【摘要】在进行高层建筑结构设计优化时，优化方案并不唯一，不同的优化方案下，建筑的造价、质量以及美观度等均存在一定的差异，因此在结构设计优化时必须根据项目实际情况，合理选择优化思路与方案。本文主要以某民用高层钢筋混凝土建筑为例展开具体论述，此项目采用剪力墙结构，本文针对性地分析高层建筑剪力墙结构的优、劣势与结构设计优化原则，最后就结构设计优化方案与结果进行了论述，可供类似工程参考。
【关键词】民用高层建筑；钢筋混凝土结构；剪力墙
1引言
现阶段，城市不断扩张，民用高层建筑数量持续增加，成为了现代工程建设中的一项重要内容。在高层建筑项目落实中，对建筑结构进行优化设计具有重要的现实意义，其是对设计单位结构设计的有效补充，确保建筑结构设计方案与相关规范要求相符，并在保证结构安全的基础上有效控制建造成本。
2工程概况
某高层住宅楼项目，地上27层、地下2层，总高度为91.3m，总建筑面积28584.02m2。此住宅楼设计采用剪力墙结构，地下2层是停车场。
3高层建筑剪力墙结构的优、劣势
在建筑结构设计中，结构体系选型十分重要，直接影响到结构安全性、抗震性能、造价以及后期的使用功能。我国现代民用高层钢筋混凝土建筑结构常见的有以下几种：框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构。本高层住宅楼项目采用的是剪力墙结构，此种结构在高层住宅中的应用之分普遍，与住宅的墙体多、面积不大的特点相适应，相应的此种结构往往不适宜公共建筑[1]。剪力墙结构体系有其优势、也有其劣势，具体归纳如下：①优势：承重墙、分隔墙连成整体，经济性良好，尤其在高层宾馆、住宅等十分适用；简洁、宽敞，用户可根据实际需求改造，使用功能较好；抵抗水平荷载能力强，侧移小；结构质量大，可吸收更多的地震能量，安全性高。②劣势：抗侧移刚度大，因此某些情况下易引发强烈地震反应，威胁结构安全；结构延性较差，由于采用的是构造配筋，配筋率不高，虽然结构较为灵活，但是延性却受到了影响。
4结构设计优化原则
基于高层建筑剪力墙结构的优、劣势分析，在结构设计时必须做好相关优化工作，本项目通过对原方案的计算分析发现，设计比较保守，结构位移角较小，具有一定的优化空间，因此决定遵照以下几点原则开展优化工作：确保结构整体安全、可靠；确保结构刚度合理，对特殊部分需做好加强处理；允许减小结构构件，但是必须经审核通过方可执行；合理控制建筑造价，获得更大的经济效益。
5结构设计优化方案
5.1优化方案
（1）调整剪力墙边缘构件范围：通过对原设计方案的计算分析显示，剪力墙边缘构件范围较大，现决定以《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）为准，合理减小剪力墙边缘构件范围。（2）优化剪力墙布置：对原设计方案中的剪力墙布置进行优化，调整楼、电梯形成的核心筒与结构平面四角部的剪力墙，以优化X、Y向抗侧刚度。具体优化方案如下：将部分“一”字型剪力墙，调整为“T”、“L”形剪力墙；将部分过长剪力墙肢，调整为带翼缘剪力墙；在大片剪力墙开设洞口，调整墙肢长度，具体调整情况见图1。
5.2优化结果
本项目优化后与原设计方案下的结构振型周期、最大楼层位移、层间位移角的对比情况，具体如表1所示。根据表1数据显示，优化后与原设计方案的各项指标均满足规范要求。根据最大层间位移相关数据显示，原设计方案较为保守，远小于规范要求，优化后，适当减小了结构抗侧刚度，最大楼层位移由原本的49.00、52.59（地震X、Y向）与28.83、46.86（风荷载X、Y向），升至59.12、53.25（地震X、Y向）与34.18、49.61（风荷载X、Y向）；最大层间位移角由原本的1/1458、1/1198（地震X、Y向）与1/2587、1/1613（风荷载X、Y向），升至1/1386、1/1363（地震X、Y向）与1/2166、1/1519（风荷载X、Y向）。由此可知，在保证结构安全的基础上，其经济性有所增加[2]。优化后，X、Y地震作用下的楼层剪力也均有所下降，周期增加，结构延性增强，地震抵抗作用更佳。
6结束语
综上所述，高层建筑结构优化设计是保证建筑使用安全与可靠度的关键所在，此项工作较为复杂、繁琐，必须处理好构件与结构关系，以获得最佳受力状态，传力简单、承载性良好，每一个构件均实现协调运行。在保证结构安全可靠的基础上，结构优化也必须考虑建筑的经济性问题，合理控制材料用量，实现成本的有效降低与效益的增加。
参考文献
[1]范涛，赵蒙.某高层框架-剪力墙结构的剪力墙优化设置分析[J].四川建筑科学研究，2016（01）：26~29.
[2]孙芳宁.边缘约束构件箍筋间距对带端柱高强混凝土剪力墙抗震性能的影响[J].建筑科学，2014（09）：12~15+21.