摘要：随着我国人口的不断增加和经济社会的发展，高层建筑的数量越来越多，同时，高层住宅的结构质量也越来越受到人们的关注。高层住宅剪力墙结构的布置，直接影响了它的整体质量，必须注意剪力墙结构的布置和优化，根据建筑的需要，合理确定剪力墙的布置方式和结构计算方法，争取实现剪力墙结构的优化。笔者根据自己的工作经验，分析了怎样优化高层住宅剪力墙结构，提出了一些具体措施，希望能够起到一定的指导作用。
关键词：高层房屋住宅；剪力墙结构；优化措施
我国大部分高层建筑多选择剪力墙结构而非框架式结构，因为剪力墙结构能够让墙体承受水平荷载，侧向刚度较大，在水平荷载的作用下出现的侧移较小，不会发生比较严重的构件损坏现象，由于其荷载为水平荷载，而剪力墙结构能够有效的对抗水平荷载，所以高层建筑都会选择剪力墙结构。
一、高层住宅混凝土立墙结构的基本布置
1.布置方式
在高层住宅设计和建设的过程中，大部分建筑采用剪力墙结构，特别是超高层建筑，因为高层建筑楼层较高，位移作为设计的重要指标，会随着高度的增加而增加，此时会产生水平荷载作用，而剪力墙结构能够有效的控制水平位移和水平荷载，建筑本身带来的压力，剪力墙结构能够直接承载建筑本身的水平作用力和水平剪力。这种结构设计会大大增加建筑的稳定性。
对于一些超高层建筑，为了更好的控制结构位移，这些建筑设计通过调整结构的侧向刚度来控制整个空间的扭转和位移，而剪力墙结构体系的侧向刚度，能够通过调整截面得以控制。当剪力墙布置的数量较多时，侧向刚度较小，通过对平面布置的位置调整，可以有效的控制剪力墙的扭转高度，从而调整整个建筑结构的高度。在宏观控制上建筑的整体稳定性和承载能力得到提升，从而稳定性逐渐增强，形成一个较好的建筑稳定体系，最大限度的分割空间，提升建筑本身的使用功能。
2.经济分析
从经济角度考虑，为了将建设成本降到最低，需要引入剪力墙结构，因为剪力墙结构的刚度较大，整体稳定性较好，并且十分节省钢材，高层住宅的开间较小，分隔墙的数量较多，现有的剪力墙结构可以有效的减少墙体的数量节省建筑成本；从外观上看，剪力墙结构的外观比较整齐，没有露柱、梁，在室内布置上比较方便，而且它的抗侧刚度比较大，所以结构周期小，在设计过程中能够满足国家的基本刚度要求和地震力需要，能够满足安全、适用、经济性合理的要求，在实际施工过程中，剪力墙应用是比较广泛的。
3.参数计算与分析
3.1周期折减系数
当需要填充的墙的数量较多时要选0.9，1.0的剪力墙结构。1.0的剪力墙结构适用于填充墙比较少的情况，根据结构建筑的结构周期要合理选择填充墙的类型，确定填充墙结构与主体结构的位置关系，所有的数值都是按照实心砖来确定的，对于空心砖砌体、混凝土砌块砌体等其他墙体结构可以做出适当的调整，由于填充墙对于主体结构周期力量的减少，主要是减少填充墙的高度对整个建筑主体的影响，所以主体结构高度越大，增强对于整个结构周期的影响越小。
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3.2连梁刚度折减系数
高层建筑需要对内力和位移进行计算，计算过程中可以发现，钢结构的位移受到风荷载的控制时，建筑的连梁刚度折减系数宜不小于0.8。人们经常把连梁称为减震抗震设计中的保险丝，因为它能够分散地震能量，减少结构塑形和结构刚度的退化，对内力进行分散，增强建筑的稳定性。
二、如何优化剪力墙结构设计
1.增强结构设计的合理性
剪力墙结构的优化设计要重点增加设计的合理性和安全性，特别是实现高层建筑的受力均衡，才能提高建筑本身的整体安全性，这样设置出来的建筑结构才能满足经济合理的设计效果，从整体的设计布局来看，高层住宅在水平荷载力的影响下剪力墙的结构通过配置钢筋，来进行剪力墙的布置，而布置的钢筋与暗柱的截面又一一对应，由于不止存在差异性，每个剪力墙两端的暗柱截面可能会相差6~10倍，所以在不同方向下，水平作用下的剪力墙结构对称的，这样的设计结构，会产生很大的浪费，需要对结构进行优化设计。首先要从剪力墙的布置入手，尽可能的让它实现对称布置，这样既能够节省工程造价，又能够提升建筑的安全性。根据《建筑抗震设计规范 GB50011-2016》，侧向高度需要小于相邻层的70%，或者小于上三层的刚度平均值的80%，这些建筑要求对于建筑的剪力墙结构提出了数据性的要求，所以设计必须要充分考虑这些数据，而且竖向的抗侧力构件不连续，水平力会通过转换构件向下传递。
2.剪力墙构件需要选择合适的含钢量
对于钢筋的含钢量计算方法，要根据现有的参考依据进行计算，相应的钢材用量除以计算范围内的结构面积来得出最后的需要数值，并且所有的计算数值需要经过反复的计算和实地勘测，保证数据计算的准确性，钢材结构种类比较复杂，有剪力墙，建筑房屋所需的柱、梁、楼板、空调板、窗台板和阳台栏板，砌体拉结筋混凝土等，为了适应混凝土结构的受力，需要采用含钢量较为合理的钢材结构，准确确定结构面积，结构面积等于建筑面积和建筑赠送的面积之和，如果高层建筑需要因为建筑空间的问题进行转换层设计时，转换层需要对含钢量指标进行单独的计算，总的含钢量需要提供不包含转换层的面积和用钢量的指标，包含转换层的面积和用钢量的指标两种指标标记。
总之，高层结构的剪力墙设计需要符合经济合理的设计标准，在设计优化的过程中，从安全性和经济性两方面进行考虑，既要满足建筑施工的使用需求，又要提高建筑本身的实用性，从设计到施工到使用，都要经过严格的审核，通过应用现代化的科学技术，优化设计流程，发挥剪力墙结构独特的优势，争取让我国的高层住宅建筑设计，朝着更好的方向发展，便利群众的生活，实现城市整体生活水平的提升。
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论文作者:陈海斌,李成军,王宝宁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/3
标签：结构论文; 剪力墙论文; 建筑论文; 荷载论文; 刚度论文; 高层住宅论文; 水平论文; 《基层建设》2019年第7期论文;