蒋良友
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摘要：随着近些年来我国社会经济的高速发展，城市中的高层建筑数量逐渐增加，人们对于高层建筑质量的要求也越来越高。高层建筑中的剪力墙结构因为具备良好的抗震性能，能够对高层建筑的安全性进行保障，所以该结构已经被广泛应用在高层建筑施工中。因此，本文对于高层建筑剪力墙结构优化设计进行分析是非常必要的。本文首先对于剪力墙结构的概念进行阐述，同时对于剪力墙结构的优缺点进行分析，从而对于剪力墙结构优化设计的重要意义进行探讨，最后对于高层建筑剪力墙结构优化设计措施进行研究。希望通过本文，能够为高层建筑剪力墙结构优化设计提供一些参考和帮助。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；优化设计
引言：因为剪力墙结构具备较强的抗震性和钢韧性，所以目前已经被广泛的运用在高层建筑施工当中，这对于建筑行业的发展具有重要的意义。但是从目前的情况来看，我国现有的剪力墙结构设计体系仍然没有得到完善，这对于剪力墙结构设计过程造成了困难。所以对于建筑企业来说，应对剪力墙结构设计过程给予足够的重视，对于剪力墙结构设计进行优化，从而有效提升剪力墙结构设计质量，这对于高层建筑的施工质量有着重要的意义。
1.什么是剪力墙结构
高层建筑中的剪力墙结构需要和建筑本身的布局相互契合，同时也要与建筑平面结构相符。在高层建筑中，剪力墙结构属于一种构件，具有抗震性能和钢韧性。除此之外，剪力墙结构也能够起到建筑隔离墙的作用，在建筑中承担着承载的作用。剪力墙的特点在于空间较小，一般会采用混凝土结构来作为盖板，从而有效提升建筑中的空间利用率。另外一方面，无论是从空间上来看，还是从建筑结构上来看，剪力墙结构有着很强的抗侧力能力和承载能力。
2.剪力墙结构的优缺点
2.1优点
剪力墙结构的优点在于有着较强的整体性，且刚度相对较大，也正是因为这两项特点使其在高层建筑中得到了较为广泛的应用。尤其是在酒店这类房间数量较多的建筑中，基本上都会使用剪力墙结构作为建筑墙体，将分隔墙与承重墙连接在一起，从而提升建筑的经济性。同时，通过运用剪力墙结构，不会出现梁柱露出的情况，从而提升了建筑的美观程度，同时也增大了室内空间。
2.2缺点
首先，因为剪力墙结构的抗侧力性能较好，所以一旦发生地震，那么剪力墙结构的反应会相对较大，因此在剪力墙上下部结构中需要投入大量的资金。其次，剪力墙结构主要利用混凝土来进行浇筑，所具有的重量较大，且会造成建筑材料的浪费。最后，剪力墙结构的轴压较小，虽然其具备了一定的承载能力，但是以为轴压问题使其性能无法得到有效的发挥。因此，在高层建筑剪力墙结构设计的过程中，应尽可能的规避掉这些缺点，并要充分发挥出其优点，从而有效提升高层建筑的施工质量。
3.剪力墙结构优化设计的重要意义
首先，随着我国的城市化发展，高层建筑的数量和规模逐渐增加，为社会的发展创造了更多的经济效益。高层建筑的缺点在于抗震能力和抗风能力较差，所以对于建筑本身的抗震抗风性能就有着非常高的要求。在进行高层建筑设计时，不但要确保基础强度达到标准，同时也要避免因外力而造成的建筑位移，保证建筑内部结构的稳定程度达到质量标准，而对剪力墙结构的设计是其中的重要内容。其次，随着高层建筑的高度逐渐增加，建筑本身变得越来越纤细，因此建筑本身遭受地震和台风时发生侧向位移的风险就会变大。一旦受到相同的作用力，那么很容易导致建筑发生位移，从而使得弯矩出现变化。为了确保建筑结构能够承载相应范围内的变形情况，出去提升建筑结构承载力之外，也要通过剪力墙结构的设计来提升建筑水平刚度。第三，在高层建筑结构当中，剪力墙结构的重要性不言而喻，因为其能够在竖直和水平方向上提升建筑的承载能力。
