剪力墙结构十篇

剪力墙结构篇1

关键词：框架剪力墙结构；特点；剪力墙设计

中图分类号：S611文献标识码： A

前言

着我国国民经济不断发展对高层建筑的需求愈来愈大且高层建筑体型日趋复杂，各种不同功能的用房综合在一起组成形态各异，高层建筑给结构设计增加了一定的难度，在我国，大多数高层建筑都采用的是框架-剪力墙结构进行设计，该结构除了抗震性能优越，还能够更好的发挥建筑功能。

一、框架-剪力墙结构的特点

1、框架-剪力墙结构的变形特点

框架剪力墙结构是由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构所组成。这两种结构的受力特点和变形性质是不同的。在水平力作用下，剪力墙是竖向悬臂弯曲结构。其变形曲线呈弯曲型，楼层越高水平位移增长速度越快，顶点水平位移值与高度是四次方的关系。框架在水平力作用下，其变形曲线为剪切型，楼层越高水平位移增长越慢。

框剪结构，既有框架，又有剪力墙，它们之间通过平面内刚度无限大的楼板连接在一起，在水平力作用下，楼板使它们水平位移协调一致，不能各自自由变形，在不考虑扭转影响的情况下，在同一楼层的水平位移必定相同。因此，框剪结构在水平力作用下的变形曲线呈反S形的弯剪型位移曲线。

2、框架-剪力墙结构的受力特点

框剪结构在水平力作用下，由于框架和剪力墙协同工作，在下部楼层，因为剪力墙位移小，它拉着框架变形，使剪力墙承担了大部分剪力；上部楼层则相反，剪力墙的位移越来越大，而框架的变形反而小，所以，框架除负担水平力作用下的那部分剪力以外，还要负担拉回剪力墙变形的附加剪力，因此，在上部楼层即使水平力产生的楼层剪力很小，但框架中仍有相当数值的剪力。框架与剪力墙之间的楼层剪力分配比例和框架各楼层剪力分布情况，随着楼层所处高度不同而变化，与结构刚度特征值直接相关。

二、框架剪力墙设计

1、剪力墙的布置

在进行剪力墙布置时，要求均匀、分散和对称以及周边。分散就是要求控制好剪力墙的数量，不能太少，而且刚度不要太大，要适中，因为刚度太大，墙承受的压力也比较大，很容易过早的被破坏，处理起来难度也比较大，很难满足施工要求。在施工过程中不要因为局部发生损坏而影响到整体的性能，要保证不会使个别墙受力太集中；连续的尺寸不要太长，抗侧力构件数量相对多一些，分散一些。周边主要是考虑建筑物抵抗扭转的能力，能够保证刚度中心与平面中心吻合。在布置剪力墙时，使其保证对称，从而大大增强抵抗扭转的内臂力，有效提高抗扭转的能力。

剪力墙布置的具置应设置在平面形状变化的位置，通常是端角和角隅等部位的应力集中处，比如高层建筑的楼梯间、电梯间以及管道井处，都在一定程度上会削弱楼板的刚度，对框架剪力墙的设计造成不良的影响，因此，在建筑工程中，可以采用钢筋混凝土剪力墙来加固这些薄弱的部位。对于剪力墙的间距，原则上是随着建筑物不断的升高，抗震设防的烈度越高，取值越小。

2、剪力墙数量的确定

在框架剪力墙结构设计阶段，柱、梁截面的尺寸可以由结构构造的要求决定。但是剪力墙的数量关系到整个结构体系的安全和经济的合理性，因为从抗震的角度来说，增加剪力墙的数量可以提升整个高层建筑物的抗震性能，但是从经济的角度来说，应当适量的减少剪力墙的数量，所以，对于剪力墙合理数量的计算要进行优化设计。剪力墙的合理数量按照许可的位移决定，在符合装修要求和框架剪力墙结构定点位移与层高的比例的条件下，适当增减剪力墙的数量。要采用结构自振周期校核剪力墙布置的数量是否合理，在地震周期短和地震力大的地方，可以适当的增加剪力墙的数量增加结构的刚度，可以根据具体的施工情况和建筑高度以及地区设防烈度采用不同的方法取值。

3、框架剪力墙结构的抗震设计

在设计框架剪力墙结构的抗震性能时，必须符合相关规程。在水平力作用下，框架剪力墙结构底层的框架部分所承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩有一个比值(以下简称力矩比值)，根据这个比值的不同，要采取不同的设计：当力矩比值小于lO％时，按剪力墙结构进行设计，其中的框架部分应按框架一剪力墙结构的框架进行设计。当力矩比值大于10％但不大于50％时，按框架一剪力墙结构设计，力矩比值在5O％至80％之间的，按框架剪力墙结构设计，其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用。当力矩比值大于80％时，按框架剪力墙结构进行设计，但其最大适用高度宜按框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。

对于少墙框架结构，抗规2010版第6.1.3条第1款规定力矩比值大于50％的均为少墙框架，但高规2010版第8.1.3条第4款规定力矩比值大于80％的为少墙框架，实际工程中可按高规的规定设计；对于少墙框架的剪力墙，因其成不了第一道防线，故笔者认为无需按框架剪力墙结构计算其配筋，抗规2010版第6.2.13条第4款规定少墙框架结构的框架部分的地震剪力值宜采用框架结构模型和框架剪力墙结构模型二者计算结果的较大值采用，鉴于少墙框架规范的不确定性及具体计算的复杂性，笔者建议实际工程中少采用这种结构方案。

4、剪力墙肢截面短肢分类

按墙肢截面高度与厚度之比,剪力墙墙肢可分为一般剪力墙、短肢剪力墙、及柱形墙肢。高规JGJ3-2010规定一般剪力墙指的是各墙肢截面高厚比大于8的剪力墙,短肢剪力墙指的是截面厚度不大于300mm、各墙肢高厚比大于4但不大于8的剪力墙,而当墙肢的截面高厚比不大于4时宜按框架柱进行截面设计。一般剪力墙墙肢较长,抗侧刚度大,能承受很大的水平及竖向荷载,因此无论是整体截面墙还是整体小开口墙及联肢墙的墙肢都应优先布置一般剪力墙。短肢剪力墙因墙肢较短,有利于住宅建筑布置,可以减轻结构自重,应用比较广泛,但其抗震性能较差,地震区应用经验不多,可用于整截面墙或整体小开口墙及联肢墙的墙肢中,考虑到高层建筑的安全,其数量不宜过多,规范对其有严格的限制。因此,在结构设计中,应多布置一般剪力墙,少量采用短肢剪力墙。但一般剪力墙也不是墙肢越长越好,当墙肢高长比H/hw或剪跨比大于2的一般剪力墙,称为高墙,其受力状态为弯剪型和弯曲型,其破坏为弯曲破坏,属于延性破坏。墙肢高长比H/hw或剪跨比不大于2的,在水平地震作用下的破坏模式或为剪切破坏,或为剪弯破坏,很难避免出现剪切斜裂缝,尤其H/hw≤l或剪跨比小于l的墙肢,称为矮墙,其破坏均为剪切破坏,类似短柱,属于脆性破坏,在高层建筑中严禁采用。高规JGJ3-2010规定对于较长的剪力墙宜设置弱连梁将其分成长度交均价的若干墙段，各墙段的高度与墙段长度之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8m 。

