摘要：随着城市化的快速发展和人们生活水平的提高，人们需要更多的居住和办公空间，有效利用有限的土地资源是城市发展必须遵循的原则。在城市建设项目中住宅建筑占很大比重，高层住宅建筑已成为必然趋势。根据高层住宅的结构特点，分析了剪力墙结构在高层住宅中的应用价值和优势，重新阐述了剪力墙的形式和类型。并对高层住宅的设计要点进行了分析，为高层住宅的设计提供有益的参考。

关键词：高层住宅;剪力墙;结构设计

前言

伴随着社会的进步和科技的发展，人们对住宅的功能需求日益丰富，建筑设计功能与美学的结合也日益完善，建筑类型的选择主要与其使用功能有关，另外建筑场地的位置、抗震设防烈度也是直接影响结构选型的一个关键因素。高层住宅是首选的建筑居住形式，其在风载荷和水平地震作用下，剪力墙结构刚度比较大，所以在水平作用下的层间位移角限值等性能指标相对容易满足规范要求。而且剪力墙承载力能力高，空间布局灵活美观，故近几年在别墅及超限高层建筑设计中备受青睐。

一、高层住宅结构和承载能力特征

（一）高层住宅的结构特征

随着高层住宅基本建设的完善，对住房结构高度也采用了一些限定对策，结构高度并不是越高就越好，在设计方案中要充分考虑结构高度因素，满足空间设计要求，避免给人一种压迫感。光照、自然通风等主要因素也需要达到要求，建筑结构的安全性、适用性和舒适度不可或缺。选用结构形式时要整体考虑到各个方面要素，保证居住工程建筑具有良好的抗震性能，并实现其最大效益。

（二）高层住宅的承载能力特征

众所周知，建筑结构不但要承担自重和风载荷，还需要承担地震作用。因此超限高层建筑设计方案的主要依据是房屋建筑的结构高度，竖向荷载起着控制作用。随着高度的持续增长，建筑结构水平荷载的影响能力逐渐超过竖向荷载，竖向载荷造成的径向压力大小与结构高度正相关;但因为水平荷载所造成的径向压力与结构高度的三次方正相关，因此水平载荷起决定作用。在水平荷载作用下结构的侧向位移沿房屋建筑高度迅速增加，因此建筑结构必须具有足够的抗侧移刚度。超限高层建筑结构不但要有一定的刚度，并且还需要有一定的弯曲刚度。与此同时，还应具备一定的延性，使结构具备一定的塑性变形能力，损耗地震作用能量，改善结构的抗震性能。

剪力墙结构主要是纵向和横向的剪力墙，连梁是耗能构件。因为剪力墙结构抗侧刚度大，承载力高，在水平载荷下结构侧移较小，延性好、抗震性能较好;此外由于框架柱可以藏匿于工程建筑墙面中，不危害屋内的运用室内空间和房屋建筑作用，因而在超限额高层建筑中，越来越多地采用了框剪结构。一般框架柱是指墙长与横截面薄厚之比超过8;短肢剪力墙就是指横截面不低于300mm，每一个肢截高与墙厚之比最大值超出4，但不低于8。在进行超限额构造抗震等级方案设计时，应尽量避免应用短肢剪力墙，尽量地应用一般框架柱，依据限制短肢剪力墙轴压比来保证 结构安全系数和可靠性。在高层建筑中，在纵向和水准承载力功效，框剪结构的损坏方法包含四种：①弯折毁坏;②弯剪毁坏;③剪截毁坏;④移动毁坏。在其中，剪跨比为危害框架柱毁坏形状的主要要素。根据实验证实：当λ超出2时，框架柱毁坏形式关键为弯折损壞，而在1≤λ<2时，框架柱为弯剪毁坏;当λ<1时，框架柱则展现剪截毁坏。在设计过程中，应尽可能避免剪截延性毁坏，使框架柱具有较好的延展性或弯折毁坏工作能力。

三、剪力墙结构概述

（一）剪力墙结构概念与形式

在框剪结构中，选用混凝土结构板墙替代结构框架中柱梁的空间布局体系，能承担纵向和水平载荷。需要看剪力墙是否有张口，及其孔洞的尺寸、位置、形状等差别，都会使剪力墙的受力特点和变形发生变化。根据剪力墙上洞口大小及排布方式不同，可以分成四种：整体墙、小开口整体墙、连肢墙和壁式框架。

（二）剪力墙结构的优势和不足

剪力墙具有经济性，全面性好，抗侧移刚度大，水平作用时位移小，节约钢材等优势。都市型超限高层住宅现代主义设计中，室内空间切分较多，作用明确，隔断墙较多，住宅室内空间和酒店客房大多数设定为中小型房间，剪力墙结构可以实现承重梁与隔断墙的一体化，对建筑整体工程施工具有较高的经济效益;除此之外，选用剪力墙结构可以实现在房间内无竖向构件。梁式构造，极大地节约了室内空间，改进了屋内的整体效果，构造简约，布局便捷，美观大方;剪力墙结构承担竖向和横向载荷能力高于框架结构，进而能实现更高更多楼层的工程建筑。但是剪力墙结构并非万能的，也具有一定的局限性：由于剪力墙结构中混凝土墙面的数量非常大，无形之中增加了工程建筑的重量，此外，剪力墙结构抗侧刚度大，地震发生时能吸收较大地震能量，造成较大损伤。剪力墙结构中墙体的面外刚度较小，减少了墙体的塑性;导致墙体无法充分发挥其承载能力。因而剪力墙应充分考虑其抗侧向力的特点，重视建筑结构弯曲刚度设计，不能盲目跟风加强墙体的布置，而忽视了其合理性。在结构设计时要考虑到各层面因素，做到既经济实用，又能满足结构安全。

四、合理控制剪力墙结构参数

（一）剪重比

从结构安全，尤其是自振周期较长的建筑结构中，为限制每层楼的最小水平地震力，规范提出了层间地震剪力的要求。在设计过程中，应有效把控剪应力比。地震作用剪应力较小，且层间位移角偏大时，说明结构的弯曲刚度较差，可以根据调整剪力墙的布局方法来提升结构的纵向弯曲刚度。地震作用剪应力过大时，层间位移角偏小时，表明结构的弯曲刚度比较大，可以适当的减少或撤销一部分剪力墙从而减少整体刚度，确保结构的合理性。对于低地震烈度区，场所类别为Ⅰ，Ⅱ级时，因为地震作用下剪应力较小，且楼层位移基本上接近规范限值，表明构造弯曲应变已比较适合，提升构造弯曲应变调整剪重比必定会构成不经济实惠的危害，剪重比可以利用提升楼板大地震功效剪切应力的方法[2]调节。