淺談某板式住宅高層建筑剪力墻結構優化設計

于連政

摘 要：隨著城市發展進程的不斷加快，我國城市呈現出現代化的發展趨勢，高層建筑的數量越來越多，在對高層建筑進行設計的過程中，一定要重視起自身的結構優化，以便滿足相關設計的規定。我國對于高層建筑的結構設計從現有的狀況出發主要有兩種，一種是采用數學規劃的方法，還有一種是力學準則法，但是兩種方法都不能起到良好的結構優化的作用。在這種情況下，需要進一步完善結構優化的設計，除了要培養更多相關方面的人才外，還需要從具體的實踐情況出發，加強投入力度，不斷完善理論，本文重點從對建筑剪力墻的結構優化入手，提出了有效的解決辦法，希望能夠對今后的發展建設提供一定的幫助。

關鍵詞：高層建筑；結構優化；設計問題；解決方案

我國在當前的經濟建設與發展的過程中，其發展形式有了更好的改善，高層建筑是城市現代化的主要標志之一，但是在對高層建筑進行設計的過程中，自身的結構如果不能滿足實際的需要，那么就會對建筑的使用受到一定的影響。結構設計是高層建筑進行建設的首要前提，而相應的技術則進一步確定了結構。因此本文重點提及了高層建筑的剪力墻設計，在當前的結構設計中還存在一定的不足之處，還擁有更好的發展空間。這需要相關設計人員積極的發揮其主觀能動性，這樣才有助于高層建筑的進一步結構設計。將其進一步的推廣開來，才有助于人們生活水平更好的提高。

1、剪力墻結構體系的設計

在當前高層建筑的剪力墻結構設計的過程中，我國相關的理論知識還比較薄弱，這樣對實際的施工建設是十分不利的，因此需要不斷優化以及進一步的建設，這樣才能更好的完善我國當前高層建筑的質量，建筑剪力墻需要具備一定的承載能力以及剛度要求，這樣才能實現對地震的有效預防，本文重點提出了剪力墻結構體系設計的內容，剪力墻又可以稱為是結構墻，具有較大的截面，在一個建筑中，相同的剪力墻是按照相互澆筑的原理完成的。因此具備良好的整體性，在抗側能力方面也是比較有影響力的，剪力墻結構所承擔的墻體結構主要是對橫向水平力進行承擔的，但是有些剪力墻為了能夠滿足下部空間的框架支撐作用，也可以直接豎立在基礎之上，框架剪力墻也就是因此而得來的。對框架剪力墻進行結構設計的過程中，需要承載橫向以及豎向的荷載能力，采用合適的分析方法進行詳細的分析，構建起一個科學的剪力墻結構體系，通過對剪力墻的分析可知，剪力墻平面具有較小的剛度，豎向剛度卻很大，所以平面外的剛度是可以忽略的。因此在設計的過程中應該分別對橫縱兩個方向的剪力墻進行考慮。空間結構可以按照平面結構的方式加以進一步的處理，這樣在水平荷載作用的基礎上，能夠對內力以及位移加以簡化。剪力墻結構從橫縱兩個方向上是分別聯系在一起的，所以剪力墻具有一定的截面特性，可以實現橫縱墻共同進行工作，縱墻中的一部分可以當做橫墻上的有效翼緣使用，相反，橫墻上的一部分也能當做縱墻上的翼緣。在對剪力墻進行分類的過程中，可以分為雙肢墻、壁式框架以及多肢墻等。

2、剪力墻結構優化設計方法

2.1主體結構抗側剛度

高層建筑在承受建筑內部重量的同時，還要讓建筑有整體性，最主要的是讓建筑保持穩定。然而高層建筑的穩定性卻受到某些自然條件的沖擊，當出現強風、暴雨等天氣的時候，建筑的結構受到嚴重的沖擊，可是高層建筑還是讓主體有剛度，以免建筑出現移動。通過穩定主體的剛度，可以讓建筑內部結構以及使用建筑的人很安全。高層建筑的材料的用量與建筑結構承受的重量是有一定聯系的。如果建筑承載量大，那么建筑結構的材料更多。而結構的抗側力材料數量也是同樣，并且是呈二次方的比例增加。建筑結構的標準是否合理取決于主體結構的抗側剛度。因此在在優化建筑結構的時候，應該計算抗側剛度，通過計算結果，合理的設計高層建筑結構。

2.2地震作用

計算建筑的抗震作用，通常計算的方法有兩種，一種是振型分解反應譜；而另一種是底部剪力。但是第一種方法用的比較多，在計算的時候，可以用擬靜力的方式，通過這種計算方式可以保證計算數據準確，而且還能計算出建筑的抗震水平。底部剪力也是在設計建筑抗震使用的一種方法，而且將擬靜力的方法簡化。如果建筑的質量以及剛度同時能沿著豎向分布，并且分布的較為均勻的時候，可以看出這種計算方式還有可靠性的。盡管這種計算方式更方便，但是會使誤差增大，甚至是使建筑的結構出現偏差。但是如果使用了這種計算方式，那么在分析結構剛度的時候，不會在經過很多的步驟之后才計算出結果。

2.3建筑結構輕型化

我國高層建筑中基本上都應用到了剪力墻結構，在對剪力墻進行設計的過程中，通常都是采用混凝土為主要原材料的，但是材料從等級上來看，整體水平都比較低，同時混凝土自身的重量較大，所以在對材料進行運輸的過程中，還有在施工過程中所產生的一些不利因素，都會對建筑結構產生一定的影響。所以在對建筑結構進行優化時，需要進一步控制建筑的自重。當建筑的結構輕型化之后，使用的材料就減少，而且建筑的截面也會縮短，通過這種方法可以讓建筑有較高的抗震性，當建筑的抗震性改變之后，建筑在地震中受到的影響也小。建筑的樓蓋形式也要保證是正規的，首先要有一個測量建筑樓蓋的尺寸，以及截面面積，其次是測量建筑的重量，控制好建筑發生位移的地點以及程度。在選擇建筑的材料的時候，要選擇那些質量輕，但是具有很高強度的材料，控制建筑墻體的重量，使其重量較輕，同時減少建筑的重量。使用的傳統材料要么具有輕度，要么具有高強度，兩者不能并存，可以在技術發展之后，出現了很多的材料，而且材料的運用也得到改善，使其不僅重量較輕，還能有很高的強度。可是這種材料在國外使用的較多，而我國的高層建筑基本還是使用鋼筋混凝土結構，新型的材料只能在輕骨料高層建筑中使用。

3、結束語

在對高層建筑剪力墻進行結構設計以及優化的過程中，現階段已經有了突出的進展，但是在這方面還是存在一定的不足，所以在現階段的發展過程中，不僅需要完善技術，還應該促進相關設計人員的個人能力進一步提升。在前期設計的過程中，應該充分考慮到實用性以及安全性，并且建筑剪力墻在設計的過程中不應該單純的局限在現有階段，應該在理論以及實踐兩個方面得到同時發展，這樣才能促進我國高層建筑整體水平的提升，以實現更加良好的設計。

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