5、框架-剪力墙中连梁设计

框架-剪力墙结构中框架与剪力墙、剪力墙与剪力墙的连接方式有铰结与刚结两种。铰结为通过楼板连接来保证剪力墙与框架协同工作，刚结为通过连梁连接来保证剪力墙与框架协同工作。在铰结体系中，由于没有考虑连梁的约束作用，使得楼板作用显著，要保证剪力墙与框架协同变形和工作，楼板必须绝对刚性。在刚结体系中，连梁对墙和柱都会产生约束，连梁将承担着较大的剪力和弯矩，约束作用明显，并可以与楼板一同作为连接构件，传递弯矩、剪力、轴力。当结构遭受小于其设防烈度的多遇地震时，整个结构处于弹性工作阶段。当遭受高于其设防烈度的罕遇地震时，连梁形成塑性铰消耗地震能量，结构刚度降低，自振周期加大，地震力降低，减轻结构破坏。但由于连梁跨高比小，两端连接的墙或柱刚度差异较大，连梁变形产生较大的内力而破坏。连梁破坏有脆性的剪切破坏和延性的弯曲破坏，设计时应尽量避免连梁发生剪切破坏，让连梁先屈服，形成塑性铰。连梁设计时可以考虑以下措施:(1)对连梁的刚度进行折减，既保证了塑性铰出现在连梁上，又减少其内力，满足结构设计要求。(2)若连梁刚度折减后内力还是过大，截面设计困难，可在连梁截面高度的中间开设水平通缝。(3)为保证连梁的延性，设计时应做到“强墙(柱)弱梁”，“强剪弱弯”，截面尺寸应符合规范设计要求。(4)不宜将楼面主梁支承在连梁上。

结束语

进行建筑框架剪力墙结构设计过程中，要对剪力墙进行科学的布置，采用合理的数量，选择适当的连接方式，不仅可以有效减少重复的工作，而且可以达到预期的经济目标。

参考文献

剪力墙结构篇2

关键字：结构设计，剪力墙，剪力墙构件，剪力墙设计

Abstract: this paper expounds the basic concepts of the shear wall design, shear wall edge component range, the shear wall structure of the wall thickness and reinforcement, etc.

Key word: structure design, shear wall, shear wall component, shear wall design

中图分类号：TU398+.2文献标识码：A 文章编号：

1、剪力墙设计中的基本概念

1.1 墙体作为承受竖向荷载及水平荷载的结构，称为剪力墙结构。特点是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移变形小。缺点是平面布置不灵活，较难满足公共建筑使用要求，结构的自重较大，结构延性较差。

1.2 剪力墙结构中，墙是一平面构件，它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力或拉力，在轴力，弯矩，剪力的复合状态下工作。其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁，剪力墙结构在水平力作用下侧向变形是弯曲型。

1.3 剪力墙布置要求：

a、剪力墙结构应双向均匀布置，建筑物周边宜布置剪力墙，在抗震结构中，应避免单向布置剪力墙。剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，在满足侧向刚度的及结构受力的条件下，墙不宜布置太密。

b、剪力墙沿结构高度宜连续布置，墙厚度宜自下到上逐渐减薄，使结构抗侧刚度沿高度逐渐减小，避免结构沿高度刚度突变。

c、较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较为均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2。墙肢截面高度不宜大于8m。

d、当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以下措施中的一个措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响。①沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙，抵抗该墙肢平面外弯矩；②当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与梁相交处设置扶壁柱。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋；③当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱，并宜按计算确定配筋；④必要时，剪力墙内可设置型钢。

e、纵向剪力墙宜布置在结构单元的中间区段内。房屋纵向长度较长时，不宜集中在两端布置纵向剪力墙。

f、剪力墙的门窗洞口应布置均匀、上下对齐，形成明确的墙肢和连梁，且各墙肢的刚度不宜相差悬殊。抗震设计时，一、二、三级抗震等级剪力墙的底部加强部位不宜采用错洞墙；一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用叠合错洞墙。

1.4 短肢剪力墙较多的剪力墙结构

a、剪力墙截面高度与厚度之比大于4、小于8时为短肢剪力墙。当剪力墙截面厚度不小于层高的1/15，且不小于300mm，高度与厚度之比大于时仍属一般剪力墙。

b、短肢剪力墙较多的剪力墙结构是指短肢剪力墙的截面面积占剪力墙总截面面积的50％以上。其房屋的最大适用高度应比《高规》JGJ107-2002表4.2.2规定的剪力墙适用高度降低20％。如果结构中仅有少量的短肢剪力墙，不应判断为短肢剪力墙较多的剪力墙结构。

c、高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构。

d、抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比其他条件相同的剪力墙提高一级，重力荷载代表值作用下的墙肢（包括无翼缘或端柱的一字墙）轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不应大于0.5、0.6和0.7，底部加强部位墙肢边缘约束构件的纵向钢筋配筋率不应小于1.2％，其他部位不应小于1.0%。

1.5 剪力墙结构计算

a、剪力墙根据墙面开洞大小情况，分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。

当剪力墙不开洞或洞口面积小于墙体总面积的16％，且洞口边长尺寸均小于洞口间净距及洞口至墙边的净距，可视为整截面墙。其受力性能类似整体的悬臂，墙肢的法向应力呈线性变化，截面变形符合平截面假定。

当剪力墙的洞口沿竖向成列布置，洞口稍大，各列墙肢和连梁刚度比较均匀，并符合一定条件，为整体小开口墙，其受力性能亦可按整体的考虑，并应考虑墙肢的局部弯距。

当剪力墙的洞口沿竖向成列布置，且洞口面积超过墙体总面积的16％，连梁刚度远小于墙肢刚度，为联肢墙。联肢墙宜在保证连梁有足够延性的前提下，增加梁的刚度和强度，使连梁能消耗较多的能量以减少墙肢的破坏。

