【摘 要】 近年国家对各地区的结构抗震性能要求逐渐提高，人们对住宅使用功能要求越来越高，以及房地产开发单位对项目造价的严格控制。由于框架结构和框架―剪力墙结构中框架柱截面较大对建筑使用功能存在较大的影响。在一般高层房屋住宅建筑结构选材和结构形式上有了严格的要求，即高层住宅中混凝土剪力墙结构得到充分利用并受到人们的越来越多的关注。本文对高层住宅混凝土剪力墙结构的布置方式进行了分析，再对高层住宅中混凝土剪力墙结构的优化设计进行分析。
　　【关键词】 高层住宅剪力墙结构设计
　　1 .高层住宅结构设计中剪力墙布置方式
　　剪力墙结构一般都是应用于超高建筑和高层建筑，而在高层建筑结构中，结构位移是结构设计的一个主要指标。其中包括层间位移比和竖向层间位移角。另外，伴随着住宅建筑高度的不断的增加，水平的荷载作用效应起主要控制作用。而剪力墙在平面内有很大侧移刚度，所以剪力墙是承载着来自高层建筑的绝大部分的水平作用和水平剪力。
　　在超高层建筑和高层建筑结构设计中，通过调整结构的侧向刚度来控制结构位移和层间位移角，而通过调整结构的扭转刚度来控制结构的扭转位移。剪力墙结构体系中结构的侧向刚度大小是可以通过剪力墙的截面来控制，例如剪力墙布置较多时，相对应的侧向刚度大；剪力墙布置较少时相对应的侧向刚度相对较小。另外通过剪力墙在建筑平面中的布置位置调整，可以控制剪力墙的扭转刚度从而达到控制结构扭转。结构的整体稳定、承载能力和刚度以及经济合理性的一种宏观控制。假如剪力墙体在高层建筑物中有比较合理的截面和平面布置，就会形成一个能够很好的抵抗墙体水平力的结构体系，此时还能够有效的分割空间，最大限度的满足建筑使用功能。
　　2 对结构扭转影响的处理
　　《高规》4.3.5条规定：“结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。结构扭转为主的第一自振周期T1与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高層建筑不应大于0.85。”对于位移比超限的处理方法。可采取的方法有：调整最大位移发生处的附近洞口位置及尺寸，或最大位移发生处的墙肢厚度，以增加该处的刚度，减小位移。对于周期比的超限，可采取的方法有调整质心两侧剪力墙的位置及墙肢长度，使其质心与刚心尽量接近；尽量加大周边剪力墙，提高抗扭刚度，减少核心筒刚度，削弱结构侧移刚度，从而加大第一平动周期；其轴线通过或靠近结构刚心的剪力墙对结构抗扭刚度贡献不大，但对侧移刚度贡献较大，也必须削弱。
　　3 剪力墙结构构件的合适含钢量
　　关于钢筋含钢量指标的计算方法，依据已知的现行标准进行参考的依据基础上进行计算。通常为计算范围内的相应结构钢材用量除以计算范围内的结构面积。1） 结构钢材包含剪力墙、柱、梁、楼板、空调板、窗台板、阳台栏板、砌体拉结筋等混凝土结构的受力及构造钢筋；不含纯建筑的混凝土装饰构件、预埋件、混凝土墙梁与砌体间加挂的钢丝网、一楼为防潮而设置的架空预制板所含的钢筋。2）结构面积等于建筑面积与建筑赠送的但仍为结构楼板或屋面板遮盖部分的面积之和。例如层高小于 2.2m部分，在计算建筑面积时只计算一半，在计算结构面积时全数计入。
　　高层建筑如因建筑的空间等方面的要求必须设置结构转换层时，转换层应有单独统计的含钢量指标。总的含钢量指标中应同时提供以下两种类型：1）不含转换层的面积及其用钢量的指标；2）包含转换层的面积及其用钢量的指标。
　　含钢量指标要求是以常规结构的实际建造面积计算的，这就提醒我们在统计含钢量时，务必以实际建造面积计算，而不是简单的以建筑面积计算，这样算出来的结果才能真正反应结构的含钢量水平的高低。
　　4 对剪压比超限的连梁处理
　　剪压比超限问题在剪力墙中是很常见的，尤其是在高烈度区，经常是计算完后多处洞口上连梁超限。处理方法是一般先减连梁高度，以减少连梁吸收的地震力，如果仍然超筋，说明该连梁两侧的墙肢过强或者是吸收的地震力太大。此时，想通过调整使计算结果不超筋是困难的，也是没有必要的。就好比说，它原来没有这个能力，你非要让它有这个能力，这当然很困难。从连梁的作用来说，首先它是在两个墙肢之间传递内力，对墙肢起到约束作用，其次它是在地震来临时充当第一道防线，起到耗能作用。因此，对于减少连梁的高度仍然超筋连梁（指抗剪超筋）的设计原则应该是这样的：首先按该连梁截面能承受的最大剪力（高规JGJ3-20027.2.23）计算连梁抗剪箍筋；根据该剪力值计算出连梁端部弯矩（为简化起见，假设反弯点在中点），并作适当折扣（例如：一级乘以0.8），然后根据该弯矩值计算连梁纵筋。这样做的目的是为了保证连梁的强剪弱弯，故意让连梁先出现塑性铰。当多遇地震来临时，连梁端部弯矩很快达到极限抗弯承载力，出现塑性铰，端部弯矩不再增加。由于弯矩与剪力之间的导数关系，连梁中的剪力也不再增加。而我们在设计的时候，已经保证了在端部弯矩达到极限抗弯承载力的情况，，抗剪能力是有富余的，所以此时抗剪不会破坏。在这种情况下，连梁仍能保证对竖向荷载的承载能力，同时对墙肢有一定的约束能力，并具有变形耗能能力，破坏具有一定延性，基本上满足设计对连梁的基本要求。唯一与计算不符的是，连梁对墙肢的约束作用比计算的要小，其结果是墙肢的内力比计算值要大，可以在电算时对此类墙肢的地震力放大系数进行调整，按调整后的电算结果适当加强相邻墙肢的配筋。
　　5 结构措施
　　在剪力墙结构中，建筑层次对其影响巨大，而上部剪力墙设计中的刚度、质量、抗震力等对下层产生重要影响，这就要求以有效的方式，进行上部剪力墙结构设计优化。