摘要：随着建筑产业的发展，对于住宅设计质量引发了社会大众的关注。现阶段住宅主要以钢框剪结构作为主体，具有较强的安全性以及稳定性能。因此对于框剪结构进行分析，有着十分重大的现实作用以及经济作用。本文主要探讨框剪结构在高层住宅的应用，并就如何优化高进行相应探讨，并给出有针对性的解决建议，希望能够提高剪力墙的设计质量，给相关设计人员以参考。
关键词：高层建筑；住宅；剪力墙；结构设计
1前言
随着城市化的不断推进，高层建筑不断涌现，能够有效提升土地容积率。高层住宅主要使用框架剪力墙结合设计体系，它的设计水平将关系高层住宅的设计质量以及安全性能。剪力墙结构具有抗侧刚度比较大，抗震性能良好，同时侧移比较小的优势，能够满足不同功能的建筑要求，特别是符合高层建筑的特点。需要确保高层建筑的设计质量以及安全性能，主要途径是深入研究剪力墙设计方法，，进行剪力墙设计的优化。
高层住宅的结构体系中，剪力墙的作用是主要传到外部的荷载作用，抵抗外部的变形以及在发生地震时起到稳定结构主体的作用，能够防止剪切破坏。在整个结构体系中，剪力墙在设计上追求对称性以及均匀性，尽量做到分散，并且具有弯曲的延展性能，同时抗震性比较好。剪力墙自身拥有较强的承载能力，在发生外部环境变化的情况下，能够实现自身结构的稳定性，保证主体结构的安全。同时这种设计也存在缺陷，它的空间布置不够灵活，显得比较笨重，一般在设计中采用一些优化的复合体系，比如说框剪结构，能够同时结合框架结构以及剪力墙结构两种设计结构形式的优点，做到取长补短，来提升剪力墙的设计质量。
2高层住宅剪力墙设计中存在的问题
2.1配筋的设计问题
第一，高层住宅剪力墙边缘的构件条件失去作用。由于建筑物的抗震等级不同，剪力墙结构的边缘构件也不尽相同，结构设计人员如果所选用的抗震截面的受压能力无法满足要求，剪力墙边缘构件也属于无效设计。在我国高层建筑住宅设计中，广泛应用短肢剪力墙，但是剪力墙边缘构件大都是以普通剪力墙为主，因此可能不能充分发挥边缘构件的作用。
第二，构件配筋稳定性。配筋问题主要出现在约束的边缘构件，有三部分所构成：主要有阴影部分的配件，非阴影部分的配件以及剪力墙水平的分布筋，这三个部分都对于剪力墙有十分重要的影响。但是对于配筋边缘构件没有形成捆扎绑定的形式，导致一些阴影分布筋无法发挥出主要的作用。一些非阴影的配筋出现重叠等不合理的现象。同时剪力墙水平分布筋可能会出现连接不当，造成接触面积下降，影响设计质量。
2.2转角窗的设计问题
第一，转角窗的设计缺乏合理性。在工程设计人员对转角窗进行设计时，所采用的竖向构件无法对相应的转角窗进行约束，必然会导致稳定性下降，同时还能会增大转角窗的弯曲变形程度，威胁群众的安全。
第二，转角窗过梁设计存在问题，在一般情况下，设计人员对于转角窗的上梁洞口所在地要经过合理的计算，但是如果无法对洞口所在地进行确认，必然会使得转角窗过梁连接时存在问题，严重降低高层住宅建筑剪力墙的稳定性。
剪力墙结构是主要的水平抗震构件，它的平面刚度比较大，尺寸比较小，在设计中容易满足高层的侧向位移的性质以及使用功能的要求。随着高层建筑水平高度的逐渐增大，它的承受水平力的作用也随之增大，对于剪力墙结构进行合理的设置，可以有效的提升极限的承载能力。
在剪力墙中，外墙的内力明显增大，因此需要避免设置转角窗，如果必须要设置时，要采取一定的强化措施，比如说可以在转角窗的楼板加厚120毫米，并且可以设置双层双向配筋，在转角窗的位置设置从底到顶的边缘约束构件，它的抗截面以及连续梁的跨度都不能够忽视，在施工过程中应该及时调整连续梁的跨高比，并且尽量进行优化。
