本站原创
摘要：剪力墙这种墙体结构已经走进了人们的生活，本文就如何进行高层建筑剪力墙结构的优化设计展开研究，详细的探讨了剪力墙结构设计的优化措施以及防范，从而整体优化建筑结构，使优化设计达到安全、经济以及科学的目的。
关键词：高层建筑 剪力墙 结构上设计 优化
前言：在经济社会飞速发展的今天，人们越来越关注居住
1.2剪力墙的分类及设计原则。剪力墙的分类：整截面墙、整体小开洞墙、联肢墙等几类。下面就简单介绍一下这几种剪力墙。整截面墙，就是墙面上不开洞或开很小的洞，受力性能类似整体的悬臂构件，设计时应尽量将竖向钢筋分布在墙肢两端。整体小开洞墙，它的受力性能也可按整体悬臂构件考虑，这种墙体对墙肢的局部弯矩要求很高。联肢墙，这种墙的各墙体由连梁连接墙肢单独作用明显，连梁中部出现反弯点。剪力墙的设计原则：它的设计中要满足位移限值和充分发挥框剪结构中各抗侧力构件的作用，做到安全、经济合理的双重要求。在剪力墙的设计中要考虑数量要求，在满足在基本振型地震作用下，应尽量减少它的数量。还应该按照规范设计剪力墙框架部分的承载剪力。在地震作用或风载作用下，除了要满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求。
2.2注重转换层结构设计。现在建筑物的功能要求多样化，一栋大楼很有可能要求它的上部（中部）和下部使用功能不同，这时需要进行多种转换，还要设置转换构件，以传递内力。由于高位转换时刚度和质量较大的转换层升高，调整转换层本身及其上、下的刚度比使之接近是必要的，这要求转换层刚度、质量适中，可通过水平层力作用来检查层间位移角的均匀性。选择转换层形式时，最好选用重量小刚度小的材料。在设计时，还要进行大量的计算，通过计算我们就会知道，哪一部分才是最薄弱的，然后再通过内力分配特点的具体研究，改善薄弱部位的设计性能，最后进行适当的调整，来改善薄弱部位性能。
2.3控制结构参数。在工程设计中主要涉及以下几个主要参数：位移比、侧向刚度比、周期比、刚重比、层间位移角。先说说位移比，它是指楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与本楼层平均值的比值，是一种扭转效应。按照规范，它应该是针对刚性楼板检测定的，需要考虑偶然偏心影响的地震作用。再说说侧向刚度，它是为了控制结构的竖向规则性。主要对某楼层抗侧刚度与其上一层、相邻三层的关联叙述，还有对于结构楼层层间抗侧力结构的承载力的要求。关于周期比，它的作用主要是为控制结构扭转效应，减少扭转对结构产生的不利影响。其关键就是限制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的比。刚重比，这项数据是控制结构的稳定性，避免产生滑移和倾覆。最后说说层间位移角，它是指按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比。主要控制结构的侧向刚度，适宜的结构刚度不至于使地震力增大，也是考虑到经济性。
2.4优化连梁和底部设计。在连梁设计时，要对连梁进行塑性调幅，这样可以有效地降低剪力。塑性调幅的放方法主要有两种：第一种，计算内力前，把连梁刚度进行折减；第二种，内力计算后，将连梁弯矩和剪力组合值乘以折减系数。这两种方法都要求连梁调整后的弯矩、剪力设计值不应低于使用状况的值，最好也不要低于比设防烈度低一度的地震组合所得的弯矩设计值，连梁铰接的地方也要格外留意。剪力墙底部设计尤为关键，一般在设计时，底部加强部位的高度可取嵌固部位以上墙肢总高度的1/8和底部两层高度二者的较大值，加强部位可以取框支层加上框支层以上2层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。这样设计比较合理，而且对地震有很好的抵制作用。
2.5结构构件计算与配筋。在整体计算完成后，主要是对结构构件的截面优化、内力和配筋计算。对于剪力墙墙身，其中存在竖向及水平向分布钢筋，需要通过计算来确定用量。还要验算正截面抗弯承载力及斜截面抗剪承载力，在设计时要考虑水平筋与竖向筋，竖向分布筋抵抗弯矩，而水平分布筋抵抗剪力。对于边缘构件，它能有效地提高墙体的延性和抗剪能力。边缘构件分为两类，即约束边缘构件和构造边缘构件，这是因为它的结构形式和受力状况比较复杂。对于连梁，它需要和墙体协同工作，增强剪力墙的刚度和强度，正常载荷作用下，连梁有联系墙肢、且增大剪力墙刚度的作用。连梁跨度较小，梁端容易出现裂缝，为此，可以进行刚度折减，但折减后仍然可能出现正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力不够的情况，可采取的办法就是减小连梁的高度或增加剪力墙的厚度及提高混凝土的等级。
结语：在实际进行剪力墙结构设计时，应根据具体工程的特点，进行正确的计算分析，合理设计剪力墙，保证剪力墙的安全性。熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，设计出兼顾安全与经济实用的优秀作品。
参考文献：
严斌.建筑施工剪力墙结构设计优化探析[J].城市建设理论研究，2011（ 5）：37-38.
