杜军
身份证号：61232619670916****，陕西省
摘 要：现代工程技术的不断发展对建筑模式提出了更多的要求，建筑物的种类、风格、高层和形式愈发多样和复杂，不同结构形式建筑物的受力情况、结构承重不同，特殊外力作用下，建筑物的构件易受到损害，乃至影响整个建筑的整体性安全。建筑剪力墙结构的应用，为建筑的发展提供了重要的技术支撑，多种结构形式的建筑物受力不均问题得到了有效解决，为有效发挥建筑剪力墙结构在工程建筑中的抗震、抗压作用，对剪力墙结构的优化设计具有一定的必要性和现实意义。
关键词：建筑工程；剪力墙；结构设计；优化策略
1 概述剪力墙结构
所谓剪力墙，也可将其称为是抗风墙、抗震墙或者是结构墙。从建筑房屋或构筑物的角度来讲，剪力墙在其中的作用就是承担来自风力荷载或地震作用下产生的水平或竖向荷载墙体，以此避免结构遭到剪切破坏影响，因此将其称为是抗震墙。关于抗震墙，通常是由钢筋混凝土材料制作而成，可将其分为平面和筒体两种类型，其中平面剪力墙主要应用在钢筋混凝土框架结构、升板结构以及无梁楼盖体系中，要想进一步强化结构的刚度、强度以及抗倒塌性能，可通过在结构某个位置进行现浇剪力墙，也可以预制装配钢筋混凝土剪力墙；对于筒体剪力墙，这种类型的剪力墙普遍用于高层建筑、高耸以及悬吊式建筑结构中，具体来讲，就是由建筑中的电梯、楼梯、设计以及辅助房间中的间隔墙围起来的一种剪力墙，这种类型剪力墙筒壁全部是现浇钢筋混凝土墙体，墙体本身的刚度和强度相比较于平面剪力墙而言，能够承受更大的水平荷载力。
2 建筑剪力墙结构设计优化策略
2.1 剪力墙抗震设计优化
我国相关建筑工程建设管理制度对于建筑工程剪力墙的抗震等级提出了严格要求，因此在实际的建筑工程剪力墙结构设计优化过程中，需要对抗震部位进行优化处理。一般在实际设计过程中，受建筑环境以及各种外部因素影响，整体的抗震等级设计需要比规定值更高，从而保障建筑物在外作用力下保持稳定的延展性和承载能力。除此之外，设计人员需要着重注意钢筋结构配比及混凝土作用力配比，提高建筑物在面对地震时的安全性。下面结合工程实例对某建筑工程剪力墙进行抗震设计优化分析：
以某工程项目为例，该工程整体分为五期，一期为中小产业创业园，二期为商业街，三期为别墅区，四期、五期为建筑工程和写字楼。目前前三期建筑工程基本完工，已投入使用。下面选择某建筑工程，进行剪力墙抗震优化设计。该住宅建筑面积共计5482.5m2，地下2层，地上11层，带阁楼，建筑物总体高度38.1m。
该工程的建筑工程抗震设计烈度为8度，整体建筑安全等级为二级，剪力墙抗震等级确定为二级，同时采取相应的二级抗震结构设计，抗震设防类别为丙类建筑。具体的抗震设计方案如下：
振型数相关要求。在实际的建筑工程剪力墙结构设计优化过程中，为了确保抗震设计要求，震型的相关质量需要超出总质量的90%。振型数主要由结构形式以及层数进行决定，当建筑整体刚度有较大变化或建筑结构本身拥有较大刚度时，需要取最大振型数[1]。
连梁刚度的折减。针对该建筑工程剪力墙设计，其结构中连梁属于一类耗能型建筑构件，在设计优化过程中避免盲目剪切破坏整体的结构延展性。因此，设计人员根据实际的强剪弱弯原则对连梁高度进行专业计算，同时对连梁高度进行一定程度的降低。针对开裂连梁的刚度情况，需要对连梁高度的折减系数进行计算。除此之外，针对建筑工程剪力墙结构系统，其刚度较小，对各个墙肢使用传统框架梁结构设计优化方法。在对整体的建筑结构信息进行计算后，小幅度下调连梁高度。
抗震构造的重要设计参数。针对建筑工程剪力墙的底部部位，需要对剪力设计值进行有效调整，将剪力提升系数一级取值为1.7，二级取值为1.5，三级取值1.3，其他各层一至三级剪力设计增大系数分别为1.5、1.3、1.2。除此之外，结合建筑工程剪力墙结构设计优化原则，确保整体短肢剪力墙的截面厚度在200mm以上。同时在对抗震结构进行优化时，保障底部配筋率高于1.2%，其余部分高于1%[2]。