3高层住宅剪力墙结构设计的优化措施
3.1优化的原则
高层住宅剪力墙在进行结构设计时，应该遵循对称以及分散性的原则，尽量实现均匀性，与周边环境形成统一的整体。剪力墙在分布方向上可以沿着纵横两个方向进行布置；剪力墙比较适合布置在房屋的端部变化处，或者是平面结构的变化处，也可以是荷载比较大的位置，或者是楼梯间和电梯间等位置。在布置上尽量实现均匀和分散，以减少结构的扭转作用力。在无法做到结构对称时，要尽量使得剪力墙的刚度中心与质量中心保持较近的位置，剪力墙在竖向布置上应该实现贯穿高度，这样能够使得上下之间刚度保持连续；剪力墙可以布置为单片型，或者是t型和l型，单片型不少于三道，并且长度不能超过8米；对于剪力墙的间距来说，为了保证屋盖的侧向高度避免内弯曲，而对于剪力墙间距要尽量进行控制。剪力墙的数量设置应该适中，过多会导致材料的浪费，过少可能会引发主体结构设计安全风险。剪力墙数量只需满足侧向变形需求。对于高层住宅来说，一般使用短支剪力墙，它的自振周期是0.05米到0.1米，并且短肢剪力墙的长度是5倍的墙体厚度。在设计过程中尽量避免异形柱或者是一字形的剪力墙。对于剪力墙的层间位移要进行有效的控制，不大于两端弹性水平位移的1.2倍；如果无法控制1.2倍，应该在1.5倍范围内。长度较长的剪力墙可以设置结构分洞，这样以便于形成联肢墙体，以改善墙体的刚度分布结构，不适合出现单肢或者是单肢的剪力墙。剪力墙上部的连梁不应该设置结构的主梁，如果设置的话，必须要采用相应的加固措施，剪力墙在竖向布置上应该从下到上逐渐减小，主要的目的是避免刚度发生突变。
3.2对于结构参数进行有效的控制
需要对于高层住宅剪力墙位移比、周期比以及位移角等重要的参数进行控制，使得住宅剪力墙满足规范设计要求。在高层建筑中，竖向构件的平移和层间位移的比值也就是位移比，能够使得建筑的不规则性得到了限制，能够有效防止出现偏心率或者是主线的扭转效应。需要在高层建筑竖向构件位移比进行明确的规定，最好不超过1.2，位移角也必须小于1‰，这两个指标在整个剪力墙布置过程中起到非常重要的指引作用，也需要按照建筑工程实际情况进行布置，以满足指标要求。
3.3对于剪力墙连梁进行优化
剪力墙连梁主要是指各个剪力墙之间的相互连接的梁，一旦剪力墙墙体受力过大，必然会引发变形现象，降低建筑物的使用寿命。因此在进行设计过程中，将剪力墙连梁进行优化，对于连梁的高度进行有效控制，确保其在合适的范围内，避免因为尺寸问题造成连梁剪切变形。同时对剪力墙连梁受力进行控制，合理的规范相应的结构属性。在进行设计时，避免因为底部墙体过多减少墙体厚度，这种做法容易出现刚性的骤变，必须要明确剪力墙的位置以及数量，上下保持统一，使得剪力墙沿着住宅整体的高度均匀发生变化。
4结束语
在高层建筑住宅结构中，剪力墙发挥着非常重要的作用，具有十分明显的优势，针对于剪力墙的结构设计特点，工程设计人员需要结合高层住宅建筑的设计具体要求，选择合理的设计布局，做好相应的延伸处理，不断提升剪力墙的设计性能与强度，从而能够实现主体结构的稳定性与安全性。应该做好高层建筑剪力墙结构的优化，对于墙体平面外弯矩以及剪力墙连梁采用相应的优化措施，可以达到提升主体工程质量的目的。
参考文献
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