当剪力墙开洞过大，且连梁刚度很大，而墙肢刚度较弱的情况，已接近框架的受力特性，称为壁式框架，计算和构造应按近似框架结构考虑。

b、计算剪力墙的内力和变形时，其剪力墙应计入端部翼缘的共同工作。翼缘的有效长度每侧由墙面算起可取以下三种情况中的最小值：①相邻剪力墙净距的一半；②至门窗洞口的墙长度；③剪力墙总高度的15％。

c、剪力墙结构宜采用三维空间的分析方法作整体分析，对不同的结构，应选用与其相适应的计算模型的计算程序进行结构计算分析；对较复杂的剪力墙结构应采用两种以上计算模型进行计算比较。

d、《高规》规定钢筋混凝土剪力墙应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力计算，在集中力作用下，墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力计算，按一级抗震等级设计的剪力墙，在水平施工缝处需进行抗滑移验算。

1.6 剪力墙底部加强部位

一般剪力墙结构在水平地震作用下，竖向相当于箱形悬臂梁，其变形呈弯曲形，短肢剪力墙结构视短肢墙数量多少，变形呈弯曲形或弯剪形。剪力墙结构底部加强位置是容易屈服的部位，类似框架梁端箍筋加密区，所以要加强。

抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可按墙肢总高度的1/8和底部两层中的较大者，当剪力墙高度超过150m时，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。

带有地下室的剪力墙结构，如地下室顶板能作为上部结构的嵌固部位时，剪力墙底部加强部位的高度应从地下一层顶板算起，地下一层按加强层部位设计，地下二层可不必按加强部位设计。如地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位时，通常地下一层底板处可基本满足，剪力墙底部加强部位的高度应从地下一层底板算起，地下二层可不必按加强部位设计。

2．剪力墙的边缘构件范围

2.1 一级和二级剪力墙底部加强部位及相邻上一层的高层建筑及在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不小于表1规定的多层房屋，应设置约束边缘构件。一级和二级剪力墙底部加强部位以上的一般部位和三、四和非抗震设计的高层建筑及底部加强部位及相邻上一层轴压比小于表1规定的多层房屋剪力墙，应设置构造边缘构件。

表1

抗震墙设置构造边缘构件的最大轴压比

等级或烈度 一级（9度） 一级（8度） 二级

轴压比 0.1 0.2 0.3

2.1 框支剪力墙结构剪力墙底部加强部位，墙体两端宜设置翼墙或端柱，抗震设计时应设置约束边缘构件。

3、剪力墙结构的墙体厚度

3.1 剪力墙结构中剪力墙截面的最小厚度应满足表2要求

表2

剪力墙部位 最小厚度（mm，取较大值）

有端柱或翼墙 无端柱或翼墙

抗震设计 一、二级抗震 底部加强部位 H/16，200 h/12，200

其他部位 H/20，160 h/15，180

三、四级抗震 底部加强部位 H/20，160 H/20，160

其他部位 H/25，160 H/25，160

非抗震设计 H/25，160 h/25，160

注：表中符号H为层高或无支长度二者中的较小值，h为层高

规定剪力墙最小厚度的目的是保证剪力墙平面外的刚度和稳定性。当墙平面外有与其相交的剪力墙时，可视为剪力墙的支承，有利于保证剪力墙平面外的刚度和稳定性，故可在层高或无支长度二者中的取较小值计算剪力墙的最小厚度。无支长度是指沿剪力墙长度方向没有平面外横向支承墙的长度。而两端无端柱或翼墙的一字形剪力墙的厚度，只能按层高计算墙厚。

3.2 短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm。

3.3 框支剪力墙结构转换构件上部的剪力墙体厚度不宜小于200mm。

3.4 当墙厚不能满足表2的要求时，应按高规附录D计算墙体的稳定。

3.5 剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于160mm。

4、剪力墙结构的剪力墙的配筋

剪力墙结构中剪力墙通常分为墙肢和连梁两类构件。

墙肢的配筋包括墙肢的边缘构件和墙身的配筋，现结构计算软件提供墙肢的计算配筋包括水平配筋和竖向配筋两项。水平配筋为墙肢按斜截面抗剪计算需要的水平分布钢筋面积；竖向配筋则为墙肢按正截面抗弯计算需要的墙肢两端部的竖向钢筋面积，这是因为墙肢中部竖向分布钢筋一般较细，容易产生压屈现象，所以偏安全忽略受压区竖向分布钢筋作用。墙肢中边缘构件的纵向钢筋和墙肢的水平钢筋为按计算及构造配筋，墙肢中边缘构件的箍筋及墙肢的竖向分布钢筋为按构造配筋。

较长墙肢的水平分布钢筋及竖向钢筋按计算结果及规范要求最小配筋率配筋，一般不会出错。容易出现问题是较短墙肢的配筋，如形状为L形的墙肢，L形墙肢一边为一般剪力墙，另一边为短肢剪力墙，此L形的墙肢为一般剪力墙，按一般剪力墙构造及配筋。在L形墙肢的短肢部位，一般做法是此短肢部位墙肢连同长肢端的边缘构件一起做成一整体边缘构件，这时应注意：①整体边缘构件在短墙肢方向的箍筋是否满足短肢边的水平计算配筋，整体边缘构件的构造配箍一般不能满足计算要求。②整体边缘构件中短墙肢方向端部的竖向钢筋应按短墙肢竖向计算钢筋面积配筋（此计算竖向配筋一般很大），而不是按此整体边缘构件总计算配筋平均配置纵向受力钢筋。

剪力墙开洞后形成的连梁根据跨高比不同可分成两种情况：①当连梁跨高比不小于5时，此梁受力状态和一般框架梁相似，可按框架梁设计。②当连梁跨高比小于5时（连梁跨度较小，截面高度较大），其承受的竖向荷载往往不大，梁的弯距很小，而水平荷载作用下梁的剪力很大，且沿梁长基本均匀分布，对剪切变形十分敏感，容易出现剪切斜裂缝。因此，此类梁应按规范规定的连梁设计。一端与剪力墙相连，另一端与框架柱相连的跨高比小于5的梁，也应按连梁设计。此梁应取与剪力墙相同的抗震等级。

剪力墙连梁一般具有跨度小、截面大，与连梁相连的墙体刚度又很大等特点，在水平力作用下的内力往往很大，连梁屈服时表现为梁端出现裂缝，刚度减弱，内力重分布。因此在开始进行结构整体计算时，就需对连梁刚度进行折减。《高规》5.2.1条规定：“在内力与位移计算中，抗震设计的框架-剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减，折减系数不宜小于0.5。”一般在实际设计中我们在 0.55～1之间取值。