布置结构注意事项。在对该建筑工程剪力墙结构进行抗震优化处理时，需要结合实际的图纸设计要求，提高剪力墙设计布置的合理性和均匀性。同时对墙体轴向压力进行严格把控，使其在规定范围内避免出现较大的落差问题。针对竖向设计，需要保障上、下墙肢对齐，使得结构受力连续，同时提高洞口位置的准确性，将连梁后结构抗侧力进行提升，帮助整体建筑工程剪力墙抗震设计优化目标的实现。
2.2 合理控制轴压比
在具体的优化设计过程中，设计人员需要结合剪力墙的延展性，对剪力墙结构轴压比进行有效的计算，同时关注建筑结构布置的科学性，避免出现局部轴压比过大的情况。
2.3 科学制定短肢剪力墙数目
为了提高建筑工程的结构设计优化水平，设计人员需要在我国相关高层建筑结构设计标准下进行优化工作。在设计前期，对整体的建筑工程剪力墙数目进行全面地分析，制定科学地规划。尤其针对剪力墙结构中的短肢剪力墙，需要根据不同建筑工程长度对短肢剪力墙长度进行提前性规划，减少墙体刚性[3]。将普通剪力墙与短肢剪力墙进行有效地结合，从而全面提升建筑工程的安全性。
2.4 完善短肢剪力墙的布局
结构优化设计人员需要提升自身的剪力墙空间布局意识，提升自身设计水平，结合不同建筑工程结构特点，提升对于剪力墙结构的理解程度。同时，在剪力墙布局优化设计过程中，避免在单个部位集中使用过多短肢剪力墙，提升剪力墙设计的均匀性。需要注意的是，在剪力墙结构设计优化过程中，需要对整体建筑物中心进行有效的把握，避免发生中心改变情况，从而提升整体的剪力墙抗震性能。
2.5 利用现代化设计优化技术——以BIM技术为例
随着现代化进程的不断发展，BIM技术在建筑工程剪力墙结构设计优化中的作用越来越明显。与传统的二维模型相比，通过BIM专业的三维数据模型的建立，能够对建筑工程剪力墙结构设计优化过程中各项数据结果进行更为立体和直观地展示，从而提高问题发现的效率，为设计人员进行建筑设计图纸的优化和改进提供直接的帮助，具体如下：
BIM技术具有更强的模拟分析能力，在建筑工程剪力墙结构设计优化初期阶段，能够根据设计人员的实际需求，对后续及整体的结构设计效果进行充分展示。同时，将其中可能发生的问题进行模拟，帮助人员进行问题改善和设计优化提供参考，提高对于整体建筑工程剪力墙结构设计的掌控力度[4]。
应用BIM技术能够提高建筑工程剪力墙结构设计优化的整体协调性。传统的二维模型不能够将建筑工程剪力墙结构设计过程中的问题进行充分展示，尤其针对一些错综复杂的建筑工程剪力墙结构设计，这些结构设计涉及对象和参与方式更加的复杂，利用BIM技术能够将建筑结构各方面数据进行充分协调，提高结构设计优化工工程量的准确性和效率性。通过立体多维的结构设计优化模型，使人直观地感受到建筑工程剪力墙结构设计效果，促进工程顺利实施。
结束语
综上所述，剪力墙结构优化设计对建筑工程来讲是一项极为重要的工作，基于剪力墙结构的基本概况，进行优化设计的思路探讨、具体策略探讨，使剪力墙结构得以完善和发展，从而促进建筑工程的特色化建设。
参考文献
[1]付法君.探析短肢剪力墙结构在高层建筑中的特点和应用[J].中外企业家，2019(30):98.
[2]张玉峰.剪力墙结构高层建筑的抗震设计研究[J].科学技术创新，2019(30):112-113.
[3]陈溥.带结构转换层的高层建筑结构设计分析[J].城市建筑，2019，16(27):110-111.
[4]胡明坡.框架-剪力墙结构办公楼设计问题分析[J].门窗，2019(17):131+134.