关于做好高层剪力墙建筑结构优化设计工作的思考
【摘 要】结构优化的目的不是不分轻重地都按规范或计算的底限进行设计, 而是“物尽其用”, 充分发挥材料性能。对影响结构性能的重点、关键部位及计算程序不能准确分析或计算模型与实际情况有出入的部分, 应重点加强或补充分析, 做到有的放矢, 突出重点。本文结合笔者多年工作实践与学习，探讨了一些高层剪力墙建筑结构优化设计方法及建议，仅供参考。
【关健词】结构布置；结构分析；构造措施；结构成本；实例分析
由于土地政策的调整及建设用地的日益紧张，房产开发不得不向空中发展。在我国的高层建筑发展的今天，实践经验证明，钢筋混凝土剪力墙结构在高层建筑各类结构体系中，经济性最好，被广泛应用于现代高层建筑。房地产开发商为了控制结构成本, 多数会在设计合同或合同附件里提出结构用钢量及混凝土用量的上限要求。如何在确保结构安全及建筑使用功能的前提下, 将有限的材料资源配置到能充分发挥其作用的关键部位, 在不降低结构安全赘余度的情况下优化结构设计, 做到技术可行、经济合理成为结构工程师关注的重点。
1 结构布置
1.1 剪力墙布置
在高层剪力墙建筑标准层单位面积含钢量中, 剪力墙墙身用钢量约占45%～65%, 剪力墙边缘构件用钢量约占30%～50% (该统计数据为7 度抗震设防区的数据, 以下同) , 因此剪力墙布置的优劣直接关系到整个结构的经济指标。剪力墙布置的基本原则是: 尽量减少剪力墙数量, 且各墙肢布置时应考虑如何减少边缘构件, 以期通过布置较少的抗侧力构件获得满足规范要求的抗侧、抗扭刚度。具体措施如下:
1.1.1 强周边，弱中部
剪力墙尽可能布置在结构周边外围护墙位置，必要时可利用房间窗台设置高连梁以加强刚度。在结构中部宜减少剪力墙的布置量(如中部楼电梯间附近)，以便于提高主体结构的抗扭刚度，控制结构的周期比与位移比, 同时有利于建筑外墙防水。
1.1.2 多均匀长墙(长度≤8m)，少短墙
在保证竖向及水平承重情况下，要精心选择对结构承受水平及竖向荷载有利的隔墙位置设置剪力墙，尽量拉大剪力墙的布置间距，避免在较小的间距内布置多道剪力墙。通过加长剪力墙墙肢长度，减少剪力墙数量，使结构整体抗侧刚度增加，边缘构件数量减少，且由于墙间距拉大，增加了建筑平面布置灵活性。
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