即使连梁刚度折减后，连梁也较容易超筋。连梁易超筋的部位，竖向楼层在一般剪力墙结构中，总高度1/3左右的楼层；平面中，当墙段较长时其中部的连梁。

连梁超筋时，可按《高规》7.2.25条处理：①减小连梁截面高度。②抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅，以降低其剪力设计值。但在内力计算时已经按《高规》5.2.1条的规定降低了刚度的连梁，其调幅范围应当限制或不再继续调幅。当部分连梁降低弯矩设计值后，其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高。③当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可考虑在大震作用下该连梁不参与工作，按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析，墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计。

《高规》并没有规定连梁受弯纵向钢筋的最小配筋率，从“强剪弱弯”的角度，非抗震设计时，可取0.2%，抗震设计时，建议取0.25%～0.4%，跨高比大时取小值，同时连梁纵向钢筋率应满足最小配筋率要求。

参考文献：

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ107-2002

剪力墙结构篇3

关键词：高层建筑；框架—剪力墙；结构设计；连梁；抗震措施

Abstract: This paper starting from the frame - shear wall structural characteristics, the force characteristics of the frame structure, the shear wall lateral stiffness and the number of improvements, and frame structure of the coupling beam design problem.Key words: high-rise building; frame - shear wall; structural design; coupling beam; earthquake measures

中图分类号：TB482.2 文献标识码：A

框架一剪力墙结构由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成，由于剪力墙的抗侧刚度比框架的抗侧刚度大得多。故它们的协同作用既可以提供整体结构较大的抗侧力，也利用了框架结构可以提供较大空间的优越性。因此这种结构体系整体性好、刚度大、侧向变形小、抗震性能好，易于满足高层结构中现行国家规范限定值要求，而得到广泛应用。

1 框剪结构的特点

框架一剪力墙结构也称作框架一抗震墙结构，简称框剪结构；这种结构型式是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，使得房间布置比较灵活自由，可以满足多种建筑功能的要求，构成灵活自由的使用空间，尤其是在公共建筑中，深受广大设计人员的喜爱。

框剪结构是由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成，这两种结构的受力特点和变形性质是不同的。在水平力作用下，框架变形曲线为剪切型，楼层越高，水平位移增长越慢，在纯框架结构中，各榀框架的变形曲线类似，楼层剪力按框架柱的抗侧刚度D值比例进行分配；而剪力墙在水平力的作用下，其变形曲线呈弯曲型，剪力墙是竖向悬臂弯曲结构，楼层越高水平位移增长越快，顶点水平位移与高度是四次方关系：

均布荷载时：u=qH4/8EI；

倒三角形荷载时：u=11qmaxH4/120EI。

（2）框剪结构，要使框架与剪力墙协同工作，框架与剪力墙的合理布置就显得尤为重要；剪力墙的布置宜分布均匀，单片墙的刚度宜接近，长度较长的剪力墙宜设置洞口和连梁形成双肢墙或多肢墙，框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10％时，按剪力墙结构设计，其中的框架部分应按框架一剪力墙结构的框架进行设计；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10％但不大于50％时，应按框架一剪力墙结构进行设计；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％但不大于80％时，按框架一剪力墙结构进行设计,其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80％时，按框架一剪力墙结构进行设计，其最大适用高度可比框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用。其中对于这种少墙框剪结构，由于抗震性能较差，不主张采用，以避免剪力墙受力过大、过早破坏。

2 受力特性分析

框剪结构体系的工程应用表明，框剪结构是框架和剪力墙两种结构的有机结合。剪力墙结构的位移曲线具有悬臂弯曲梁的特征，位移越往上增大越快，成外弯形开口曲线。而在框剪结构中，框架和剪力墙之间通过平面内刚度无限大的楼盖连接在一起共同抵抗水平力，结构水平位移特征处于框架和剪力墙之间，为反S型曲线，是弯剪型。因此，在框剪结构中，剪力墙在下部楼层变形小，承担了近80％以上的水平剪力。而在上部楼层，框架变形小，可以协助剪力墙工作，抵挡剪力墙的外拉变形，从而承受很大的水平剪力。所以，框一剪结构是框架和剪力墙两种结构水平变形的有机协调，从而达到减少结构变形，增强结构侧向刚度，提高结构抗震能力的目的，在结构设计中具有很强的适用性。框剪结构中框架、剪力墙的受力特性可以用结构刚度特性值λ，即框架刚度与剪力墙刚度的比值来表达。

工程实践表明：

（1）λ过小，结构变形曲线呈弯剪型，即剪力墙用量过多，此时，结构刚度增大，自振周期缩短，地震力相应增加，结构延性降低，尤其对框架顶部几层极为不利。一般说来，剪力墙数量增多对抗震有利，但超过必要限度也是不合理和不经济的，为了使框架充分发挥作用，剪力墙刚度不宜过大。

（2）λ过大，结构变形曲线呈剪弯型，即剪力墙用量过少，结构刚度较差，常不满足变形要求，同时，框架受力过大，梁柱截面尺寸加大，导致不经济，因此，剪力墙刚度不能过小。

3 框架一剪力墙中剪力墙的合理配置

国内外对众多框架一剪力墙结构遭受到地震后展开凋查，对其震害进行统计分析后得到一系列的经验数据。日本采用平均压应力一墙面积表示法来分析，其中平均压应力σ=G/(Ac+Aw)，G为楼层重量，Ac，Aw分别为框架柱及剪力墙的面积。国内根据已建的大量框架一剪力墙结构，提出底层结构截面面积Ac+Aw与楼面面积Af之比及Aw与楼面面积Af之比(见表1)，供设计参考。

表1 墙、柱面积与楼层面积百分比

4 剪力墙抗侧移刚度以及数量的改进

框架剪力墙结构中，剪力墙的抗侧移刚度往往比框架要大的多，因此剪力墙抗侧移能力的大小往往决定了整个结构的稳定。在设计中，除了要考虑结构强度外，还要考虑结构的整体刚度。因此在开始设计时，合理的选择剪力墙的数量，无论对于后期设计还是结构的合理性，都是必不可少的。

地震作用是房屋破坏的主要原因之一，对于一些高层建筑来说就不得不考虑用剪力墙结构。因此需要设计人员设计出剪力墙的合理数量。剪力墙数量过多固然结构抗侧移刚度越大，抗地震作用也就相对的较强一些。但是，当结构刚度过大时，由于周期过短，地震作用反而有可能会更加强烈，而且浪费了一定的材料。因此只从抗震方面来看，剪力墙并不是越多越好，选取合理的剪力墙数量才能达到结构稳定的优化。在地震作用中一直存在着刚性与柔性的说法，如表2。

