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摘要：针对建筑剪力墙结构设计问题，做了简单的论述。高层建筑结构设计中，剪力墙结构较为常见，由于结构性能受到多种因素的影响，因此为保证结构的安全性和稳定性，要注重结构优化设计。基于此，深度分析此课题，提出有效的设计把控措施，有着重要的意义。
关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计；优化设计
在整体建筑中，剪力墙结构发挥着重要的作用，尤其是抗震方面。除此之外，常被用作隔离墙，因此结构布置多是沿着主轴线。由于剪力墙结构具有较强的弯曲延性和抗脆性，进行结构设计时，要做好高度、宽度以及厚度的把控，确保其功能作用的发挥。现结合具体实践，分析剪力墙结构的优化设计。
1剪力墙结构的种类
有许多类型的剪力墙结构。需要根据设计时的实际情况使用。它可以单独使用或与两种或多种结合使用。主要分类基于墙壁开口。尺寸，位置和形状与特定状态不同。剪力墙的结构通常可分为四种类型。首先，物理墙，包括开口的实心墙和没有孔的实心墙，两个物理墙的开口状态必须控制在一定范围内，并且开口的物理墙面积应该是不超过整个墙面积的100％。第十五，相应规定了孔的尺寸和壁边的孔，这可以在很大程度上保证壁的应力和载荷分布，从而保证了剪力墙结构的稳定性。它反映了其出色的抗震性能。一旦墙壁发生异常，就会造成机械灾难的大问题。此时，需要用其他剪力墙结构进行重新配置。二，整体小开口剪力墙，根据实际荷载和应力状态分布一些小孔，孔一般分布分散，可使孔在剪力墙上分布力。剪力墙可承受很大程度的水平荷载，但如果墙体弯曲变形，其截面变形将无限接近实心墙的变形，导致梁结构的局部弯曲。第三，两个或多个肢体的剪力墙，它们通常承受垂直方向上的载荷和应力分布，它将垂直打开一个或多个大开口的列，形成一系列数量所有这些都组合在一起对墙壁和四肢产生约束作用，使壁肢局部弯矩呈曲线分布，将力学问题转化为数学问题，形成相对稳定的结构，在一定程度上也得到保证。墙壁保持稳定，没有突然变化。四，墙体框架的剪力墙，孔距的结构和孔的大小相对宽松，当剪力墙出现时，它将无限接近受力高度，一旦发生异常，整个梁明显弯曲结构中可能发生变形，这种变形可能发生在整个建筑物的多个楼层。
2高层建筑剪力墙结构优化要点
设计剪力墙结构时，要重点从以下方面进行优化：
2.1剪力墙结构
一般来说，剪力墙结构是沿着主轴，进行双向布置，组建空间结构。高层建筑对抗震性能，有着相应的要求，所以在布置时，多采取双向布置，通过增加空间面积，减少重量，进而增强抗侧刚度以及承载能力。设计环节，要注重结构分析，设计的结构必须要达到墙体水平面内抗侧刚度以及承重能力等的要求，依据位移和周期比等，确定建筑墙体厚度。如果没有达到指标要求，需要继续进行优化。
2.2配筋
配筋量的多少，直接影响着工程建设的成本大小。通过结构设计方案的对比分析了解到，剪力墙配筋主要是依据规范要求，按照最小配筋率进行配筋。采取控制墙体厚度的方式，实现钢筋用量的把控。配筋设计方案中，水平钢筋主要布置在外侧；垂直钢筋主要布置在内侧，依据建筑具体情况进行优化，进而控制工程成本。
2.3连梁优化设计
高层建筑中，剪力墙结构的构件中，连梁起到积极的作用，能耗散地震能量，因此必须要做好优化设计。对于连梁的强剪弱弯，必须经过多次试验，进而保证连梁的性能。建设环节，必须按照连梁纵筋和箍筋设计方案执行，以免纵筋出现没有达到强剪弱弯要求、箍筋出现剪切破坏等。
2.4位移比优化
