高层住宅建筑的剪力墙结构优化设计的探讨

【摘要】 建筑设计的经济质量与技术质量同等重要，通过建筑结构设计优化可以提高建筑结构设计产品的品质，达到安全耐久性和经济性的统一。
　　【关键词】优化设计高层住宅剪力墙安全经济
　　 　　一.前言
　　近年来高层住宅小区大量普及，在高层住宅的各类结构体系中，钢筋混凝土剪力墙结构从结构安全、使用功能、施工管理、设计成本多方面考虑其性价比及经济指标很好，因而成为高层住宅设计中常用的结构形式。由于其量大面广，如何正确处理技术性和经济性的关系，做到既保证结构的安全和质量，又节省投资，成为设计人员面临的挑战。贯彻于建筑结构设计的全过程的优化设计可以实现这一目标。优化设计是在确保结构安全及建筑使用功能的前提下，通过合理的结构布置、科学的计算论证、适度的构造措施，充分发挥材料性能，合理节约造价，将有限的材料资源配置到能充分发挥其作用的关键部位。在不降低结构安全的情况下，做到技术可行、经济合理。高层住宅建筑剪力墙体系在各个阶段的优化目标、措施和控制点如下：
　　二. 方案设计阶段：
　　方案设计阶段是结构优化设计的首要也是一个重要环节，此阶段结构设计工程师通过与建筑师应充分沟通，对建筑的平面布置、立面造型、柱网布置等提出合理的建议和要求，使结构的高度、复杂程度、不规则程度均控制在合理范围内，避免抗震审查不合理，为降低含钢量争取主动权，同时避免出现为不合理的奇形异状增大不必要的投资。
　　建筑方案合理布置应尽量避免平面凹凸不规则或楼板开大洞；应控制平面长宽比；应合理设缝；应使结构刚度中心与质量中心尽量靠近以减小扭转效应；在建筑竖向应避免有过大的外挑或内收；应控制高宽比。以上几点都是增加单位面积用钢量，影响建筑造价的宏观控制因素，优化设计时应多方考虑。
　　在住宅平面布置时利用剪力墙的合理布置，调整平面偏心及楼层刚度，应选择合理对称、均匀的墙间距，使板、梁、墙的受力合理，以降低构件的用钢量。住宅中小开间剪力墙结构的作用不能得到充分发挥，过多剪力墙还会导致较大的地震作用，可考虑采用大开间结构体系，既节约造价，又便于建筑灵活布置。
　　三．初步设计阶段：
　　在此阶段主要工作是优化结构布置，确定结构构件尺寸和混凝土强度等级。按符合结构实际受力状态的结构计算程序上机试算。通过对结构体系、结构布置、建筑材料、设计参数、基础型式等内容的多方案技术经济性比较，对设计进行调整优化，选出最优方案，