5 剪力墙连梁的设计

框架一剪力墙结构中框架与剪力墙、剪力墙与剪力墙的连接方式有铰结与刚结两种。铰结为通过楼板连接来保证剪力墙与框架协同工作，刚结为通过连梁连接来保证剪力墙与框架协同工作。在铰结体系中，由于没有考虑连梁的约束作用，使得楼板作用显著，要保证剪力墙与框架协同变形和工作，楼板必须绝对刚性。在刚结体系中，连梁对墙和柱都会产生约束，连梁将承担着较大的剪力和弯矩，约束作用明显，并可以与楼板一同作为连接构件，传递弯矩、剪力、轴力。

当结构遭受小于其设防烈度的多遇地震时，整个结构处于弹性工作阶段。当遭受高于其设防烈度的罕遇地震时，连梁形成塑性铰消耗地震能量，结构刚度降低，自振周期加大，地震力降低，减轻结构破坏。但由于连梁跨高比小，两端连接的墙或柱刚度差异较大，连梁变形产生较大的内力而破坏。连梁破坏有脆性的剪切破坏和延性的弯曲破坏，设计时应尽量避免连梁发生剪切破坏，让连梁先屈服。形成塑性铰。连梁设计时可以考虑以下措施：

(1) 对连梁的刚度进行折减，既保证了塑性铰出现在连梁上，又减少其内力，满足结构设计要求。高层建筑混凝土结构技术规程5.2.1规定，在内力与位移计算中，抗震设计的框架一剪力墙或剪力墙结构中的连梁可予以折减，折减系数不宜小于0.5。结构设计中，设防烈度6、7时连梁折减系数一般取0.7，8、9度时连梁折减系数一般取0.5。

(2) 若连梁刚度折减后内力还是过大，截面设计困难，可在连梁截面高度的中间开设水平通缝。

(3) 为保证连梁的延性，设计时应做到“强墙(柱)弱梁”，“强剪弱弯”，截面尺寸应符合规范设计要求。

(4) 不宜将楼面主梁支承在连梁上。

6 结语

在框架-剪力墙结构的设计过程中，应避免采用平面、竖向或者空间不规则的结构形式，遵照“建筑设计应符合抗震概念设计，不应采用严重不规则的设计方案”的原则；通过对结构的合理布置和精确计算，能够使我们的建筑更加经济合理，有效地抵抗外部力量的破坏，以达到我们所要求的设计功能。

参考文献：

[1]黄本才．高层建筑结构力学分析[M]．北京：中围建筑工业出版社，1990．

[2]包世华，方鄂华．高层建筑结构设计(第2版)[M]．北京：清华大学出版社。1990．

[3]梁启智．高层建筑结构分析与计算[M]．广州：华南理工大学出版社，1992．

剪力墙结构篇4

【关键词】剪力墙； 结构洞； 处理； 工艺； 流程

1 建筑工程中各类剪力墙内力与位移计算要点

随着剪力墙结构的类型和结构洞大小的差异，在计算方法和计算简图上也存在区别。对于整体墙和小开口墙的计算方法则按照其材料的力学公式进行计算，即对整体墙不做修正，对小开口整体墙进行修正。至于其他类型的剪力墙，则按照其承载力度和变形状态的结构体系进行合理计算。

1.1 整体剪力墙

根据整体剪力墙在水平荷载作用下的变形特征，如在其截面变形后仍然符合平面假定，则可视为以整体性的悬臂弯曲杆件，并用材料学中悬臂梁的内力和变形的基本公式对其进行计算。

对剪力墙的内力计算和对剪力墙进行计算时，对于整体墙的内力计算，可用悬臂式构件将其下端固定，保持其上端自由，并用材料学公式计算其任意截面的弯矩和剪力，使其总的水平荷载可以按照各片剪力墙的等效抗弯程度进行分配，最后再对单片剪力墙进行计算。将剪力墙的等效抗弯刚度，也就是按照顶点位移相等的原则，将墙的弯曲、剪切和轴向变形之后的顶点位置，折算成一个只考虑弯曲变形的等效竖向悬臂杆的刚度。

1.2 小开口整体剪力墙

小开口墙是指结构洞面积超过墙体面积的15%，但洞口却很小的剪力墙，并且门窗洞口沿竖向的成列布置。实验证明，小开口剪力墙在水平荷载作用下的受力性能接近整体剪力墙，其截面在受力后基本保持平面，正应力分布也大体保持直线分布，且各墙肢中仅有少量的局部弯矩。在整体上，剪力墙仍类似于竖向悬臂杆件。依然可用材料力学公式对其进行计内力计算和侧移计算，并对其进行修正，以达到计算目的。

1.3剪力墙结构洞的表现方式

为了使剪力墙结构具有合理的受力性能，在结构计算时，往往需要在剪力墙中开一些结构洞。主要表现在以下几种情况：

1） 墙肢截面高度较大时，为了提高剪力墙的延性，防止剪切破坏，充分利用墙体的钢筋。可以通过开设结构洞将长墙分成长度较小、较均匀的连肢墙或整体墙。

2） 在门窗洞位置，为了防止连梁超筋，使剪力墙结构具有合理的刚度和良好的抗震耗能性能，结构计算时门窗位置洞口的大小可能超过门窗尺寸。对结构洞的处理，以往是在主体混凝土结构浇筑完毕后，再用砌块填充。这种做法存在一些不足： ①砌筑的工作量大，施工复杂。影响结构的施工周期； ②后砌的砌块与混凝土结构的交接面由于材料性质的不同，容易产生裂缝。

2 剪力墙结构洞的处理方法

2.1 窗洞处结构洞的处理

在对结构进行计算时，如果窗户处所开洞口与窗户大小一致，结构的刚度很大，且连梁容易超筋。所以，洞口大小应超过窗户的大小。为了施工方便，防止外墙立面出现明显的裂缝，结构洞开在窗台处，结构施工时，事先在竖缝中安装橡胶片或薄木板厚度为1 mm 左右，宽度比墙厚小20 mm，居墙中布置，这样可以使竖缝的边缘被水泥浆填补，再加上后期的装修面层，可以保证竖缝处不产生裂纹，从而保证建筑外观不受影响。

2.2 门洞处结构洞的处理

由于住宅门宽度一般在1 m 左右，此处连梁的跨高比很小，在结构计算时，若门洞口与门大小一致，结构的刚度很大，且连梁容易超筋。所以，洞口大小会超过门的大小。为了保证填充后的结构与计算模型一致，在填充混凝土两端设置竖缝。结构施工时，事先在竖缝中安装橡胶凝片或薄木板，厚度为1mm 左右，宽度比墙厚小20 mm，居墙中布置。

