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高层住宅中混凝土剪力墙结构设计优化方法 　　【摘要】：在进行建设及设计高层住宅时，对于如何布置剪力墙的结构，目前主要的方法使用的还是设计人员的经验，基于结构的安全、设计的进度等，在进行设计结构时，设计者采用了比较保守的布置方案，而结构的合理性与经济性在很大的程度上忽略不计。所以，非常有必要进行优化剪力墙结构的设计方案。本文主要分析了高层住宅中，混凝土剪力墙结构设计的优化方法。 　　【关键词】：高层建筑；剪力墙结构；优化方法 　　中图分类号：TU398+.2文献标识码： A 文章编号： 　　人们的住宅在建筑工程技术不断发展及土地的节约下，也逐渐由低层向高层发展。而高层建筑是相对于多层建筑来说的，主要有两个指标判定其是否为高层建筑：高度与层数[1]。但这也并没有一个具体的划分标准，不同的国家，其规定与标准各不一样。高层建筑与该国家的经济条件、建筑水平等方面有密切的关系。因为其本身的特殊性就比较强，相对于一般的建筑，其技术水平也有较高的要求。 　　一 高层建筑结构的分类 　　根据材料的使用不同，可以分为混凝土结构、钢结构、钢—混凝土混合结构等。 　　1 混凝土结构 　　混凝土结构的优点有很多，如容易取材、耐火性、耐久性优良、刚度好、成本低、承载力也比较大，也能浇筑成不同的截面与形状等等。现浇整体式的混凝土结构，其整体性能比较好，在进行有效设计后，则其抗震的性能非常好。由于其在布置上比较灵活，不同结构的受力体系都可以组成，在我国等一些发展中国的高层建筑中，混凝土结构得到了普遍的应用。 　　2 钢结构 　　其优点主要有材料的强度比较高、良好的塑性与韧性、便于制造、自重轻等等，也普遍用于高层建筑。然而高层建筑的钢结构的用钢量非常大，成本也高，防火性能也不强，还需做好防火措施，使工程的成本加大。同时，钢铁的产量与造价也影响着钢结构的应用，发达国家的高层建筑类型，是以钢结构为主。但伴随着近几年来我国钢产量的飞速提升，及高层建筑的高度加多，以钢结构为主的高层建筑在逐渐增加。尤其是在地基条件很差的地区建造高层建筑时，钢结???是最好的结构类型。 　　3 钢—混凝土混合结构 　　这种结构的特点是，既有结构的自重轻、良好的抗震性能等，又有混凝土结构的刚度大、防火性能强、成本低，因而近几年来这种高层建筑结构形式得到了快速的发展。在这种组合结构中，内部放置的是钢材，钢筋混凝土形成其外部，或者是将混凝土填充于钢管的内部，制成外包钢构件。比如，北京的香格里拉饭店，就是采用了钢骨混凝土柱、深圳的赛格广场大厦，采用的是圆钢管混凝土柱等。一般情况下，混合结构主要指的是通过钢筋混凝土或者是钢骨混凝土剪力墙、钢框架所形成的抗侧力体系。 　　二 分析与设计剪力墙结构 　　剪力墙结构主要指的是纵横各主要承重构件全部都是结构墙的结构[2]。在建筑物中，当墙体有一个适当的位置时，比较良好的抗体水平力的结构体系就形成了，而且空间也可以进行分割。一般情况下，结构墙的高度等同于整个房间，自基础至屋顶，其几十到一百多米；在确定宽度时，是以建筑的平面布置为基础，一般是在几米到十几米；厚度相比较而言是很薄的，一般都是200cm～300cm，最薄的只160cm。因而，如果结构墙存在于墙体的平面内，则侧移刚度的变化很大，而墙体外的刚度可以略掉。所以，大多数的建筑水平剪力均是由结构墙承载。 　　1 剪力墙结构的形式 　　基于自身的开洞率对其受力特性产生的影响，可以将其单片剪力墙分为各种类型。 　　（1）无洞单肢剪力墙。即在剪力墙的立面上，无一个洞口。事实上，这样的墙就是一个竖向的悬壁构件，在水平荷载的作用下，由于弯曲变形，使得与截面一致，在墙肢截中，正应力呈直线分布[3]。在计算其内力与变形时，可以通过材料力学的方法进行。 　　（2）整体墙与小开口整体墙。在其墙面上有洞口，但特别小，可以忽略不计。事实上，这样类型的剪力墙也还是个悬臂构件，横截面的变形由于与截面假定相符，正应力也是呈直线形状，因而称之为整体墙。如果其开洞比较大，在墙肢应力中会产生由于受到弯曲而产生的应力，但其值小于整体弯曲应力的15%，其墙肢截面的变形仍可认为与平面假定一致，应力的计算也可以通过材料力学进行，之后再稍加改正。此墙就称之为小开口整体墙。 　　（3）开设有不规则洞口的剪力墙。对一些较大不规则洞口的开设，是为了与建筑的使用要求相符，通常会影响到结构，所有要尽量不用。如果实在避免不了，可以适当的采取一些结构对策，来弥补其不利因素带来的影响。比如，可以进行一些无需洞口的开设；以便剪力墙的开洞向规则接近，在有需要时，可以通过风度比较小的材料进行堵塞这些洞口，将有较强连续性的暗柱暗梁设置于剪力墙中，使那些不规则的开洞对应力过于集中的不利影响消除或减少。 　　2 布置结构 　　（1）墙