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摘要：在保障高層建筑剪力墙结构安全性和稳定性的基础上，对剪力墙结构进行适当的优化设计，对于提升建筑抗震性能、减少工程成本投入、提升企业经济效益尤为重要。本文结合高层建筑剪力墙结构的优化及再优化实例设计方案，对不同因素对剪力墙结构性能的影响进行了探讨。
关键词；剪力墙；优化；布置；性能；设计
一、工程概况
某纯剪力墙结构体系的高层住宅建筑，建筑物平面尺寸为 37米×23.4米，总建筑面积约15440平方米，地上为16层，地下为1层，标准层高为2.9米，建筑总高度46.7米。该住宅建筑结构安全等级为二级，剪力墙抗震等级为四级，地区工程抗震设防烈度为 6 度。设计采用的基础形式为桩基础，建筑场地类别为Ⅱ类。
二、剪力墙结构优化设计
结合不同因素对剪力墙结构性能的优化作用，对剪力墙的布置进行以下调整：增加 Q1、Q11、Q17、Q20、Q23、Q26 剪力墙的长度；增加 Q1、Q2、Q3、Q5、Q9、Q10、Q11、Q15、Q16、Q21、Q22 剪力墙的翼缘长度；增加 Q18、Q19、Q24、Q25 剪力墙的翼缘；删除 Q6、Q7、Q13 剪力墙；减小 Q3、Q4、Q8、Q9、Q12、Q14 剪力墙的长度；删除部分电梯井筒附近墙体。如图2所示，为该高层住宅建筑优化后的平面布置图。
由此可见，基于连续、均匀、对称的原则，增强高层建筑剪力墙结构周边刚度，可通过对剪力墙结构周边剪力墙布置的加强，起到对结构抗扭刚度和抗侧刚度的提升作用，实现对剪力墙布置的优化调整。具体的方法包括：增加结构周边剪力墙、增加剪力墙翼缘长度、增加部分剪力墙的翼缘。对于一些高层建筑剪力墙结构不规则、受力不均匀、结构扭转效应过大的情况，可采用对结构周边剪力墙进行优化布置的方式，使结构的受力性能得到改善。但是采用这一优化布置措施，结构的材料用量也会同时增加，造价随之增高，构件的材料性能得不到充分发挥。虽然这种变化较小，但出于对结构经济性能的考虑，还应对结构进行进一步的优化与调整。
在保证高层建筑剪力墙结构安全性能和稳定性能的前提下，对高层建筑剪力墙结构内部剪力墙的布置进行适当减弱，可达到节约成本的目的。比如减小结构内部剪力墙的长度、删除结构内部分较多墙体和删除电梯井筒附近布置较多墙体的做法，不仅能保证构件材料性能的充分发挥，使剪力墙结构受力更加合理，还可大幅度的节约材料使用量。虽然此种做法在一定程度上削弱了剪力墙结构刚度，但剪力墙结构性能各项指标均能被控制在现行规范规定的范围内。
三、剪力墙结构再优化设计
在2中剪力墙结构优化的基础上，继续对剪力墙的洞口率、墙厚、混凝土等级做出一定程度的调整：洞口率采用r x =0.1541，r y =0.1379；墙厚由250mm调整为 200mm。如图3为再优化后的高层建筑剪力墙结构平面布置图。
由此可见，在保证对剪力墙结构抗侧刚度影响不大的基础上，增大结构周边剪力墙的洞口率，可提升结构的抗震性能，结构经济性更佳。但是此种做法随之也加大了剪力墙结构的周期和位移，导致剪力墙结构的抗侧刚度减小，当洞口率的增大达到一定范围内，剪力墙结构合理的抗侧刚度将无法保证，使剪力墙结构的安全稳定性受到威胁。
当逐渐增加剪力墙的厚度，剪力墙结构的周期和最大层间位移角也相应的逐渐减小。由此说明，增加剪力墙墙厚能增强剪力墙结构的抗侧刚度，结构会变得更加安全稳定。但是剪力墙结构的地震剪力会随着这种做法呈现线性的大幅度变化，由此来看，地震作用的增强也非常明显。所以在对剪力墙结构的优化设计中，应将这两种情况充分考虑在内。
四、结语：
综上所述，优化后的高层建筑剪力墙结构上部重量的明显减小，在较大程度上减小了对地基基础的荷载效应，减小平均沉降变形，建筑材料得到充分利用，建筑结构经济性良好。而上述再优化后的剪力墙结构，对地基基础受力沉降变形进一步减小，在满足综合计算指标的前提下，结构布局更加合理。但是再优化后的剪力墙结构对材料力学性能发挥的较差，还存在更进一步的优化空间。在保障结构安全性和稳定性的基础上，对基础设计再进行优化后，优化后的设计方案比再优化后的设计方案会更具经济性。
参考文献：
[1]尚超，韩萌.高层住宅钢筋混凝土剪力墙结构优化设计研究[J].绿色环保建材， 2018（10）：152-153.