2.3 长墙处结构洞的处理

墙肢截面高度较大时，为了提高剪力墙结构的延性，防止剪切破坏，可充分利用墙体的钢筋，可以通过开设结构洞将长墙分成长度较小、较为均匀的连肢墙或整体墙。

3 施工工艺特点和流程

3.1 剪力墙结构洞施工工艺特点

对剪力墙结构洞采用加气混凝土砌块填充的方法，通过对砌块表面及砌块墙与混凝土墙接缝处的特殊处理，使整体墙面达到抹灰后的效果，以避免墙面的空鼓、开裂。主要施工工艺： ①剪力墙结构洞采用略薄于剪力墙厚度的加气混凝土砌块填充砌筑； ②石膏在硬化过程中，体积有微膨胀性，采用石膏腻子处理接缝并辅以增强材料有效控制裂缝的产生。

现浇混凝土剪力墙结构的清水混凝土施工工艺可有效的减少施工环节，节约抹灰材料，避免抹灰空裂，增大使用空间，具有明显的经济效益。但因使用要求，约40% ～60%的剪力墙上留有结构洞和窗洞，如何使用与清水混凝土施工工艺相配套的剪力墙结构洞的处理工艺，对发挥清水混凝土的效果及墙面粉刷质量具有关键性的影响。

3.2 结构洞填充工艺流程

对于剪力墙的填充施工工艺流程可基本分为： 清水混凝土剪力墙施工一结构洞加气混凝土砌块填充墙砌筑一加气混凝土墙体抹灰一石膏腻子分层补槽一粉刷石膏精贴纤维布一白乳胶粘贴白洋布一刷白乳胶一道一满刮石膏腻子等。其施工要点如下：

1） 采用清水模板进行剪力墙施工： 施工模板宜采用钢制定型大模板、木胶板、竹胶板。成型后混凝土的质量控制标准： ①符合普通混凝土质量标准； ②轴线通直、尺寸准确、棱角方正、线条顺直，达到普通抹灰的质量标准； ③混凝土表面平整、洁净，不得有蜂窝、麻面、漏筋、夹渣、粉化，不得凹凸不平、缺棱掉角； ④表面无明显气泡，仅进行涂料罩面即可达到相当于普通抹灰的质量标准； ⑤模板接缝、对拉螺栓和施工缝留设有一定的规律性，上下楼层的连接面搭接平整，模板接缝与施工缝处无挂浆、漏浆。

2） 结构洞加气混凝土砌块填充墙的砌筑： ①在对结构洞进行加气混凝土砌块砌筑时，产品龄期应超过28 d； ②砌块厚度应比混凝土墙体厚度每侧小10 ～ 15 mm 左右； ③按设计要求在结构洞两侧设墙体拉结筋； ④砌块砌筑前应提前2 d 浇水湿润。砌筑时向砌筑面适量浇水； ⑤墙底部应砌烧结普通砖、多孔砖或普通混凝土小型砌块，或现浇混凝土坎台，其高度不宜低于200 mm； ⑥砌块间以及与结构洞边的砂浆要饱满，使其粘结良好； ⑦墙体砌至接近洞顶时，应留一定空隙，待抹灰前再将其补砌挤紧。

3） 加气混凝土墙体抹灰： 对加气混凝土墙体进行抹灰前，先对墙体刷加气混凝土界面剂。抹灰采用底层型粉刷石膏。抹灰分两次连续施工，在第一遍抹灰层刚进入终凝时，随即进行第二遍抹灰层的施工，避免出现分层现象，抹成后要与混凝土墙体齐平，与混凝土墙体相接处留成V型槽。石膏腻子分层补槽应注意： 待抹灰层停置15 d 左右，使墙体和抹灰层收缩稳定后，方可用石膏腻子补槽。补槽采用面层型粉刷石膏腻子，V 型槽分2 ～ 3 补平，不宜太厚。

4） 粉刷石膏粘贴纤维布： V 型槽补平后，在接缝处用面层型粉刷石膏粘贴玻纤网格布，停置15 d 左右。白乳胶粘贴白洋布带应注意： 待底层抹灰干燥后，在接缝处均匀涂刷白乳胶一道，将白洋布带绷紧粘贴于接缝处，然后在布带表面均匀涂刷一道白乳胶。以上工艺的采用，在某些特定程度上具有一定的经济效益和社会效益。

剪力墙结构篇5

【关键词】高层建筑框支剪力墙 结构 设计

Abstract： high-rise residential structure design have identified a good plane and the vertical layout, to set the component size by the ICC, to adjust the individual overrun components, Computer to form the final result. As for the whole program is whether it is good the scantlings assumption is reasonable, and very often create unnecessary waste. In this paper, with examples, discuss the design of high-rise building frame shear wall structure supported.

Key words： high-rise building frame - shear wall structural design

中图分类号： TU97 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

本高层商住楼，由商业裙楼及1 幢高层塔楼组成，该工程地下2层，地上31层，其中地下室―1层层高6.0m，布置设备用房及公共机动车泊位，地下室―2层层高3.9m战时为六级人防。地上1～3 层为商业用房，层高分别为5.1m、4.8m、3.7m，按建筑要求第4 层为转换层，层高3.3m，4 层以上为剪墙结构住宅。住宅层高均为3.0m层高，30层以上为机房，室外地坪以上主体高度为98.2m，建筑总高度（至机房顶）为106.6m。

二、结构布置

该工程重点解决两个方面的问题。第一，为保证结构沿竖向刚度均匀变化，应设法争取尽可能多的上下贯通构件。结合电梯井道、消防楼梯间及电梯厅，布置了一个中央核心筒，并根据塔楼周边剪力墙分布情况，除在底部裙楼对应部位设置了落地贯通加厚剪力墙外，另在底部增设部分仅伸至转换层的剪力墙以加大底侧向刚度。第二，合理布置裙楼柱网，使不落地剪力墙直接通过转换层托梁。

1、结构竖向布置

高层建筑的侧向刚度宜下大上小，且应避免刚度突变。然而带转换层的结构显然有悖于此，对该工程而言，属于高位转换，转换层上下等效侧向刚度比宜接近于1，不应大于1.3。在设计过程中，应把握的原则归纳起来就是要强化下部，弱化上部，尽量避免出现薄弱层。可采用的方法有以下几种。

