即对转换层进行优化设计。在具体转换层结构形式设计上，需要将转换层的质量和刚度控制在一定范围内，并通过精确的计算来找出转换层的薄弱部位，针对具体内力分配的特征来对内力设计进行优化，以此来全面提升转换层的整体性能，使其发挥出应的的作用。
2.4剪力墙平面布置
在布置剪力墙平面时，应注意以下几点：第一，在住宅结构平面布置过程中，不仅要满足建筑的使用功能，而且要沿周边均匀布置剪力墙。剪力墙的布置要位于建筑物的电梯间、楼梯间、平面形状变化较大的部位，且确保剪力墙之间的距离不能过大；第二，在剪力墙结构布置中，需要沿主轴方向进行布置，对于抗震设计的剪力墙结构，尽量避免采用单向的布置形式；第三，在剪力墙布置时，要确保墙肢截面简单化、规则化，结构的侧向刚度不宜过大；第四，在结构设计中，应尽量减少短肢剪力墙的数量，不能全部使用短肢剪力墙结构。
2.5优化剪力墙结构连梁设计
在高层剪力墙结构中，连梁是一项关键的耗能构件，连梁常被称为结构抗震设计中的“保险丝”，它可以起到耗散地震能量的作用。所以一定要优化剪力墙结构连梁的设计，连梁的强剪弱弯应该反复多次验算，确保高层建筑在修建完毕后连梁的弯曲破坏比剪切破坏晚。除此之外，在实际施工过程中也不能随意加大连梁纵筋和箍筋，前者会导致无法满足“强剪弱弯”的要求，后者会导致剪切破坏提前发生。例如：当连梁的跨高比大于5时，刚度不能减少，需要按照框架梁的要求设计施工，此时可将跨高比为增加至6，解决刚度不减少导致剪力过大的情形，还可以减少钢筋混凝土的使用量，从而减少投资成本。
2.6对墙身设计环节的优化
在剪力墙结构设计中，需要对墙身设计进行优化，以此来增强建筑结构的整体抗震性能，这是具体设计工作中非常重要的部分。在优化墙身设计过程中，需要做好钢筋合理布置，确保结构中横向钢筋和竖向钢筋能够对应搭配，并有效地将斜截面与正截面的抗剪承载力与抗弯承载力有效结合，以此来完成标准验算工作。并在具体设计中要严格依照规范标准要求，实现剪力墙钢筋的有效配置。合理布置暗柱和端柱，进一步完善一级、二级、三级、四级抗震结构设计，确保建筑结构稳定性的全面提升。另外，在结构墙身具体设计过程中，还要对钢筋之间的距离进行合理布置，全面提高墙身设计的质量。
2.7优化剪力墙结构配筋
剪力墙配筋控制对建筑物主体造价起着关键性的作用。通过以往高层建筑物的结构设计对比，一般的剪力墙配筋几乎都是按规范规定的最小配筋率构造配筋，所以控制剪力墙厚度，可以有效地控制剪力墙墙身钢筋用量。选择优质的材料是进场前第一步要做好的工作，钢筋材料的选择是至关重要的，各种合格证明一定要检查清楚。合格的钢筋才能进入施工场地。剪力墙结构的配筋选择要满足工程测算和建议标准的材料，将水平钢筋安置在外侧，垂直钢筋安置在内侧，根据现实情况优化设计，减少建筑成本。
结语
综上所述，随着土地资源日益紧张，高层建筑在未来城市建设发展中应用前景势必会越来越广阔，剪力墙结构基于造价低、抗震性能好等优点在高层建筑建设中也逐渐得到了更为广泛的应用，因此需要高层建筑工程设计人员针对剪力墙设计加以优化，不断提升剪力墙设计水平，推动剪力墙功能全面发挥，从而有效促进高层建筑工程的建设发展。
参考文献：
[1]王健.浅析高层建筑剪力墙结构优化设计[J].建材与装饰，2018（19）：109.
[2]延瑞芳，管丹丹.高层建筑剪力墙结构优化设计[J].资源信息与工程，2016，31（03）：163+165.
论文作者:景吉果
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第20期
论文发表时间:2018/10/10
标签：剪力墙论文; 结构论文; 高层建筑论文; 钢筋论文; 结构设计论文; 截面论文; 厚度论文; 《建筑模拟》2018年第20期论文;