[2]丁萍.高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略[J].中国战略新兴产业， 2018（13）：277-278.
关键词；剪力墙；优化；布置；性能；设计
一、工程概况
某纯剪力墙结构体系的高层住宅建筑，建筑物平面尺寸为 37米×23.4米，总建筑面积约15440平方米，地上为16层，地下为1层，标准层高为2.9米，建筑总高度46.7米。该住宅建筑结构安全等级为二级，剪力墙抗震等级为四级，地区工程抗震设防烈度为 6 度。设计采用的基础形式为桩基础，建筑场地类别为Ⅱ类。
二、剪力墙结构优化设计
结合不同因素对剪力墙结构性能的优化作用，对剪力墙的布置进行以下调整：增加 Q1、Q11、Q17、Q20、Q23、Q26 剪力墙的长度；增加 Q1、Q2、Q3、Q5、Q9、Q10、Q11、Q15、Q16、Q21、Q22 剪力墙的翼缘长度；增加 Q18、Q19、Q24、Q25 剪力墙的翼缘；删除 Q6、Q7、Q13 剪力墙；减小 Q3、Q4、Q8、Q9、Q12、Q14 剪力墙的长度；删除部分电梯井筒附近墙体。如图2所示，为该高层住宅建筑优化后的平面布置图。
由此可见，基于连续、均匀、对称的原则，增强高层建筑剪力墙结构周边刚度，可通过对剪力墙结构周边剪力墙布置的加强，起到对结构抗扭刚度和抗侧刚度的提升作用，实现对剪力墙布置的优化调整。具体的方法包括：增加结构周边剪力墙、增加剪力墙翼缘长度、增加部分剪力墙的翼缘。对于一些高层建筑剪力墙结构不规则、受力不均匀、结构扭转效应过大的情况，可采用对结构周边剪力墙进行优化布置的方式，使结构的受力性能得到改善。但是采用这一优化布置措施，结构的材料用量也会同时增加，造价随之增高，构件的材料性能得不到充分发挥。虽然这种变化较小，但出于对结构经济性能的考虑，还应对结构进行进一步的优化与调整。
在保证高层建筑剪力墙结构安全性能和稳定性能的前提下，对高层建筑剪力墙结构内部剪力墙的布置进行适当减弱，可达到节约成本的目的。比如减小结构内部剪力墙的长度、删除结构内部分较多墙体和删除电梯井筒附近布置较多墙体的做法，不仅能保证构件材料性能的充分发挥，使剪力墙结构受力更加合理，还可大幅度的节约材料使用量。虽然此种做法在一定程度上削弱了剪力墙结构刚度，但剪力墙结构性能各项指标均能被控制在现行规范规定的范围内。
三、剪力墙结构再优化设计
在2中剪力墙结构优化的基础上，继续对剪力墙的洞口率、墙厚、混凝土等级做出一定程度的调整：洞口率采用r x =0.1541，r y =0.1379；墙厚由250mm调整为 200mm。如图3为再优化后的高层建筑剪力墙结构平面布置图。
由此可见，在保证对剪力墙结构抗侧刚度影响不大的基础上，增大结构周边剪力墙的洞口率，可提升结构的抗震性能，结构经济性更佳。但是此种做法随之也加大了剪力墙结构的周期和位移，导致剪力墙结构的抗侧刚度减小，当洞口率的增大达到一定范围内，剪力墙结构合理的抗侧刚度将无法保证，使剪力墙结构的安全稳定性受到威胁。
当逐渐增加剪力墙的厚度，剪力墙结构的周期和最大层间位移角也相应的逐渐减小。由此说明，增加剪力墙墙厚能增强剪力墙结构的抗侧刚度，结构会变得更加安全稳定。但是剪力墙结构的地震剪力会随着这种做法呈现线性的大幅度变化，由此来看，地震作用的增强也非常明显。所以在对剪力墙结构的优化设计中，应将这两种情况充分考虑在内。
四、结语：
综上所述，优化后的高层建筑剪力墙结构上部重量的明显减小，在较大程度上减小了对地基基础的荷载效应，减小平均沉降变形，建筑材料得到充分利用，建筑结构经济性良好。而上述再优化后的剪力墙结构，对地基基础受力沉降变形进一步减小，在满足综合计算指标的前提下，结构布局更加合理。但是再优化后的剪力墙结构对材料力学性能发挥的较差，还存在更进一步的优化空间。在保障结构安全性和稳定性的基础上，对基础设计再进行优化后，优化后的设计方案比再优化后的设计方案会更具经济性。
参考文献：
[1]尚超，韩萌.高层住宅钢筋混凝土剪力墙结构优化设计研究[J].绿色环保建材， 2018（10）：152-153.
[2]丁萍.高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略[J].中国战略新兴产业， 2018（13）：277-278.