高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略

钟云鹏

中交一航局第二工程有限公司 山东青岛 266000

剪力墙是高层民用建筑中十分重要的过程部分，其设计合理性、科学性将直接影响到建筑质量，若其设计存在问题，则高层民用建筑的安全性就难以保证。这也就需要建筑企业在今后必须要重视剪力墙结构设计，针对可能存在的不合理之处进行着重优化，保证高层民用建筑后续的使用安全。因此，联系实际分析高层民用建筑剪力墙结构设计特点及优化策略是十分必要的。

1 高层民用建筑剪力墙结构设计特点分析

剪力墙主要是指房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载的墙体，防止结构剪切破坏，也可以被称为抗风墙、抗震墙或结构墙等。在设计时应该遵循连续性、延展性、受力分析原则，这样才能保证剪力墙质量达到标准。若是从剪力墙结构设计自身角度来进行分析，大致具有以下特点：（1）设计难度大，从剪力墙的结构角度来说，主要是由纵向剪力墙和横向剪力墙以及楼盖组成，属于常见的高层建筑空间结构，被广泛应用，再加上抗震性能以及抗风性能优越，精确度要求较高，均在不同程度上增加了剪力墙设计难度，需要在今后引起相应的重视；（2）设计要求高，由于高层民用建筑规模大、层级高，剪力墙作为重要构成部分，必须要具有较强的抗压能力，一旦发生剪力墙结构不合理、质量不达标的情况，高层民用建筑的安全性、稳定性就会受到威胁，这无疑为建筑企业的剪力墙结构设计提出了更高的要求，需要设计人员结合建筑建设要求，从各个层面优化剪力墙结构设计[1]。

2 高层民用建筑剪力墙结构的优化策略

基于上述分析，不难发现在高层民用建筑中剪力墙结构是十分重要的，具有设计难度大、要求高的双重特点，若是剪力墙结构设计存在问题，将直接影响房屋使用安全，需要建筑企业结合建设实际标准与要求，优化剪力墙结构。

2.1 优化剪力墙平面布置

剪力墙平面布置也是一项较为重要的内容，需要设计人员予以高度重视。一方面，要结合高层民用建筑平面结构布置，满足建筑物的使用要求，同时还需要延周边均匀地布置剪力墙结构。确保剪力墙结构的布置合理，要尽量选择一些建筑的电梯间、楼梯间等位置；另一方面，则是要保证剪力墙之间的距离，不能出现距离过大的情况，保证剪力墙结构的重要作用能够充分发挥。这也就要求设计人员注意以下三点，尽可能规避设计中可能会出现的问题：（1）对称性，要求剪力墙沿着中心轴线尽可能的对称分布，保证前提均匀，以及剪力墙重心、结构刚度都能较好重合；（2）墙长应控制在8m以内，避免剪力墙过于密集影响前提强度，墙肢应呈现出均匀变化状态；（3）遵循“强周边，弱中部”原则，布置以后的剪力墙分布的组合形态应呈现L形、T形、十字形，减少复杂形态，有助于提高剪力墙的稳定性[2]。

2.2 优化墙体平面形状

在设计过程中，剪力墙结构是较为重要的一部分工作内容，若是想要保证设计符合高层民用建筑建设需求，就必须要保证设计理念与建筑方案直接的协调性与一致性。为此，设计人员需要充分考虑到建筑物建设的自身特点，在满足美观度与实用性基础上，设计出墙体平面图形，而后遵循“简单化、规范化原则”针对薄弱部分进行持续优化，相对的墙体结构、刚度、承载力等也要做出合理分析，其中刚度必须要保证剪力墙各个部分的刚度均匀、相同，平面上突出部分不应过长，保证整体平衡性。在完成设计以后，需要对墙体结构、实际性能等作出进一步判断，避免在后续使用过程中因突发状况影响到剪力墙整体性能与稳定性[3]。

2.3 优化墙体边缘构件

通常情况下，剪力墙边缘构件主要有约束边缘构件、构造边缘构件两种不同类型。前者会应用到较多的配筋，若是在设计时出现剪力墙轴压比超过对应数值的情况下，需剪力墙底部加强区以及上层，建议布置约束边缘构件，其余楼层布置构造边缘构件，这样才能够满足抗震1～3级的要求。另外，在设计的过程中还应该依照底部加强位置、非加强位置的具体情况，对区域范围内的配筋进行合理化分配，适当调整边缘构件的过渡层，满足抗震强度要求[4]。

2.4 优化剪力墙结构布局

在高层民用建筑中，剪力墙可以说是十分重要的一部分内容，因此在设计过程中，必须要保证前提结构的合理性，减少影响建筑的不安全因素。第一，精确界定普通剪力墙与短肢剪力墙，前者墙肢厚度不小于8，厚度控制在200mm、长度控制在1600mm，短肢剪力墙截面厚度应小于300mm；第二，若是想要设置独立的小墙肢，应考虑到施工方面的有关问题，这一部分的存在可能会增加施工难度，需要合并孔洞，来达到更好的效果；第三，将自振周期的把控，使其处于0.05n-0.08n，其中n主要是指结构总层数，要求设计人员进行精确计算，最终获得正确数值[5]。

3 结语

综上所述，随着时代的快速发展，近几年我国建筑类型不断增加，在高层民用建筑主要是为普通民众提供居住场所，整体建筑质量要求较高。因此，建筑企业在今后必须要通过优化剪力墙平面布置、墙体平面形状、墙体边缘构件、剪力墙结构布局等方式，对剪力墙这一重要房屋建筑结构进行持续优化，保证剪力墙结构能够更好的适应建筑建设需求，规避安全事故。