（1）使尽可能多的剪力墙落地，必要时甚至可以在底部增设部分剪力墙（不伸上去）。这是增大底部刚度最有效的方法。除核心筒部分剪力墙在底部必须设置外，让两侧各有一片剪力墙落地，并且北部还有一大片L型剪力墙也落至基础。这些都大大增强了底部刚度。

（2）加大底部剪力墙厚度，减小上部剪力墙厚度，转换层以下剪力墙厚度区为400mm厚，上部厚度取为200mm。

（3）底部剪力墙尽量不开洞或开小洞，以免刚度削弱太多。

（4）提高底部柱、墙混凝土强度等级，采用C55混凝土。

2、结构平面布局

工程底部为框架－剪力墙结构，体形复杂，不规则；转换层上部为纯剪力墙结构，由于建筑布置的不对称，剪力墙的布置须经多次试算，最后结果是质量中心与刚度中心偏差不超过1m，结构偏心率较小。除核心筒外，其余剪力墙布置分散、均匀；且尽量沿周边布置，以增强抗扭效果，查阅计算结果，扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比为0.77，各层最大水平位移与层间位移比值不大于1.4，均满足平面布置及控制扭转的要求。可见工程平面布局规则合理，抗扭效果良好。

三、结构设计与计算

结构整体分析计算主要采用了SATWE，并采用了力学模型与之不同的软件TBSA6．0进行校核。该建筑物平面外形为长方形，有两个上下贯通的电梯间形成主要落地的剪力墙。因建筑功能需要，首层为大空间，层高6m，二层～四层为商业群楼，故将转换层设置在二层，表1为SATWE计算的各层的侧向刚度。

从结果看出地下负一层与首层的抗侧移刚度比为2．38，大于2倍，这与《高规》中“当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室结构楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍”相符合，故首层满足作为上部结构嵌固层的要求，构造上考虑首层覆土建造园景，首层楼板厚取250mm，配筋取12@100，底面双向直通。二层的墙量比较多，而且落地的剪力墙相对较少，这就很容易造成转换层上下侧向刚度相差较大，造成竖向不规则为了避免转换层上、下的侧向刚度比相差较大，故一方面把转换层以下的落地剪力墙做厚，另一方面在控制墙柱轴压比和结构位移的前提下尽量把转换层以上的框支剪力墙减薄，转换层上下侧向刚度比控制在规范要求的范围内。另外，为提高结构的整体性，增加了转换层及相邻楼层的楼板厚度，从而更有效地传递和分配水平作用。转换层楼板厚度为180rm，配筋10@100双层双向直通。

为了较好地控制转换层上下刚度比，尽量减少转换层刚度突变结构抗震带来的不利影响，利用商业群楼中的三个落地的电梯间，将梯间的外筒剪力墙厚度加厚到500mm，转换层以上两层加强部分的电梯间外筒剪力墙厚度为350mm。同时为提高整体结构的抗扭能力，对周边的剪力墙布置作了加强。这样一方面改善了转换层上下层刚度比，通过加强转换层以上的抗侧力构件，有效地补偿了抗剪面积的削弱；另一方面，将刚心与质心的距离尽量减少，以尽量减少扭转的不利影响。经多次对结构布置和构件尺寸的调整，将各楼层的弹性层间位移角控制在1／l000以内，结构薄弱层层间弹塑性位移角限值也控制在1／120以内。全楼各楼层的抗侧移刚度比均大于上层抗侧移刚度的70％，或其上相邻三层抗侧移刚度平均值的80％，避免了由抗侧移刚度突变而造成竖向不规则。从而避免了薄弱部位的形成。薄弱部位由于变形大，造成构件在地震作用时过早发生屈服减少延性和耗能能力。在结构设计中应尽量避免出现薄弱层。

四、门洞设置原则

框支剪力墙转换梁上一层墙体内尽量不设门洞，且不在中柱上方设门洞。

框支剪力墙转换梁上一层墙体内的门洞及中柱上方的门洞使框支梁的剪力大幅增加，很容易破坏。根据结构单元中间的框支剪力墙承受垂直荷载较大的特点，把该片剪力墙沿横向整个连起来，中间不开洞，同时为了节约工程造价，在满足轴压比的情况下，尽量减短沿纵向翼墙的宽度。结构单元两端的框支剪力墙承受垂直荷载较小，若把它做成一片整墙，对框支梁的受力有利，但会增加工程造价。于是采取了把框支梁上一层沿横向连起来做成～片整墙，以上层还是沿横向分开，做成三片剪力墙，每片墙形心尽量与对应的框支柱形心重合，减框支柱的偏心弯矩。

五、转换构件

框支梁截面尺寸一般由剪压比控制，宽度不小于其墙上厚度的2倍，且不小于400mm;高度不小于计算跨度的1/6。工程框支梁宽度为600～800mm。框支梁受力巨大且受力情况复杂，它不但是上下层荷载的传输枢纽，也是保证框支剪力墙抗震性能的关键部位，是一个复杂而重要的受力构件，因而在设计时应留有较多的安全储，一级抗震等级的框支梁纵筋配筋率不得小于0.5%。框支梁一般为偏心受拉构件，梁中有轴力存在，因此应配置足够数量的腰筋，腰筋采用Φ16，沿梁高间距不大于200mm，并且应可靠锚入支座内，支座上部纵筋至少应有50%沿梁全长贯通。框支梁受剪很大，而且对于这样的抗震重要部位，更应强调“强剪弱弯”原则，在箍筋在满足计算要求的情况下，箍筋应适当加强。

框支柱截面尺寸主要由轴压比控制并满足剪压比要求。为保证框支柱具有足够延性，对其轴压比应严格控制。该工程框支柱抗震等级为一级，轴压比不得大于0.6。一级框支柱在满足计算要求下，柱全部纵向钢筋配筋率不得小于1.1%。柱截面延性还与配箍率有密切关系，因而框支柱的配箍率也比一般框架柱大得多。箍筋不得小于Φ10@100，全长加密，且配箍率不得小于1.5%。在工程中，部分框支柱还兼作剪力墙端柱，所以还应满足约束边缘构件配箍特征值不小于0.2的要求。框支柱为非常重要的构件，为增大安全性，对柱端剪力及柱端弯矩均要乘以相应的增大系数，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%。

结语

总之，高层建筑结构设计中应重视结构的选型和结构的规则性。而框支剪力墙结构是抗震不利的结构体系。设计时不仅要求整体结构的平面布置合理、竖向布置合理还应该重点考虑转换层布置。当转换层位置较高时应加强底部框支层的侧向刚度，防止底部位移突变形成薄弱层。

