高層建筑剪力墻結構設計優化探究

吳昊天

摘 要：近幾年來，我國的社會經濟高速發展，人們的生活水平也越來越高，我國正在向城市化方向發展，高層建筑行業也逐漸成為城市建設事業中不可或缺的一部分。高層建筑剪力墻結構的設計，能夠有效的防止樓體受地震等災害的影響，有助于加強建筑物的抗震能力、整體性以及側向剛度，對建筑事業的發展起到了很大的作用。對高層建筑剪力墻結構進行設計優化，是建筑行業在進行建筑設計時必須經過的步驟，防止在進行設計時遺漏一些重要的內容。文章對高層建筑剪力墻結構的概念以及剪力墻結構設計優化方面的內容進行分析研究。

關鍵詞：高層建筑；剪力墻結構；設計優化

在高層建筑當中剪力墻結構被廣泛應用，其原因便是剪力墻結構的剛度大、整體性強，為解決高層建筑防震等問題提供了巨大的幫助。剪力墻結構一般會出現在分間較多的建筑中，如旅館等，剪力墻結構能夠使房間的分隔墻與承重墻合二為一，既節省了空間，又能夠達到房間建筑強度的要求。而且在高層建筑中使用剪力墻結構，能夠隱藏室內的房梁等結構，使室內的墻體更加具有整體性，更加的簡潔美觀，有利于室內布置。但是剪力墻結構也存在著一定的弊端，需要通過剪力墻結構設計優化的方式來減輕高層建筑的剪力墻結構存在的弊端。

1 高層建筑剪力墻相關分析

1.1 高層建筑剪力墻概念

高層建筑剪力墻結構設計是在高層建筑中廣泛使用的一種墻體結構，這種墻體結構的原料主要是鋼筋混凝土，通過橫向承重板和縱向承重板縱橫交錯來達到增強樓層的承重能力的目的。這種墻體的建造，能夠使高層建筑的穩定性、剛度以及抗震能力大大加強，能夠滿足現今我國高層建筑的需要。另外，在高層建筑中，剪力墻的設計隱藏了大量的承重柱，能夠使房屋內部建造更加簡潔、美觀，能夠普遍符合我國居民對建筑內部的美觀性的需求，而且能夠為室內設計提供更大的空間，符合現代城鎮居民的生活需求。

1.2 剪力墻結構的特點

高層建筑剪力墻結構是使用鋼筋混凝土鑄造，具有良好的穩定性與剛性強度，能夠有效的抵抗外界的壓力，為高層建筑的建造打下了一定的基礎。剪力墻結構的設計使用能夠減低施工工程單位的建材成本，剪力墻結構使用鋼筋混凝土為原料，價格相對低廉，而且能夠滿足建筑強度的需要，在一定程度上增加了施工單位的經濟效益。由于剪力墻結構代替了傳統的建筑承重系統，因此，在建筑物室內中不會出現過多的承重，大大的節省了建筑室內的空間，使室內設計更加美觀，降低了樓房建筑的空間局限性。同時，剪力墻結構也存在著一定的弊端，在高層建筑使用過多的剪力墻結構時，會使建筑在遭遇強度大的地震時出現巨大的反震力，使建筑樓體的安全性降低。而且剪力墻結構所需的鋼筋混凝土材料大多要求較低，因此，在進行建筑施工時極易出現建筑質量問題，對建筑以及居民的人身財產安全造成了極大的不利影響。

2 剪力墻結構設計方面的優化

2.1 剪力墻轉結構布置優化

對于剪力墻結構的設計，通過橫向承重板與縱向承重板交錯排布形成建筑的承重系統。在進行剪力墻結構優化時，應當使剪力墻結構沿主軸方向或其他方向進行雙向布置，形成空間結構，此時剪力墻結構能夠從兩個方向同時承受建筑物的重量，而且其兩側的剛性強度一致，便于發揮剪力墻結構在空間布置上的優越性。剪力墻結構的側向剛度大，這一特性能夠有效的保障建筑體的穩定性，因此在進行剪力墻結構設計時，應當最大限度的發揮剪力墻結構的這一特性，適當的減輕剪力墻結構的重量，增大剪力墻結構的可利用空間，從而加大剪力墻結構的側向剛度。

2.2 剪力墻洞口設置

剪力墻的洞口設置需要考慮剪力墻結構的抗震能力，剪力墻結構的洞口設置需要做到洞口截面簡單、規則性，而且在墻體上的分布格局應當規則，形成明確墻肢和連梁，應當避免出現洞口分布不均、排不混亂的現象發生，否則會嚴重影響高層建筑樓體的穩定性。對于長度較長的剪力墻結構，可通過設置洞口的方式將墻體分成均勻的墻段，在不同的墻段之間用連梁連接，加強墻體之間的穩定性。

2.3 剪力墻的結構優化

剪力墻結構具有“外柔內剛”的特點，在進行剪力墻結構設計時應當按照剪力墻的結構特點進行設計，控制剪力墻結構外側的彎矩，保證剪力墻結構外側的穩定性。在剪力墻結構的外側與其他墻肢進行連接時，應適當的減少連梁的彎矩，保證剪力墻結構的穩定。另外，剪力墻結構應當按照自下到上的順序進行連續布置，需要保證剪力墻結構的連續性與規則性，適當的根據建筑的高度對剪力墻結構的建造材料使用量進行調整，保證剪力墻結構的剛度的連續性、穩定性。

2.4 剪力墻結構方案選擇

在對高層建筑剪力墻結構進行設計優化時，一個重要的優化指標便是對剪力墻結構的設計方案進行選擇。在進行方案選擇時，應當首先注重設計方案的合理性與安全性，設計方案的剪力墻結構的布局應當與高層建筑的結構設計向契合，符合高層建筑的穩定性與承重性的需要。另外，在對設計方案進行選擇時還要對剪力墻結構的成本控制進行評定，在保證剪力墻結構能夠安全建造的前提下，需要選擇成本相對較低的剪力墻結構設計方案。剪力墻結構設計方案需要滿足建筑的結構設計、設計用途等的要求，在進行設計時對于建筑的不同樓層要采取不同的設計方案，將剪力墻結構方案的設計具有針對性，還需要考慮設計的經濟性，在保證高層建筑能夠安全合理的建造的前提下，保證安全性能與資金使用的最優化。

3 高層建筑剪力墻結構設計施工中應當注意的問題

在進行高層建筑建立結構施工進行的過程中，需要考慮到許多問題。例如，在進行建造過程中，一般進行樓體與部分承重系統的建造所用材料和進行剪力墻結構建造所需材料有一定的差別，在進行剪力墻結構的建造時需要用到鋼筋混凝土，而一些隔墻的設計只需用到輕質的材料，這就使隔墻設置與剪力墻結構在銜接時需要對不同的材料進行處理，避免在后期用戶使用時出現銜接裂痕等現象威脅住戶的生命健康安全。另外，還需要建筑施工團隊著重注意的便是施工質量監測的問題，在施工進行過程中以及施工結束后都必須嚴格的對剪力墻結構進行質量監測，保證剪力墻結構澆筑的安全性，防止建筑物在經歷重大自然災害時受到影響，從而影響建筑物的穩定性，危害住戶的人身財產安全。

4 結束語

高層建筑剪力墻結構的設計，為提高高層建筑的性能提供了良好的解決途徑。對高層建筑剪力墻結構的設計優化，有助于加強高層建筑的建造質量，提高建筑整體的美觀性，改善城鎮居民的居住環境。因此，應加強高層建筑剪力墻結構設計優化工作的進行。

參考文獻

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