李松.中高层住宅中的框架—剪力墙结构优化设计研究[D].武汉：武汉理工大学，2006.
[3]陈耀.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].福建建材，2011（ 4）：66-67.
关键词：高层建筑 剪力墙 结构上设计 优化
前言：在经济社会飞速发展的今天，人们越来越关注居住
源于：论文格式字体要求www.udooo.com
空间，对它的要求也越来越高。60年代出现剪力墙结构，以其刚度大，能有效地减少侧移，且具有较好的抗震性能的有点，受到建筑业内人士的广泛关注。1.剪力墙的相关介绍。
1.1剪力墙的概念。剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。它由空间结构是由一系列纵向、横向剪力墙及梁、板等组成，纵向、横向剪力墙刚度都很大，侧移小，所以它的抗震及抗风性能都较强，比较适合高大的建筑物。因此，在高层剪力墙结构设计中，不仅要发挥这种结构体系的优点，而且要改进其工程费用较高的缺点，降低高层建筑剪力墙结构的造价和材料消耗量。剪力墙的优点有很多，例如：墙肢长度远大于厚度、平面内刚度大，承载力强、平面外刚度小，承载力弱等。另外，室内较框架结构简洁，没有露梁、露柱现象，外形美观，便于室内布置。但它也存在一些缺点：剪力墙结构抗侧刚度大，会引起较大的地震反应，使得上部结构和基础费用增加；混凝土墙体比较重而且应用较多，不仅造成浪费，还容易引起较大的地震反应；剪力墙墙体中轴压低，墙肢承载力发挥不足；剪力墙结构中墙体多为构造配筋，结构延性较差。1.2剪力墙的分类及设计原则。剪力墙的分类：整截面墙、整体小开洞墙、联肢墙等几类。下面就简单介绍一下这几种剪力墙。整截面墙，就是墙面上不开洞或开很小的洞，受力性能类似整体的悬臂构件，设计时应尽量将竖向钢筋分布在墙肢两端。整体小开洞墙，它的受力性能也可按整体悬臂构件考虑，这种墙体对墙肢的局部弯矩要求很高。联肢墙，这种墙的各墙体由连梁连接墙肢单独作用明显，连梁中部出现反弯点。剪力墙的设计原则：它的设计中要满足位移限值和充分发挥框剪结构中各抗侧力构件的作用，做到安全、经济合理的双重要求。在剪力墙的设计中要考虑数量要求，在满足在基本振型地震作用下，应尽量减少它的数量。还应该按照规范设计剪力墙框架部分的承载剪力。在地震作用或风载作用下，除了要满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求。
2.剪力墙结构设计的优化措施。
2.1结构布置合理化。结构的布置对建筑物的抗震性能有巨大的影响，它既要考虑结构安全性又要考虑经济的条件。在平面布置上，要力求建筑物形状简单、规则、对称，这样可以是刚度和承载力分布均，以减少扭矩的影响。除此之外，还要考虑到风压的作用，尽量减少风压，利于抵抗水平作用和竖向荷载，直接、明确的传接力。在竖直布置上，应该尽量保证体型规则、均匀，不要有较大的外挑和内收，避免产生侧向刚度和承载力突变。剪力墙结构要求底部空间大，底层或底层若干层剪力墙不落地，为此，要增加其他落地墙的截面尺寸，并提高此楼层的混凝土等级，以减少刚度变化。2.2注重转换层结构设计。现在建筑物的功能要求多样化，一栋大楼很有可能要求它的上部（中部）和下部使用功能不同，这时需要进行多种转换，还要设置转换构件，以传递内力。由于高位转换时刚度和质量较大的转换层升高，调整转换层本身及其上、下的刚度比使之接近是必要的，这要求转换层刚度、质量适中，可通过水平层力作用来检查层间位移角的均匀性。选择转换层形式时，最好选用重量小刚度小的材料。在设计时，还要进行大量的计算，通过计算我们就会知道，哪一部分才是最薄弱的，然后再通过内力分配特点的具体研究，改善薄弱部位的设计性能，最后进行适当的调整，来改善薄弱部位性能。