从建筑整体结构上来看，通过剪力墙结构设计，能够通过提升侧面刚度来减小建筑水平位移，并能够利用剪力墙结构特点来增强建筑内部钢韧性。除此之外，剪力墙结构也存在着一些不足，例如在空间较大的房屋当中和结构延性等方面仍然没能得到完善。所以当需要对高层建筑内部大型空间进行设计时，一般会采用部分框支剪力墙来替代剪力墙机构的作用。最后，在对高层建筑设计时，应从水平和垂直两个方向来进行承载力和钢韧性的合理分布。在一定的条件下，需要将剪力墙结构的截面高度制作成为八倍以上墙厚，才能够符合剪力墙结构的要求。在对剪力墙进行设计时，应将其设计成为L形，该形状能够有效提升剪力墙的稳定程度，并能够替身其侧向刚度，从而减少结构自重，达到降低成本的目的。
4.高层建筑剪力墙结构的优化设计措施
在对高层建筑剪力墙结构进行设计时，应满足成对、对称以及周边这几项条件，按照建筑主轴线来完成剪力墙结构的布置，使其成为隔离墙。想要达到这些要求，就需要剪力墙结构设计人员随时了解施工情况，从而确保剪力墙结构设计优化方案的合理性。通常来看，对于高层建筑剪力墙结构设计进行优化主要包括以下几个方面：
4.1结构设计优化
高层建筑中的剪力墙结构一般是按照主轴来进行双向设施，进而形成剪力墙空间结构。由于高层建筑需要进行抗震设计，所以在对剪力墙进行设置时，应严格避免单向设置，而是要提升剪力墙空间，从而降低剪力墙结构的重量，提升建筑的抗侧能力和承载性能。剪力墙结构的墙面应保证规范和简单，所开的孔洞应保持对齐，从而形成连梁。在这个过程中应避免出现空洞分布不均的现象，否则会对整个剪力墙结构造成负面影响。在对剪力墙结构进行优化设计时，应对建筑结构进行明确，确保其符合墙体称重能力和水平刚度，通过周期比、位移比等数据来对墙体厚度进行明确。如果发现其无法达到预期的标准，在应继续进行结构优化过程，从而提升剪力墙结构的稳定性，为高层建筑的安全性提供重要保障。
4.2连梁设计优化
在高层建筑的剪力墙结构当中，连梁是其中非常重要的构件，相当于高层建筑抗震设计当中的保险装置，能够对地震产生的能力进行耗散。因此对于剪力墙结构的连梁设计进行优化是非常重要的。对于连梁的设计应保证多次验算，确保连梁的弯曲比能够达到高层建筑的设计标准。另外一方面，在高层建筑的施工过程中，不可随意增加连梁的箍筋和纵筋，否则会导致其无法达到强剪弱弯的基本原则，从而造成连梁剪切破坏的情况。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。
4.3位移比设计优化
在对高层建筑剪力墙结构进行设计优化时，应对高层建筑遇到地震后可能出现的位移情况进行计算，从而根据计算出的数据来对剪力墙的水平和垂直构件进行合理设置。在这个过程中，要对构件的刚度进行精确计算，避免随意修改，尽可能的避免高层建筑楼层出现剪切变形的情况。
结束语：总的来说，随着我国社会经济和科学技术水平的提升，高层建筑无论是在规模上还是在数量上都得到了提升。在这样的背景之下，高层建筑施工对于剪力墙结构的应用变得十分普遍，如何有效提升剪力墙结构的优势，充分发挥出剪力墙结构的作用已经成为了高层建筑设计者们需要去思考的问题。在对高层建筑剪力墙结构进行优化设计时，不但要持续的进行创新和思考，同时也要积极的借鉴国际上的先进经验及理念，从而有效提升我国的高层建筑设计水平，为我国建筑行业的发展提供重要保障。
参考文献：
[1]陈海鹏.剪力墙结构住宅优化设计[J].中国房地产业,2019,(22):85-86.
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[3]郭鹏.浅析高层建筑剪力墙结构优化设计[J].建筑工程技术与设计,2019,(16):865.