浅析高层建筑剪力墙结构优化设计

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1、浅析高层建筑剪力墙结构优化设计摘要：随着社会经济的快速发展以及城市化进程的加快，城市用地越来越紧张，因此高层、超高层建筑发展越来越快，而可以满足人们对高层建筑经济、舒适、安全要求的剪力墙结构应用也越来越多。本文简要介绍了高层建筑剪力墙结构设计中应注意的问题，探讨研究了如何做好高层建筑剪力墙结构的优化设计。　　关键词：高层建筑剪力墙结构计算原则优化设计结构优化　　　　随着社会经济的迅速发展，安全、经济、适用是人们对建筑工程设计提出的三大要求，即高层建筑在保证安全的前提下，应尽可能满足住宅经济性、适用性，不影响市场销售情况和未来使用者的居住质量。因此，其在高层建筑结构设计中的应

2、用也越来越多。而如何做好高层建筑剪力墙结构的优化设计是结构设计人员需不断探讨的难题。本文就结合笔者多年的实践经验，结合工程实例分析了高层建筑剪力墙结构优化设计。　　1、高层建筑剪力墙结构设计中应注意的问题　　1）剪力墙结构的坑侧刚度不宜过大，若坑侧刚度多大，则剪力墙结构的周期会相应的变小且建筑受地震影响也较大；2）同一建筑中剪力墙结构墙体不宜过多，若墙体越多，则建筑物自重会增大且建筑物受地震影响也越大，同时还会造成过多不必要的浪费；3）由于剪力墙结构的墙体大多数都是构造配筋，为避免结构延性差，剪力墙结构墙体的构造配筋不宜太低；4）剪力墙结构设计时应满足规范中关于结构水平位移

3、和地震力的要求。因此，设计者只有结合工程实践经验，在实际工作中有所判断，在剪力墙结构设计时将地震力和结构水平位移控制于规范中的合理范围内，同时还应对结构的配筋和内力做进一步检查，才能达到建筑物安全性、适用性、经济合理性的目的。　　2、高层建筑剪力墙结构优化设计中含钢量分析　　根据现行结构设计规范，钢筋混凝土构件的最小含钢量应满足剪力墙端部加强区的暗柱、端柱、翼柱的构造配筋、连梁配筋以及剪力墙分布钢筋的配筋三方面要求。　　以高层剪力墙住宅建筑为例，其中其剪力墙结构构件的合适含钢量符合现行结构设计规范。该建筑物选用了泵送商品混凝土作为混凝土原料，然而这种原来存在收缩率和水灰比都

4、较大的情况，因此，为满足规范要求，我们应根据实际情况结合经我国多年设计和成功施工的剪力墙结构统计出的合适的含钢量（如表1所示）及单位面积钢筋量（如表2所示）来选取适宜的含钢量。　　3、剪力墙结构建筑优化设计分析　　高层建筑剪力墙结构优化设计的方案有很多种，而在整个建筑中其经济性受建筑的结构体系、采用材料、构件截面等影响很大，因此，在优化方案设计时必须选择最适宜的结构形式才能保证建筑结构的安全可靠度及降低工程造价。　　对于一套剪力墙结构高层建筑物，只有优化其剪力墙结构设计，技术应用得当，使结构受力均衡、结构可靠度一致及整套建筑任一结构都能同时发挥最大作用，才能达到建筑物安全、

5、经济、适用的目的。但是，在不同方向的水平荷载作用下，剪力墙具有对称性的特点。而忽略剪力墙对称性特点设计出的结构会造成相当大的浪费且存在一定的不安全性。因此，为节省工程造价，提高收益，同时增加结构的安全可靠性，在设计中应调整剪力墙的布置使剪力墙对称。此外，当设计人对某种结构概念理解不全时，其设计出的结构也会造成极大的浪费。因此，设计人在设计之前应吃透某种结构概念，，正确把握结构概念，避免不必要的浪费。　　4、结论　　剪力墙结构具有刚度大、整体性好、钢材用量少、节能环保等特点，剪力墙外观整齐，且在高层住宅中开间较小，分隔墙较多，一般采用现浇剪力墙的方式，所以剪力墙结构建筑物承重

6、墙比传统多层砌体结构要少点，较经济，因此，现浇剪力墙结构是目前高层建筑物采用最多的一种方法。　　剪力墙结构高层建筑在进行结构设计时应重视概念设计，认真调整各项技术参数，对结构设计进行反复优化设计，直到剪力墙结构设计达到相对较优的结构。同时，高层建筑剪力墙结构设计计算时应满足以下几点原则：①楼层最小剪力系数的调整原则。②楼层层间最大位移与层高之比的调整原则。楼层间的剪切变形及扭转变形是一般高层建筑的重点。③结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比的调整原则。Tt与T1之比应根据《高规》第4.3.5条规定小于0.90。另外，应明确对高层建筑剪力墙结构设计优

7、化的目的，即在保证整个结构安全可靠的前提下在做到经济合理，而不是减少原有安全储备，降低工程造价。