2.3控制结构参数。在工程设计中主要涉及以下几个主要参数：位移比、侧向刚度比、周期比、刚重比、层间位移角。先说说位移比，它是指楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与本楼层平均值的比值，是一种扭转效应。按照规范，它应该是针对刚性楼板检测定的，需要考虑偶然偏心影响的地震作用。再说说侧向刚度，它是为了控制结构的竖向规则性。主要对某楼层抗侧刚度与其上一层、相邻三层的关联叙述，还有对于结构楼层层间抗侧力结构的承载力的要求。关于周期比，它的作用主要是为控制结构扭转效应，减少扭转对结构产生的不利影响。其关键就是限制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的比。刚重比，这项数据是控制结构的稳定性，避免产生滑移和倾覆。最后说说层间位移角，它是指按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比。主要控制结构的侧向刚度，适宜的结构刚度不至于使地震力增大，也是考虑到经济性。
2.4优化连梁和底部设计。在连梁设计时，要对连梁进行塑性调幅，这样可以有效地降低剪力。塑性调幅的放方法主要有两种：第一种，计算内力前，把连梁刚度进行折减；第二种，内力计算后，将连梁弯矩和剪力组合值乘以折减系数。这两种方法都要求连梁调整后的弯矩、剪力设计值不应低于使用状况的值，最好也不要低于比设防烈度低一度的地震组合所得的弯矩设计值，连梁铰接的地方也要格外留意。剪力墙底部设计尤为关键，一般在设计时，底部加强部位的高度可取嵌固部位以上墙肢总高度的1/8和底部两层高度二者的较大值，加强部位可以取框支层加上框支层以上2层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。这样设计比较合理，而且对地震有很好的抵制作用。
2.5结构构件计算与配筋。在整体计算完成后，主要是对结构构件的截面优化、内力和配筋计算。对于剪力墙墙身，其中存在竖向及水平向分布钢筋，需要通过计算来确定用量。还要验算正截面抗弯承载力及斜截面抗剪承载力，在设计时要考虑水平筋与竖向筋，竖向分布筋抵抗弯矩，而水平分布筋抵抗剪力。对于边缘构件，它能有效地提高墙体的延性和抗剪能力。边缘构件分为两类，即约束边缘构件和构造边缘构件，这是因为它的结构形式和受力状况比较复杂。对于连梁，它需要和墙体协同工作，增强剪力墙的刚度和强度，正常载荷作用下，连梁有联系墙肢、且增大剪力墙刚度的作用。连梁跨度较小，梁端容易出现裂缝，为此，可以进行刚度折减，但折减后仍然可能出现正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力不够的情况，可采取的办法就是减小连梁的高度或增加剪力墙的厚度及提高混凝土的等级。
结语：在实际进行剪力墙结构设计时，应根据具体工程的特点，进行正确的计算分析，合理设计剪力墙，保证剪力墙的安全性。熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，设计出兼顾安全与经济实用的优秀作品。
参考文献：
严斌.建筑施工剪力墙结构设计优化探析[J].城市建设理论研究，2011（ 5）：37-38.
李松.中高层住宅中的框架—剪力墙结构优化设计研究[D].武汉：武汉理工大学，2006.
[3]陈耀.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].福建建材，2011（ 4）：66-67.