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摘要：剪力墙因具有增强建筑物的抗震能力，提高建筑物整体性能等作用而在高层建筑物中得到广泛的运用。剪力墙结构能够在保持强度的前提下使建筑物设计更为美观，具有一定的灵活性。但同时，剪力墙结构也有一定的弊端，主要体现在其结构的延性不足，导致建筑物的抗震性能达不到标准，因此，如何通过优化设计，以使剪力墙在高层建筑物中尽量避免弊端，最大程度的发挥性能是一个非常值得去探究的问题。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；设计优化
1、高层建筑剪力墙结构优劣势分析
剪力墙结构是一种钢筋混凝土墙板结构，相比于框架结构中的梁柱，剪力墙结构不仅可以承担各种荷载引起的内力，而且能够有效控制建筑物的水平侧移，因此承载力更强。
1.1剪力墙结构优势分析
剪力墙结构优势方面主要体现在：首先，在高层建筑中应用剪力墙结构，不仅能够节约经济成本，且适用性强。这主要由于通过剪力墙结构，承重墙与分隔墙能够形成一个整体，这样既能保证建筑的稳定性，又能体现更高的经济价值。所以，目前的大多数宾馆等高层建筑都使用这种结构。其次，剪力墙结构的使用功能更全面。剪力墙结构与框架结构相比，不仅可以使房间的空间更加宽敞，有利于房间的布置，而且改造空间更多，用户在进行设计时形式更加灵活、多样；此外，剪力墙结构在有较强的抵抗水平荷载的能力，出现的侧移较小，使得建筑室内墙面较平整，空间简约宽敞，室内布置更加随意；最后，剪力墙结构具有较强的稳定性。由于此种结构有较大的的刚度，在地震中能够吸收更多的能量，具有更高的抗震能力，即使在剪力墙结构截面发生弯曲的情况下，变形也较小，对结构的整体性能影响较小，因此，在高层建筑物中运用剪力墙结构是很有价值的。
1.2剪力墙结构劣势分析
剪力墙结构虽然具有很突出的优势，但同时也存在一定的弊端，主要表现在：一是由于此种结构的抗侧刚度比较大，在地震中吸收的能量较多，所以对整体结构的安全性与稳定性的影响也较大。因此，在设计时，必须适当的提高基层规模或者是上部结构规模；二是由于此结构是混凝土成分，自重较大，在地震中会造成混凝土的浪费；三是剪力墙结构的许多功能还未得到有效利用，使得负载分配不均匀，影响了墙肢的荷载能力；四是剪力墙结构由于配筋率低，所以延性较差。
2、高层建筑剪力墙结构设计原则
通过以上对剪力墙结构优缺点的分析，设计人员要让剪力墙结构的性能得到更好的发挥，就必须尽量的规避其缺点，因此，在进行设计时就要遵循一定的原则。首先，是安全、经济性原则。即剪力墙结构在保证质量的同时，要充分考虑成本，因此对剪力墙结构进行优化是需要一定的资金的，因此，在进行相关优化设计时要对两者进行权衡，才能使剪力墙结构真正发挥价值。第二，剪力墙结构数量尽量少原则。即为了体现剪力墙的经济价值，在达到规定位移限值条件的前提情况下，尽量少的应用剪力墙结构。所以，为了保证整个建筑物的稳定性，在进行设计时就要严格遵循国家对剪力墙结构的相关规定：在基本振型地震作用下，剪力墙结构部分承受的地震倾覆力矩不能小于结构总地震倾覆力矩的50%。 同时，框架部分承担的剪力至少为底部总剪力的20%，或各层框架承担的地震总剪力中最大值的1.5。
3、剪力墙结构设计优化措施探究
3.1剪力墙结构设计方案优化
剪力墙结构设计方案的选择是实现剪力墙结构进行优化的第一步，选择最合适的结构设计方案就是对结构的最大优化。因此，在选择剪力墙结构设计方案时，要综合考虑以下几个方面：一是方案要体现合理性与安全性。即剪力墙结构的设计与高层建筑结构的设计在方向上应一致，要依据高层建筑的承重性来进行设计。二是要考虑剪力墙结构的建造成本，在保证剪力墙结构安全性的前提下，应选择成本相对低的剪力墙结构设计方案，这就要对剪力墙结构的成本进行严格的评定。三是要选择能够满足建筑物结构设计、用途等要求的剪力墙结构设计方案，要考虑建筑不同楼层的差异，设计要有针对性。
3.2剪力墙布置的优化
