周波
浙江新华建设有限公司杭州分公司 浙江杭州 310011
摘要：随着高层建筑层数不断增加，随着其垂直高度的加大，人们对高层建筑的质量越来越重视。这也使当前剪力墙结构在高层建筑中得以广泛应用。剪力墙结构主要承受来自于风和地震引起的水平和竖向荷载，能够有效地提高建筑物稳定性和牢固性，增强建筑物的抗震性能。为了进一步提高建筑剪力墙结构的应用效果，本文对高层建筑剪力墙结构的优化措施进行分析。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；优化
1高层建筑剪力墙结构概论
1.1高层剪力墙的概念
在高层建筑剪力墙结构应用过程中，其对剪力墙结构的设计具有较强的专业性要求。高层建筑剪力墙结构需要与传统的钢筋混凝土材料进行有效结合，并按照相应的架体结构和工程施工技术要求来打造稳固的墙体结构，而且剪力墙结构无论是抗震系数还是美观性都要与现代建筑的标准要求相符。在剪力墙主体结构设计时，需要实现对空间的合理运用，以此来满足当前高层建筑用户对大空间的需求，具体可以利用上层楼板、墙体和上下结构的压力作用进行复式组合，以此来搭建承重结构，实现空间的合理和高效运用。
1.2高层建筑剪力墙结构的优点
剪力墙结构被高层建筑青睐的原因是优点颇多：①拥有很好的稳定性、刚性强度和抗侧力性能，承受水平和垂直荷载的能力强；②抗脆性强，具有延性变形和弯曲变形功能；③以钢筋混凝土为原料，成本相对较低；④完美替代传统承重系统，所需空间小，降低建筑物的空间局限性。
2高层建筑剪力墙结构优化
剪力墙结构在满足“周边、对称、成对”的前提条件下，一般沿着建筑物的主轴线布置，也成为建筑物的隔离墙。这就需要剪力墙结构的设计人员根据现场施工情况，作出剪力墙结构的优化方案。经过对大量实例的研究，优化高层建筑剪力墙结构应该从五个方面进行。
2.1优化剪力墙结构设计
剪力墙结构沿着主轴方向双向布置，从而形成了空间结构。因为高层建筑都有抗震设计，所以在布置剪力墙的时候，避免单向布置，增加剪力墙的空间，减少结构重量，增强抗侧刚度和承载能力。剪力墙的墙面应该简单规则，开设的洞孔应该对整齐，以便形成连梁，避免出现洞孔错开，分布不均的情况，影响结构。在进行剪力墙设计时，要准确分析建筑物结构，设计的结构要满足墙体水平面内刚度、承重能力、抗侧刚度等，通过位移、周期比、位移比的指标，确定墙体厚度。若无法达到指标，则要继续优化，根据实际情况来设计出稳定的剪力墙结构，保证整栋建筑的安全性。
2.2优化框架剪力墙设计
框架剪力墙结构主要就是由梁柱构成的框架和部分剪力墙组成。框剪结构的剪力墙常为填充墙体，主要承受水平荷载和坚向荷载，适用于平面或竖向布置复杂、水平荷载大的高层建筑。框架剪力墙结构中的剪力墙，应该设计成周边有梁柱或者暗梁柱的带边框剪力墙。纵横向相邻剪力墙宜连接在一起形成L形、T形及矩形等，以增大剪力墙的刚度以及抗扭能力。此外，高层建筑剪力墙结构设计中，墙体在坚向布置时，需要注意剪力墙要贯通整个建筑的全高，保持建筑物上下刚度均匀连接。当高层建筑剪力墙坚向特性发生某种变化时，墙体自身的厚度和混凝土等级需要随之改变，当高度增加时，可以适当减少墙肢数量，降低建筑物的整体刚度。对于高层建筑中门窗等洞口布置时，需要注意避免在剪力墙端部设计，在剪力墙方向开设门窗时，应该进行坚向对齐布置，整个高层建筑的门窗长度宽度相同，确保建筑物墙体和连梁得到合理的分布。
2.3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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
2.4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。
2.5优化剪力墙结构计算
剪力墙结构的刚度不要过大，在满足楼层层间位移与层高之比的基础上，以最小剪力系数为目标。剪力墙连梁是否超限、底部的轴压比是否符合规范要求都是要考虑的。计算参数的选取是很重要的：①周期折减系数：填充墙较多时的剪力墙结构，取0.9~1.0；填充墙较少时的剪力墙结构，取1.0。填充墙对主体结构周期的折减，是指填充墙的刚度影响高层建筑主体结构刚度的程度，主体结构的刚度大则填充墙对主体结构的影响小，刚度小则影响大；填充墙的刚度大对主体结构的影响也大，刚度小影响就小。②振型个数：以保证振型参与质量大于或等于总质量的90%为前提。高层建筑地震作用振型数非耦联时n≥9个，耦联时n≥15个；对多塔结构振型数n≥塔楼数量X9。③连梁刚度折减系数：在内力和位移的计算中，连梁刚度折减系数可取0.5；当结构位移由风荷载控制时，连梁刚度折减系数最好不小于0.8。
3高层建筑剪力墙结构优化的注意事项
3.1制定相关管理条例
施工时加强对高层建筑剪力墙结构的检查和监督，保证工人按照施工图纸和设计方案施工，保证剪力墙结构的质量，保证整体建筑的质量。利用管理条例增强团队的管理意识和工人的责任意识。
3.2优化设计时要注意保证高层建筑剪力墙结构均衡
设计师要实地采集相关数据，根据建筑物的平面布局状况，分析可能出现的各种情况，对高层建剪力墙结构作出合理、均衡的设计，作出最适合的受力均衡方案，保证一个整体建筑中剪力墙结构的受力平均。
3.3注意高层建筑剪力墙结构设计方案的选择
高层剪力墙结构的设计方式不止有一种，不同高度的建筑物对剪力墙结构的要求是不一样的，要同时考虑剪力墙构件的材料和建筑物的层高。小于20层的建筑物，建议采用短肢剪力墙结构的设计，把混凝土结构改成砌体墙体，降低结构本身的重量。大于20层的建筑物则建议采用框架剪力墙结构的设计。
结语
目前建筑业发展速度较快，无论是建筑工程项目数量还是规模都有了较大程度的增加，在这种情况下，剪力墙结构也在高层建筑结构中得以广泛应用。这就需要合理地对剪力墙结构进行优化，使其能够有效的提高建筑整体的性能，更好地发挥出剪力墙的重要作用。通过在具体设计过程中全面提高剪力墙结构的设计水平，使高层建筑在满足人们基本需求的基础上，建筑整体质量能够全面得到提升。打造出精品的建筑工程，为百姓提供高质量的建筑。
参考文献
[1]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.
[2]杨现东.高层建筑剪力墙结构优化设计研究[J].四川建材，2016，42（02）：47-48.
论文作者:周波
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/11/12
标签：剪力墙论文; 结构论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 建筑物论文; 墙体论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;