高層民用建筑剪力墻結構設計特點及其優化策略分析

郗 雯

（國策眾合（北京）建筑工程設計有限公司，山西 太原 030000）

近年來，隨著經濟的發展，人們對生活水平有了越來越高的追求，對建筑物質量的要求也較過去有了較大幅度的提升。剪力墻的結構對高層民用建筑的修筑有著十分重要的影響，文章就剪力墻的結構展開論述，以當前的建筑形勢為前提，提出了以下觀點。1 剪力墻設計原則

1.1 連續性

針對建筑工程的結構設計工作中，存在多種結構形式，在設計工作之前需要結合工程的使用要求與具體施工現場的環境選擇合適的結構。而剪力墻結構在建筑工程中屬于常見的一種形式，其主要的作用就是通過建筑的構件實現維護與結構的分離效果，起到主要的承載力與阻力。所以，在對剪力墻結構設計的時候需要堅持連續性的原則，防止其剛度的變化導致建筑出現位移的情況。

1.2 對墻體進行受力分析

作為建筑的平面結構，墻體上的壓力中還會涉及到水平的彎矩與剪力，另外還包含了豎向壓力。所以，在剪力墻結構的設計工作過程中需要對受力的情況進行分析，需要重點對剪力墻的自身應力做出研究，從而確保其使用效果與安全質量。

1.3 墻體延性

墻體延性墻體的延展性能對建筑物的修筑有十分重要的影響，剪力墻結構的厚薄情況、高低情況對建筑物結構的設計都有著影響，要根據墻體的性能對剪力墻進行設計，充分發揮其作用。

2 高層民用建筑剪力墻結構的設計特點

2.1 剪力墻結構的設計特點

為了保證高層民用建筑結構中剪力墻的設計水平與穩定性，需要設計人員對民用建筑工程的結構熟練地掌握。尤其是剪力墻的混凝土結構。一般情況下，高層建筑工程的縱向與橫向承載力都會對結構的設計產生很大的影響，剪力墻結構的使用會提高整體結構的安全與穩定。在進行結構設計的時候還要注重墻體的抗震性能與擺動性能，防止出現變形的問題導致剪力墻結構設計出現質量缺陷。

2.2 剪力墻結構的分類和結構設計要求

結合剪力墻的結構特點，需要對墻肢開設洞口的問題進行分析，剪力墻主要分為：第一，整截面剪力墻。這種結構開洞比較小或者沒有開洞，整個剪力墻都是豎向的懸臂桿。第二，壁式框架剪力墻。如果剪力墻的開洞比較大，就會導致連系梁與墻肢的剛度大大降低。第三，雙肢、多肢剪力墻結構。這種結構具有打孔區的墻體，這一墻體的力學特點就是帶有小開口的整體剪力墻，做好連肢墻的結構設計工作。

3 高層民用建筑剪力墻結構的設計及優化

3.1 對剪力墻結構設計方案的選擇

針對建筑工程剪力墻結構在設計工作中產生的相關問題，作為建筑施工企業與建設單位需要提高對安全意識的重視程度，通過合理的優化方法與措施改善當前的設計問題。不管是哪種剪力墻結構設計方案都需要建筑施工企業將安全放在第一位，選擇合適的結構形式，確保整體工程造價的合理。通過對施工現場的勘察與建筑的使用性能，選擇最佳的設計方案。

3.2 墻體平面形狀優化

針對剪力墻結構設計工作中的形狀方面的主要問題，作為設計人員需要提高對概念的設計應用，保證應用的設計理念與建筑方案之間的一致性。在對建筑結構的平面與豎向進行布置的過程中，需要結合建筑的結構特點，在滿足美觀與實用的基礎上，設計出墻體的平面形狀，針對于其中的薄弱的結構進行合理的分析，提高平面的規則化與簡單化。另外，在優化平面形狀的過程中，設計人員還要結合規則、簡單、均勻的原則，對墻體的結構與剛度、承載力做出合理的分析。其中的剛度分布需要保證均勻，平面不能太長、突出的部分不宜過長。從而保證建筑整體體型的平衡，防止變化對結構產生影響。最后，需要站在墻體結構的實際情況角度，對整體性能的使用進行分析，防止出現豎向的不規則結構出現，從而提升整體剪力墻結構的設計工作質量。

3.3 剪力墻平面布置

建筑工程的結構設計為了保證設計的合理性與優化，作為施工企業需要結合對應的設計人員，對剪力墻的平面布置提高重視的程度。通過住宅的平面結構布置，滿足建筑物的使用要求，同時還需要延周邊均勻地布置剪力墻結構。確保剪力墻結構的布置合理，要盡量選擇一些建筑的電梯間、樓梯間等位置。另外，還應該注意剪力墻之間的距離不能太大，阻礙剪力墻結構作用的發揮。剪力墻平面的設置應注意以下幾點：首先，必須堅持剪力墻平面的對稱性，剪力墻應該沿著中心軸線盡可能對稱地規劃，以便剪力墻的重心和整個結構的剛度中心可以最大極限地重合，從而減少扭矩。其次，剪力墻不宜布置太密，宜多均勻長墻（墻長≤8m），少短墻，且墻肢厚度應沿高度均勻變化。最后，“強周邊，弱中部”，盡可能布置成L形、T形、十字形，減少復雜形狀，有利于剪力墻結構的穩定性，并形成較好的側向剛度。遵循“周邊、對稱、成對、封閉”的原則去布置剪力墻可得到較大的平面剛度和抗扭剛度，對建筑物的抗震也有很大的幫助。

4 結語

高層建筑在當今已經非常普遍，民用建筑是目前測試最多的住宅模型，剪力墻的優良設計顯著提高了高層民用建筑的穩定性和抗震性能，民用建筑剪力墻墻體設計師必須了解結構設計的特點從結構優化設計和混凝土剃須墻計算的角度出發，提高民用建筑剪力墻體的設計水平。