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摘要：随着我国人口的不断增加，城市化的脚步在逐步推进。现阶段我国的建筑逐步向高层建筑结构方向发展，越来越多的高楼大厦耸立在城市之中。相对于传统的低层住宅来讲，高层住宅一般采用剪力墙结构进行设计。剪力墙结构整体性能十分良好，抗震能力非常强，在我国高层住宅的结构设计中应用十分广泛。本文作者主要讨论了高层住宅剪力墙结构设计的相关问题。
关键词：高层住宅；剪力墙结构；设计
引言：近几年来，随着我国人口的不断增加，传统的住宅已经不能满足于我国居民的需求，我国也已经逐步开始向高层建筑发展，不同类型的高楼大厦开始出现在人们面前。由于建筑楼层的高度一直在不断增加，因此建筑类型和功能设计也越来越复杂，结构也越来越多样，在高层建筑的众多结构设计中剪力墙是最常用的一种结构。下文笔者主要针对高层住宅的剪力墙结构进行介绍并加以分析。
一、高层住宅结构的特点
按照我国国家标准来讲，建筑楼层在十层以及十层以上的或者高度在28米以上的建筑称之为高层建筑。对于我国的高层建筑来讲，其大部分设计为居民住宅，也有部分设计成住宅、商住两用的形式。对于高层建筑来讲，由于其施工的期间较长、资金投入比较大，所以一定要特别注意建筑的质量和安全问题。高层住宅在进行结构设计的时候首先要考虑受力问题，因为其不仅要承担自身的重量，而且还必须能抵抗地震等自然灾害的破坏。因此在对高层住宅设计时要根据建筑的高度进行不同的设计，最终要保证建筑具有一定的刚性和延展性，使建筑的结构具有良好的塑形变形能力，从而进一步提高其抗震的性能。
二、剪力墙的概念和结构
剪力墙主要是利用现代化的产品将钢筋混凝土应用到高层住宅的墙体当中。其主要是为了替代传统的房梁和房柱，不仅让室内达到美观的效果也能进一步提高高层住宅的结构安全。剪力墙结构在应用的过程中能够让墙体承受横向力和竖向力时具有良好的支撑效果。剪力墙结构的整体性能要大于传统的支撑结构，其具有空间性能好、经济性强、侧向刚度大、位移小等优点。对于城市的高层建筑来讲，室内空间的区域划分较多、功能较为明确，采用传统的设计结构会给室内的空间布局造成一定的影响，而剪力墙结构完全可以解决这一问题。剪力墙结构可以将承重墙和分隔墙合二为一，不仅对建筑物的整体建设来说有较高的经济意义，而且还大面积节约了室内的可用空间，提高了室内的美观性。当然，剪力墙结构自身也有一定的缺点。首先剪力墙由钢筋混凝土打造，因此在一定程度上增加了建筑物的整体重量，如果遇到地震等自然灾害时会带来较大的地震效应。其次，在剪力墙的结构设计中由于配筋率较低，所以其结构的延展性就会有所下降。因此，在对剪力墙进行设计时不仅要发挥它的优点更要注意其结构的设计，不能单纯考虑其抗压能力，还需要充分考虑各方因素，做到既美观又实用。
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三、高层住宅剪力墙结构设计要素
1、均匀分布剪力墙
剪力墙作为高层建筑的竖向承重墙在进行布置时应当分布均匀，从而减少墙体之间的轴向压力。在对剪力墙进行布置时，还应该做到分散、对称，避免出现受力不均导致墙体破坏的现象发生。除此之外，还可以把不同区域的剪力墙进行联合，但是应该注意布置时要从下到上进行，从而避免发生刚度突变等特殊情况，要保证剪力墙的抗扭转刚度，进行让“三心”进行重合。
2、合理控制剪力墙的长度
在进行剪力墙的布置时应合理规划其长度。当剪力墙长度过短时称之为短肢墙。短肢墙的延展性较差、构造成本十分高，在进行构造时需要使用大量的钢材，因此，会给建筑企业增加很高的成本，在实际工程应用中不建议采用；而当剪力墙长度过长时称之为超长墙。超长墙的刚度比较大，一旦出现地震等自然灾害时，超长墙会承受比其他墙体更强烈的作用力，不仅对墙体的结构造成损坏，而且有可能造成整个建筑物的崩塌，因此在实际应用中也不建议采用。但是在实际应用中如果出现了剪力墙过长的情况，可以通过开洞口的形式将墙体分段，根据均匀配备的原则对剪力墙进行划分，从而避免其出现上述的问题。
3、合理优化剪力墙的结构设计
当建筑设计中已经存在不合理的剪力墙时，要通过合理的方式对其进行优化。优化者要充分考虑各方面可能影响剪力墙结构的因素，通过不断的优化来改进这些问题，最终让剪力墙在实际应用过程中避免出现原有的不足。在对剪力墙进行优化时，不仅要考虑其抗震性能、施工成本和施工方式还需要对其位置和厚度进行优化，在进行位置的优化时，要保证剪力墙为双向布置，这样能够有效地提高室内的空间。同时还要保证剪力墙的位置和数量较为适宜，因为一旦剪力墙的数量太小，那么建筑整体结构的抗侧刚度便无法达到要求，而剪力墙的数量太多，会使墙体利用率大大降低，从而导致整个建筑抗侧刚度过大，也无法满足设计的要求。在设计剪力墙截面时还要保障其刚度均匀，在对其厚度进行优化时可以通过相关的厚度优化软件对剪力墙的厚度进行优化。可以充分发挥电脑软件的动态分析效果，制作出剪力墙的模型进行分析，通过设计分析后的结果来对剪力墙进行优化，使其结构变得更加柔和，进一步降低工程的成本。
四、结束语
综上所述，在高层住宅建造的过程中剪力墙已经成为了利用率较高的设计结构。相对于传统的结构来讲，其具有成本低、韧性好、抗震性高等优点。在实际应用的过程中，剪力墙的设计有一定的方式方法，建筑单位应该按照整体楼层的高度、宽度对剪力墙的长度等进行有效设计，还可以利用计算机等先进的设备对剪力墙的各类指数进行分析，从而达到最优的效果。上文中笔者根据自身实际经验对高层住宅和剪力墙的概念进行了有效的分析，并指出了剪力墙在设计的过程中应注意的问题，希望通过笔者的介绍能够给相关人员提供一定的参考价值，在日后能够做到建筑合理，保证高层住宅的承重能力，降低企业的投入成本。
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论文作者:王侃,范金奇,杨振伟
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/10
标签：剪力墙论文; 结构论文; 高层住宅论文; 建筑论文; 刚度论文; 墙体论文; 结构设计论文; 《建筑模拟》2019年第4期论文;