高层住宅剪力墙结构的发展,能够很好地缓解城市化进程中带来的人口急剧增长和城市用地紧张的现状,但高层剪力墙的建设规模、施工工期普遍比较大,投资成本高,再加上方案设计时,设计人员的固化思维和时间效益问题,导致结构方案设计过于保守,会产生不必要的浪费。通过结构优化设计能够很好的优化设计方案,降低结构的建造成本,但是在经过传统优化设计的流程后,虽然保证了结构方案的经济性,但是不可避免的会一定幅度的降低结构的安全性,对结构的抗震性能产生不利影响。故而,必须寻找一种既能保证经济性,又能确保结构安全的优化设计手段。在钢管混凝土中由于钢管对混凝土的约束效应,能够使其承载力和变形能力都有明显的提高。因此,提出了一种新的优化思路:第一步以控制结构偏心率最小为基准进行剪力墙结构设计优化,第二步采用同等材料等量替换原则用钢管混凝土排架剪力墙替换钢筋混凝土剪力墙。利用SATWE和PERFORM-3D两种有限元分析软件分析剪力墙结构的平面布局、剪力墙截面抗侧刚度对剪力墙结构整体性能的影响,并通过某地工程案例进行结构的优化和替换,验证新的优化思路的可行性。具体研究结果如下:（1）利用SATWE有限元软件分析剪力墙结构平面布局、剪力墙截面抗侧刚度对剪力墙结构力学性能的影响。研究结果表明:剪力墙的平面布置位置对结构偏心率产生重要影响,布置位置的不合理,会引起结构偏心率增大从而加剧扭转效应,产生较大的扭转变形,进而影响结构的抗震安全性;保持剪力墙截面抗侧刚度一定条件下,改变剪力墙的长度、墙厚、混凝土强度等级都会对剪力墙结构的整体性能产生不同影响。当保持墙厚不变时,提高混凝土强度等级,减少剪力墙长度,结构整体抗侧刚度降低,因而结构的周期、层间位移及层间位移角均会增大;当保持墙长不变时,提高混凝土强度等级,减少墙厚,结构整体抗侧刚度增大,因而结构的周期、层间位移及层间位移角均会减小。（2）通过敏感性分析得到,当工程造价增加量一定时,剪力墙长度的变化所引起的结构总抗侧刚度的变化约是厚度变化的3-4倍;剪力墙墙厚变化所引起的结构总抗侧刚度的变化约是混凝土强度等级变化的0-1倍,因此改善结构总抗侧刚度的最有效措施是变化剪力墙的长度。（3）以山东某地的工程为研究对象,探究高层住宅剪力墙结构的结构优化设计方法及其在工程中应用的可行性。以控制结构偏心率最小为基准进行剪力墙结构设计优化,通过SATWE对比优化前后的结构模型进行分析,结果表明,优化后结构的周期、周期比、位移比、层间位移角和轴压比等指标在X轴、Y轴的响应趋于一致,结构的力学性能更加合理,同时造价更低。（4）采用同等材料等量替换原则用钢管混凝土排柱剪力墙替换钢筋混凝土剪力墙,通过PERFORM-3D有限元软件进行钢筋混凝土剪力墙模型和钢管排柱剪力墙模型的Pushover分析。研究发现,由于钢管排柱剪力墙中的钢管对混凝土的约束效应,相对于钢筋混凝土剪力墙模型,钢管排柱剪力墙模型的顶点位移和最大层间位移角有了明显的降低,结构抗侧刚度和承载能力都明显提高,使钢管排柱剪力墙具有更高的抗震性能。（5）利用PERFORM-3D有限元软件对钢筋混凝土剪力墙模型和钢管排柱剪力墙模型进行了弹塑性时程分析。研究结果表明,钢管排柱剪力墙相对于钢筋混凝土剪力墙的自振周期、层间位移、层间位移角等相关指标减小;钢管排柱剪力墙的结构不改变原有结构的耗能模式,仍是以钢筋混凝土连梁和框架梁为主的耗能模式,且相比钢筋混凝土剪力墙,钢管排柱剪力墙的耗能有所增加。因而钢管排柱剪力墙能有效提高结构的抗震性能。