剪力墙的布置对结构的整体性能有很大的影响，因此有必要对剪力墙的布置进行优化。因为剪力墙结构的承重是通过交错排布横向承重板与纵向承重板来实现的，所以应当沿主轴方向或其他方向对剪力墙结构进行双向布置，使其形成空间结构，这样进行优化剪力墙结构两翼的刚性强度较均衡，使其在空间布置上的优越性得到更好的发挥。
3.3剪力墙洞口设置的优化
剪力墙的洞口设置对剪力墙结构的整体抗震能力有很大的影响，对洞口设置进行优化不仅洞口截面要简单、规则，墙体上的分布格局也应当使墙肢和连梁分明，要确保高层建筑物的安全性与稳定性，就要尽量避免洞口分布不均、排布混乱的现象的出现。此外，对于长度较长的剪力墙结构，为了避免墙段的高度与墙段长度之比小于3，可通过设置洞口的方式将墙体分成均匀的墙段，不同墙段之间用连梁连接。
3.4剪力墙的结构优化
为了使剪力墙结构外侧稳定性得到保障，在对剪力墙结构进行设计时就要充分考虑其本身的特点，适当的对剪力墙结构的外侧弯矩进行控制。另外，在进行剪力墙结构的外侧与其他墙肢链接时，连梁弯矩的适当减小可以使剪力墙结构的稳定性得到更好的保证。此外，剪力墻结构的布置应该从上而下连续进行，并适当根据建筑高度调整剪力墙的厚度与混凝土等级，这样才能保证剪力墙结构的刚度的连续性和稳定性。
3.5剪力墙结构中用钢量的优化
剪力墙结构在高层建筑中得到广泛的应用，重要的一个原因就是其可以最大程度的提高建筑结构的刚度，从而使建筑的稳定性得到进一步加强。而剪力墙结构中钢筋的使用量对剪力墙结构的强度有很大的影响，用钢量的减少可以有效节约工程成本，但是钢筋的用量只有符合一定的标准才能在体现经济性的同时保证剪力墙结构的强度。
4、结束语
从目前来看，剪力墙结构在高层建筑中已经得到了广泛的应用，并且随着高层建筑的不断增多，剪力墙结构势必会得到更大的应用与发展。但是剪力墙结构在充分凸显优势的同时，也存在着延性差，抗压力低等劣势，因此，对剪力墙结构进行优化的探究是很有现实价值的。
参考文献：
[1]杨光.高层建筑剪力墙结构设计优化探究[J].科技致富向导，2014（32）.
[2]陈娟，李谦.高层建筑结构的若干关键设计分析[J].科技致富向导，201l（ 20）.
[3] 刘彦辉，杜永峰，周福霖，等.高层剪力墙复合基础隔震结构地震响应分析[J].工程力学，20 11，（07）.
[4]李文军.剪力墙住宅设计中的问题分析[J].建设科技，2011（12）.
（作者单位：河南钢泰建筑工程有限公司）
关键词：高层建筑；剪力墙结构；设计优化
1、高层建筑剪力墙结构优劣势分析
剪力墙结构是一种钢筋混凝土墙板结构，相比于框架结构中的梁柱，剪力墙结构不仅可以承担各种荷载引起的内力，而且能够有效控制建筑物的水平侧移，因此承载力更强。
1.1剪力墙结构优势分析
剪力墙结构优势方面主要体现在：首先，在高层建筑中应用剪力墙结构，不仅能够节约经济成本，且适用性强。这主要由于通过剪力墙结构，承重墙与分隔墙能够形成一个整体，这样既能保证建筑的稳定性，又能体现更高的经济价值。所以，目前的大多数宾馆等高层建筑都使用这种结构。其次，剪力墙结构的使用功能更全面。剪力墙结构与框架结构相比，不仅可以使房间的空间更加宽敞，有利于房间的布置，而且改造空间更多，用户在进行设计时形式更加灵活、多样；此外，剪力墙结构在有较强的抵抗水平荷载的能力，出现的侧移较小，使得建筑室内墙面较平整，空间简约宽敞，室内布置更加随意；最后，剪力墙结构具有较强的稳定性。由于此种结构有较大的的刚度，在地震中能够吸收更多的能量，具有更高的抗震能力，即使在剪力墙结构截面发生弯曲的情况下，变形也较小，对结构的整体性能影响较小，因此，在高层建筑物中运用剪力墙结构是很有价值的。
1.2剪力墙结构劣势分析
剪力墙结构虽然具有很突出的优势，但同时也存在一定的弊端，主要表现在：一是由于此种结构的抗侧刚度比较大，在地震中吸收的能量较多，所以对整体结构的安全性与稳定性的影响也较大。因此，在设计时，必须适当的提高基层规模或者是上部结构规模；二是由于此结构是混凝土成分，自重较大，在地震中会造成混凝土的浪费；三是剪力墙结构的许多功能还未得到有效利用，使得负载分配不均匀，影响了墙肢的荷载能力；四是剪力墙结构由于配筋率低，所以延性较差。
