摘要：随着我国房地产事业的发展，城市土地越来越紧张，住宅类建筑向高层和超高层建筑发展已经成为趋势。剪力墙结构以其经济性和安全性的优点，被现代高层住宅所使用。本文对剪力墙结构设计应用于高层住宅的优势进行了分析，阐述了高层住宅中剪力墙结构的优化设计措施。
关键词：高层住宅；剪力墙结构；优化设计
引言：
对于高层住宅而言，它们的结构体系繁杂多样，为提高房屋结构的抗侧刚度，同时具有较好的经济指标，可采用钢筋混凝土剪力墙结构。现在，剪力墙结构在大开间住宅建筑中获得了一定的运用，而且技术逐渐成熟。所以，对于从事高层建筑结构设计的工程师而言，一定要吸收当代高层建筑结构设计的一些成功经验，并把结构的经济性、科学性和结构抗震的安全性等很多原因加以统筹考虑，才可以非常好地和建筑师配合并设计出经济、科学的高层建筑。
1、剪力墙结构设计运用于高层住宅的优点分析
在现代高层住宅设计中，一定要考虑到建筑功能、建筑安全和建筑经济效益等因素，剪力墙结构作为性价比较高的结构形式，被广泛运用到高层住宅建筑设计中，其具备的优点为：整体性能好，刚度大，在水平力作用下，侧向变形小，承载力和位移比较容易满足规范要求，房间内不露梁、柱，整洁美观。由此看来，高层住宅设计为达到其经济性、安全性和美观的目的，采用剪力墙结构，具有很大的优势。
2、高层住宅剪力墙结构设计中优化措施
2.1剪力墙布置方式
剪力墙结构的布置，宜简单、规则，宜沿两个主轴方向或者其他方向双向布置，在满足使用要求的条件下，墙肢要分布均匀，加强周边的刚度，并具有合理的整体刚度，逐步优化墙体的布置，以满足规范规定的位移要求，并取得较好的经济指标。
2.2墙肢长度和厚度的选取
2.2.1 墙肢的长度
剪力墙墙肢长度通常不能大于8m，至少保证一肢的长度比8倍的墙厚稍大，符合一般剪力墙的要求，剪力墙尽可能设计成L、T、Z、十字形等截面。构造设计中的剪力墙结构要具备延性，细高的剪力墙容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙，从而能防止脆性的剪切破坏。当墙的长度非常长时，为了使每个墙段高宽比大于2的要求得到满足，能经过开设洞口把长墙分成长度相对小、相对平均的联肢墙，洞口连梁要使用约束弯矩相对小的弱连梁，让其能近似认为分成了单独墙段。
2.2.2 墙肢厚度的选取
规定剪力墙的最小厚度，其关键目的是确保剪力墙出平面的刚度与稳定性能。对于住宅建筑，通常为200mm的填充墙，在满足剪力墙轴压比的前提下，取为200mm厚剪力墙。住宅层高通常为2.8～3.0m，所以墙厚取200mm，除底层加强区的一字形短肢剪力墙外，都可以满足标准要求。对于没有地下室的高层住宅，由于其基础埋深通常在2.5m以上，则底层墙体会在5.0m以上的高度，如果依层高的1/16确定墙厚，将超过300mm，大于填充墙厚度。为防止发生这种状况，在剪力墙布置时，要结合建筑平面，一字形剪力墙尽量不用，而使用L、T、Z、十字形等截而产生，而且让翼缘长度大于其厚度的3倍，这样一方面墙体抗震功能更好，另一方面墙厚也能取为剪力墙无支长度的1/16。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为住宅建筑中剪力墙肢长通常小于3.0m，所以使用200mm厚度满足结构要求。
2.3剪力墙抗震优化设计
现代社会，人们对建筑的抗震功能意识持续提高。对于高层住宅建筑，地震所带来的危害将会更大。所以，在对高层住宅实施构造设计时，必须要考虑建筑的抗震设计。
在抗震区，宜将剪力墙设计成高厚比H/B较大的墙，因为低矮的墙（H/B<1.5）的破坏属于剪切脆性破坏，抗震性能差。因此，当剪力墙较长时，可用楼板或跨高比小于6的连梁将其分为若干个独立的墙段，每个独立的墙段可以是实体墙、整体小口墙、联肢墙或壁式框架，每个独立的墙段的H/B不宜小于2。
2.4剪力墙结构连梁设计
连梁是高层建筑中改善剪力墙受力性能的重要构件，合理设计的连梁对于改善剪力墙的受力性能有良好的作用。
通常情况下，整体结构分析中将连梁的刚度进行适当折减，降低连梁的刚度，由于连梁的刚度的降低，因而连梁分配的内力也会随之降低。就算使用了降低连梁内力的各类措施，像：加大剪力墙的洞口宽度；在计算内力与位移时对连梁刚度实施折减，对一些内力太大层的连梁内力实施调整等方法后依然不可以满足要求，对不一样状况能使用下面措施：对于由风荷载控制的高层建筑，假如对连梁使用了刚度折减后，依然出现连梁的正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够时，不能再调整连梁的内力，而要使用增加剪力墙的厚度，使连梁截面的宽度增加，以提升连梁的截面承载力；剪力墙数量增加，以让每片墙承担的水平力减少；使连梁的截面高度减小，以使连梁的刚度降低等办法，让连梁内力跟截面设计的要求相符；对于地震作用控制的高层，假如对连梁使用了刚度折减后，依然出现连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够时，则区别不一样状况，使用相关的措施：假如构造的刚度相对大，位移比规定的限值小得相对多，而超筋或超限的连梁数量又相对多时，则能使用加大连梁洞口，使连梁截面高度减小等方法，减小连梁的内力。假如只是一些连梁超筋或超限，则能使用调整连梁内力的方法来处理。
2.5科学调整楼层的最小剪力系数
在确保住宅建筑的抗震能力非常差上，剪力墙的数量要尽量减少，从而让剪力墙有充足的空间，并确保墙体结构的侧向刚度充足的前提下，最大程度的使楼层的最小剪力系数减少，让其接近对应规则的限制，从而达到结构重量降低，减小地震力作用和降低工程造价的目的。
2.6优化建筑层高和楼层的最大位移比
层间位移，就是层间最大位移和层高之比。在对楼层的最大弹性层间位移实施计算时，除去以弯曲变形为主的高层建筑能够不扣除构造整体弯曲变形之外，其余都要思考扭转变形。所以，剪切变形和扭转变形是普通高层建筑的设计核心。剪切变形的控制关键是由竖向构件的数量来确定，假如竖向构件太多而且不合理布置，则会形成太大的扭转变形，不能满足层间位移的需求。所以，高层建筑要尽可能设计出最小的扭转变形，防止因为盲目增加竖向构件而关系到整体刚度。
3、结束语：
根据以上分析，剪力墙结构广泛地运用于高层住宅中，其表现出了经济性和安全性的优点；在其设计经过中，应进行反复的优化设计，认真调整各项技术参数，既保证结构安全，又为社会节省工程的造价。
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[3]刘丽，黄翔.建筑结构设计策略研究[J].现代商贸工业，2011，（08）.
论文作者:颜军
论文发表刊物:《基层建设》2016年22期
论文发表时间:2016/12/12
标签：剪力墙论文; 刚度论文; 结构论文; 截面论文; 高层住宅论文; 位移论文; 建筑论文; 《基层建设》2016年22期论文;