高层建筑结构设计中，设置剪力墙结构，为保证结构性能和作用的发挥，要考虑到地震情况下，建筑物产生的层间位移，精准计算扭转变形数据和其他数据，科学设计剪力墙的垂直构件数量以及水平构件数量，做好构件刚度的有效把控，避免出现变形。
2.5结构计算优化
剪力墙结构优化设计时，要注重结构计算优化。以周期折减系数为例，当填充墙数量比较多时，参数选择范围为0.9-1.0。若填充墙数量很少，参数选择为1.0。一般来说，建筑主体结构刚度约大，填充墙给建筑主体结构造成的影响就越少。
3高层建筑剪力墙结构优化实例分析
3.1案例概述
以某高层建筑工程为例，总计18层，地下部分1层，建筑总长度参数为72m，建筑高度参数为54m，长宽比值是3.2，高宽比值为2.7。此高层建筑结构设计，选择的是剪力墙结构，主要承受建筑物自身荷载。为保证剪力墙结构发挥自身的作用，在结构设计时，不断进行优化设计，形成最终的方案。现结合此工程结构设计实践，对剪力墙结构的优化设计进行分析。
3.2结构的选择
在此高层建筑物中，连接体的设置，实现了第八层和建筑屋顶层的连接，结构较为复杂。建筑塔楼和连体结构的连接，多采取强连接方式或者弱连接方式。对于此工程，其如果采取强连接的方式，若出现地震情况，在荷载的作用下，要承担的轴向力和弯矩比较大，无法达到协同变形的要求。除此之外，受到偏心的影响，很有可能会出现超限问题，难以达到抗震设计标准。建筑地上部分的第八层需要设置连接体，连接层跨度大，因此强连接方式不适用，最终选择弱连接方式。设计的连体结构，其为钢结构桁架活动支座。
3.3设计分析
此建筑物结构设计，遵循的抗震标准为8度，地震加速值参数为0.10g，划分为乙类。在结构优化时，利用SATWE分析，借助PM-SAP，对建筑物结构的设计进行校核。为了保证结构设计的科学性和合理性，要考虑到地震效应的影响，以及扭转藕联，采用时程法、振型分解反应谱法，计算结构响应。具体如下：（1）墙身。结构设计中，对于钢筋的设计，要依据抗震设计要求，准确计算使用量，同时还需要进行抗剪承载力的检验和计算。基于此，此工程剪力墙的配筋率必须要大于0.2%；钢筋直径必须大于8mm；钢筋间距要把控在300mm左右。（2）连梁。若折减值超过0.5，在0.5-1.0内取值。需要注意的是，折减刚度后，极易产生正截面受弯承载力不足问题，减少地震的不利影响。
3.4剪力墙布置
高层建筑结构设计中，选择剪力墙结构，在进行布置时，要尽量选择隔墙位置，最大程度上减少边缘化构件。按照高层建筑结构设计相关规范，设计的剪力墙，其截面厚度必须要符合轴压比的基本要求。在此建筑物中，连接部位设置的剪力墙，其厚度参数具体为160mm和240mm以及300mm；其余部分的剪力墙，其厚度参数是400mm。建筑各层剪力墙使用的混凝土，规格如下：（1）1层-4层使用的混凝土规格为C50；（2）5层-11层使用的混凝土规格为C45；（3）12层-18层使用的混凝土规格为C40。
3.5高层建筑剪力墙结构优化策略的总结
在进行剪力墙结构设计时，为达到优化设计的要求，可采取以下措施：（1）优选结构设计方案。建筑高度不同，剪力墙结构设计遵循的要求就不同，要同时考虑材料和高度的要求。一般来说，建筑物层数小于20，尽量选择短肢剪力墙。通过将混凝土结构设计为砌体墙体，减少结构重量。若层数超过20层，尽量选择框架剪力墙。（2）进行剪力墙结构优化，要保证结构的均衡。
结束语：
综上所述，在高层建筑结构设计中，选用剪力墙结构，必须经过反复优化设计，才能够确定最终的方案，最大程度上保障建筑物结构设计的合理性。这需要设计人员能够遵循设计要求，做好优化设计要点的有效把控。
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