2、高层建筑剪力墙结构设计原则
通过以上对剪力墙结构优缺点的分析，设计人员要让剪力墙结构的性能得到更好的发挥，就必须尽量的规避其缺点，因此，在进行设计时就要遵循一定的原则。首先，是安全、经济性原则。即剪力墙结构在保证质量的同时，要充分考虑成本，因此对剪力墙结构进行优化是需要一定的资金的，因此，在进行相关优化设计时要对两者进行权衡，才能使剪力墙结构真正发挥价值。第二，剪力墙结构数量尽量少原则。即为了体现剪力墙的经济价值，在达到规定位移限值条件的前提情况下，尽量少的应用剪力墙结构。所以，为了保证整个建筑物的稳定性，在进行设计时就要严格遵循国家对剪力墙结构的相关规定：在基本振型地震作用下，剪力墙结构部分承受的地震倾覆力矩不能小于结构总地震倾覆力矩的50%。 同时，框架部分承担的剪力至少为底部总剪力的20%，或各层框架承担的地震总剪力中最大值的1.5。
3、剪力墙结构设计优化措施探究
3.1剪力墙结构设计方案优化
剪力墙结构设计方案的选择是实现剪力墙结构进行优化的第一步，选择最合适的结构设计方案就是对结构的最大优化。因此，在选择剪力墙结构设计方案时，要综合考虑以下几个方面：一是方案要体现合理性与安全性。即剪力墙结构的设计与高层建筑结构的设计在方向上应一致，要依据高层建筑的承重性来进行设计。二是要考虑剪力墙结构的建造成本，在保证剪力墙结构安全性的前提下，应选择成本相对低的剪力墙结构设计方案，这就要对剪力墙结构的成本进行严格的评定。三是要选择能够满足建筑物结构设计、用途等要求的剪力墙结构设计方案，要考虑建筑不同楼层的差异，设计要有针对性。
3.2剪力墙布置的优化
剪力墙的布置对结构的整体性能有很大的影响，因此有必要对剪力墙的布置进行优化。因为剪力墙结构的承重是通过交错排布横向承重板与纵向承重板来实现的，所以应当沿主轴方向或其他方向对剪力墙结构进行双向布置，使其形成空间结构，这样进行优化剪力墙结构两翼的刚性强度较均衡，使其在空间布置上的优越性得到更好的发挥。
3.3剪力墙洞口设置的优化
剪力墙的洞口设置对剪力墙结构的整体抗震能力有很大的影响，对洞口设置进行优化不仅洞口截面要简单、规则，墙体上的分布格局也应当使墙肢和连梁分明，要确保高层建筑物的安全性与稳定性，就要尽量避免洞口分布不均、排布混乱的现象的出现。此外，对于长度较长的剪力墙结构，为了避免墙段的高度与墙段长度之比小于3，可通过设置洞口的方式将墙体分成均匀的墙段，不同墙段之间用连梁连接。
3.4剪力墙的结构优化
为了使剪力墙结构外侧稳定性得到保障，在对剪力墙结构进行设计时就要充分考虑其本身的特点，适当的对剪力墙结构的外侧弯矩进行控制。另外，在进行剪力墙结构的外侧与其他墙肢链接时，连梁弯矩的适当减小可以使剪力墙结构的稳定性得到更好的保证。此外，剪力墻结构的布置应该从上而下连续进行，并适当根据建筑高度调整剪力墙的厚度与混凝土等级，这样才能保证剪力墙结构的刚度的连续性和稳定性。
3.5剪力墙结构中用钢量的优化
剪力墙结构在高层建筑中得到广泛的应用，重要的一个原因就是其可以最大程度的提高建筑结构的刚度，从而使建筑的稳定性得到进一步加强。而剪力墙结构中钢筋的使用量对剪力墙结构的强度有很大的影响，用钢量的减少可以有效节约工程成本，但是钢筋的用量只有符合一定的标准才能在体现经济性的同时保证剪力墙结构的强度。
4、结束语
从目前来看，剪力墙结构在高层建筑中已经得到了广泛的应用，并且随着高层建筑的不断增多，剪力墙结构势必会得到更大的应用与发展。但是剪力墙结构在充分凸显优势的同时，也存在着延性差，抗压力低等劣势，因此，对剪力墙结构进行优化的探究是很有现实价值的。
参考文献：
[1]杨光.高层建筑剪力墙结构设计优化探究[J].科技致富向导，2014（32）.
[2]陈娟，李谦.高层建筑结构的若干关键设计分析[J].科技致富向导，201l（ 20）.
[3] 刘彦辉，杜永峰，周福霖，等.高层剪力墙复合基础隔震结构地震响应分析[J].工程力学，20 11，（07）.
[4]李文军.剪力墙住宅设计中的问题分析[J].建设科技，2011（12）.
（作者单位：河南钢泰建筑工程有限公司）