中建三局第二建设工程有限责任公司 湖北武汉 430074
摘要：目前，随着人们对高层住宅的要求越来越高，框架结构、框剪结构已经不能满足人们在平面与空间上的使用要求，而纯剪力墙结构既可以保证结构安全可靠，又可以使室内空间墙面平整，所以高层建筑中越来越多的采用纯剪力墙结构。剪力墙结构平面布置灵活，抗震性能好，国内外震害表明，在遭遇强烈地震时，由于其整体刚度大，侧向变形小，极少造成倒塌。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；优化设计
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：
1.1 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。
1.2 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 剪力墙结构设计的一般规定
2.1 剪力墙的平面布置
剪力墙平面布置的时候，宜简单、规则，质量、刚度和承载力分布宜均匀。除平面均匀外，剪力墙的竖向布置也应该规则、均匀，侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化。厚度也应沿高度均匀变化，厚度取值根据层高确定，应尽量在结构底部设置较厚剪力墙。剪力墙不宜过长，墙段长度不宜大于8m。抗震设计时，应避免单向布置剪力墙，宜使各主轴方向侧移刚度相近，且剪力墙间距及长度也应尽量均匀。结构竖向抗侧力构件宜上、下连续贯通。表现在设计结果中，即结构在两个主轴方向的动力特征(周期和振型)宜相近。
2.2 剪力墙的洞口设置
剪力墙的洞口设置宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。抗震设计时，底部加强区不宜采用上下洞口不对齐的错洞墙，全高均不宜采用洞口局部重叠室外叠合错洞墙。其中跨高比不小于5的连梁宜按框架梁设计。
2.3 剪力墙的构造措施
抗震构造措施是施工图阶段必须满足的部分，应充分重视。剪力墙两端和洞口两侧应设置边缘构件，一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于高规表7.2.13规定的限值时，应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件，且约束边缘构件应伸至计算嵌固端，除此之外，剪力墙应按规范设置构造边缘构件。
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3 建筑剪力墙结构设计的具体优化策略分析
为了使建筑剪力墙结构设计真正意义上实现优化，还需要注重将其应用到实践过程中。总结起来，建筑剪力墙结构设计应用实践策略如下。
3.1 合理掌握剪力墙的尺寸及其外形
要想使建筑监理墙结构设计得到有效优化，便有必要合理掌握剪力墙的尺寸及其外形。对于不同的墙体结构来说，其设计也存在差异；所以剪力墙结构设计在竖直或水平方向的刚度及其荷载分布均有所差异。为了使剪力墙荷载传递要求得到有效满足，需保证其墙肢截面高度是墙厚的八倍。同时，对于剪力墙结构来说，要想使自身的稳定性得到有效保证，便需要优化设计外形，通常选取T形或者L型最好，这两种外形方案的选择均能够减轻墙体的重量，进而使剪力墙结构的外形体积得到有效减小，并使剪力墙侧向刚度的提高得到有效促进，此外还能够在一定程度上使建筑工程项目的成本得到控制。此外，在剪力墙结构使用过程当中，需保证剪力墙2个方向中至少有一个与标准相符，且另一个不宜偏短，误差值控制在1m内，这样才能够使配筋问题得到有效避免。
3.2 优化设计剪力墙边缘构件
除上述有关建筑剪力墙结构设计优化方法之外，还有必要优化设计剪力墙边缘构件，具体方法包括：
3.2.1 对构造边缘构件加以约束
以施工规范要求为依据，对剪力墙墙肢长度加以明确，并明确箍筋配箍的特征值；对于纵向钢筋来说，其范围需比规定范围的阴影面积大。
3.2.2 对边缘构件加以约束
在边缘构件约束过程中，主要的对象是端柱、暗柱以及翼墙等。在剪力墙刚度偏小的情况下，便会出现层间位移情况，因此便有必要需要搭建的有关结构加以约束。除外，以建筑工程项目的施工情况为依据，需对暗柱和端柱的截面尺寸以及配筋进行合理增加，进一步使剪力墙边缘构件实现优化设计。
3.3 优化设计剪力墙连梁及剪力墙大墙肢
对于剪力墙连梁来说，也就是墙肢和墙肢之间互相连接的梁，当墙肢受到压力的情况下，便容易产生超筋或形变，进而使建筑的质量及寿命遭到很大的威胁。因此，便有必要优化设计剪力墙连梁。具体优化措施为：一方面，合理降低剪力墙连梁的高度，以建筑工程实际情况为依据，使剪力墙连梁的高度控制在合理范围内，从而使因尺寸问题引发的连梁剪切形变状况得到有效避免。另一方面，规范控制剪力墙结构的塑性，并对剪力墙连梁弯矩的抗震设计进行合理调整。并且，需对连梁的受力合理控制。除此之外，如果有剪力墙结构超筋或者位移等状况出现，对于施工部门来说，需采取相应的借鉴方法，名曲施工规范，从而使连梁问题得到有效解决。
在剪力墙设计过程中，需确保剪力墙具备很好的延展性，这样才能够使剪力墙设计实现优化。剪力墙结构较为特殊，宽和高比较弱＜2，那么其柱体一般呈细高状。因此，要使剪力墙剪切破坏程度得到有效控制，需保证剪力墙呈现弯曲状。而要想使剪力墙的高度得到有效保障，首要工作是进行均匀分段，然后采取开洞技术把剪力墙分成小墙段，以此使剪力墙在弯曲过程当中可以控制裂缝的扩大。如果剪力墙结构＞8米，可能导致在地震的情况下需承受很大的剪力作用，进而使大墙肢受到损害。因此，有必要采取施工洞技术或计算洞技术，对低于八米的大墙肢设计加以处理。此外，在工程竣工之后，在坑洞当中，需要采取混凝土结构砌体进行填补。
4 结束语：
总之，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。
参考文献：
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[2]吴冰.高层建筑剪力墙结构优化设计分析[J].住宅与房地产,2016,30：70.
[3]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,2016,03：163+165.
论文作者:秦婉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/10/12
标签：剪力墙论文; 结构论文; 构件论文; 刚度论文; 建筑论文; 结构设计论文; 边缘论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;