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随着我国经济社会的快速发展,高层建筑发展迅猛,剪力墙结构由于其特殊的优点,被广泛的用于高层住宅建筑中。目前大多数结构设计人员只力求满足规范的相关规定,而对于结构是否受力最优、建筑成本是否合理一般考虑较少。如果在方案阶段就能快速提出比较合理的结构方案,不仅能提高设计工效,还能使结构的受力更加合理、成本更低。因此对剪力墙结构进行优化设计具有重要的现实意义。 本文在对剪力墙结构的分类及其相应的受力特点进行综述的基础上,根据结构优化设计的相关理论、结构概念设计、现行规范,对影响剪力墙结构优化设计并起控制作用的相关因素进行了分析。结合某高层剪力墙结构住宅的工程实例,在墙肢数量、位置、墙肢截面总面积不变的情况下。通过改变结构平面内、外部的墙肢截面面积比,建立了相应的结构优化分析模型;利用有限元软件SATWE分别计算各个模型,对比优化前后结构的受力性能;调整墙肢截面长度,建立两种长宽比剪力墙结构模型,利用 PUSH&EPDA软件对两个模型进行了罕遇地震作用下的非线性动力时程分析。 本文的研究表明:在墙肢数量、总截面面积不变的情况下,将剪力墙尽可能多的布置在结构平面外围,能使结构获得更大的抗侧刚度。通过调整墙肢长度来改变结构平面内外面积比,使结构增加的刚度比通过调整墙肢厚度使结构增加的刚度更多。在罕遇地震作用下,剪力墙结构的墙肢都有比较大的塑性发展。对于高层住宅建筑,在其剪力墙的布置比较密的情况下,再加长墙肢的长度对于结构受力性能的增大作用很小。因此对于此类建筑,剪力墙长宽比只需稍微大于8即可。