参考文献

[1]徐培福．复杂高层建筑结构设计【M】．北京：中国建筑工业出版

2005．

[2]GB50009-2001，建筑结构荷载规范【S】．

[3]GB50010-2002，混凝土结构设计规范【S】．

剪力墙结构篇6

【关键词】高层建筑；剪力墙结构；设计原则；优化方案

随着我国社会经济的高速发展，我国高层建筑的数量也越来越多，如何有效地对住宅平面和空间进行设计将成为一个重要课题。在传统的建筑结构设计中，往往会出现柱楞凸出的问题，从而影响了整个建筑工程的美观。利用剪力墙的结构布局方式，可以避免造成柱子外凸的问题，但使用剪力墙也有一定的弊端，容易对其他的公共设施造成影响，特别是对底部的停车场影响较大。因此，如何充分利用剪力墙结构，消除剪力墙结构的弊端，合理布置并优化剪力墙的墙体结构，将是高层建筑剪力墙结构设计中的关键问题。

1高层建筑剪力墙结构设计的原则

与其他建筑结构形式相比，剪力墙结构具有明显的优势，具有良好的整体性，也具有结构刚度大的特点，如果荷载力处于一种水平的状态，剪力墙结构就不容易发生结构变形的问题。因此，剪力墙结构得到了建筑设计人员的重视与青睐，在高层建筑中也得到了越来越广泛的应用。但是在对剪力墙结构进行设计时，应当准确地对剪力墙结构进行计算，要从整体性的角度对剪力墙结构进行横纵向的分析，并且要合理利用调整计算与不调整计算等多种计算方式，结合建筑工程的实际需要进行配筋设计。另外，要注意控制剪力墙结构中的连梁跨高比，尽量将跨高比控制在2.5以上，要避免剪力墙结构中出现剪力问题，并确保弯矩在规定的范围之内。在对剪力墙结构进行优化设计之后，还应当确定剪力的使用状况值，并保证剪力设计值和连梁弯矩都高于使用状况值，同时也应当高于弯矩设计值，提高剪力墙结构的稳定性与安全性。为了有效地避免剪切变形问题，应当根据剪力墙构建数量不断优化设计方案，避免扭转变形的问题出现，也要控制好竖向构建刚度。

在进行剪力墙布置时，如果建筑层间位移不能满足剪力墙结构设计需要，设计人员通常会增加剪力墙的侧向刚度。与自身平面的楼板刚度相比，剪力墙平面外刚度非常小，因此，根据剪力墙结构设计的要求和剪力墙的实际受力状况，设计人员应当对洞口两侧部分进行合理调整，要控制好墙肢的压轴比界限，并要设计出剪力墙的加强部位，对边缘的构造设计进行优化处理，提高剪力墙边缘构造设计的水准。

2高层建筑中剪力墙的合理布置

（1）转换层的结构设计

随着社会的不断发展，人们对建筑结构的要求越来越多，只有充分满足人们对建筑使用功能的要求，才能适应高层建筑的发展需要。在对高层建筑的剪力墙结构进行设计时，应当分别对上下层的结构采取不同的机构设置方案，并要不断完善建筑结构的使用功能，使建筑结构剪力墙设计更具有动态性和变化性，适应高层建筑用户的实际需求。转换层结构布置是剪力墙结构设计中的重要内容，必须要引起高度的重视，对于结构复杂的高位转换底部空间进行合理的设计与优化。在转换高位的状态下，转换层会形成较大的升高质量和刚度，必须对其进行适当的调整与优化，尽量使转换层与上线的刚度保持一致。但是从另一方面来说，转换层的刚度与质量都不能过大，因此，除了需要检查层间位移角是否均匀之外，还应当检查转换层是否处于一种水平的状态下，并要对转换层内部的空间做出精确的分析与判断，及时了解转换层的均匀状况。应当选择质量与刚度都比较小的建筑材料，并且要在实际运算的过程中多选择组合数据中的振型数，及时发现转换层结构设计中存在的问题，加强对薄弱环节的调整与优化。最后，还应当仔细研究转换层中内力的分配特点，及时发现性能薄弱的部分并予以调整和改善，同时还要调整构件配筋的数量，改善薄弱部分的性能状况，提高高层建筑剪力墙结构设计的安全性。

（2）不断优化连梁设计

对于高层建筑中的连梁设计来说，可以分为抗震性设计与非抗震性设计两种，也可以分为高跨比大于2.5与小于2.5的两种连梁设计，不同类型的连梁设计方案对受剪承载力的要求不同，对截面的配筋数量也有着不同的要求，因此，一定要严格按照剪力墙结构设计的相关规范进行设计，并采用如下两种方式对连梁设计方案进行优化：第一，在对内力进行计算之前，应对连梁本身的刚度进行拆减处理；第二，在内力计算完成之后，还要在明确连梁弯矩组合的基础上，计算出连梁中的剪力数值，并要将上述数据乘以折减系数，这样才能得出更加准确的结果。应当根据实际的使用需求来选择计算方法，更有针对性地对剪力和弯矩设计值进行计算，使计算数据比调整后的数据更小，提高计算的准确性与可靠性；第三，在对弯矩进行设计时，也要明确弯矩的预防烈度，使弯矩设计低于一度预防烈度的组合值，在确保弯矩正常使用的条件下，应当避免小型地震对建筑结构的影响，防止裂缝问题的出现，增强高层建筑剪力墙结构的安全性。

（3）优化上下部结构的设计

在对高层建筑剪力墙结构进行设计时，如果要准确传递两种不同结构形式的力，就需要充分考虑到刚度突变这一因素，通过优化上下部结构的方式解决刚度突变的问题。第一，应当适当减少结构上部刚度，在设计时尽量减少剪力墙结构的数量，在上部结构符合压轴比之后还应当将墙肢缩短；第二，下部的刚度结构要适当加大，设置合理的落地剪力墙，并使这种剪力墙结构均匀地布置在较大的空间层之内，而不宜采用集中布置的方法；第三，应当合理选择上下部刚度。因为如果刚度过大，就容易使剪力墙受到地震的影响。因此，要不断增强竖向刚度要求，但是这种方法会耗费大量的建筑材料，也就增加了建设成本；第三，在上下部结构设计时容易出现沉降问题，这也是剪力墙结构设计中的难点问题，原因在于转换层中的刚度过小。对于这一问题，应当从截面尺寸选择方面来加以控制，更加合理地设计截面尺寸，并要严格按照设计要求来控制刚度。

（4）合理控制设计成本

在设计高程建筑剪力墙结构时，应当仔细、认真地对每一个环节进行检查和审核，并要将剪力墙结构设计工作做细，优化剪力墙结构设计方案，避免出现建筑质量问题，确保建筑工程的安全性。在具体的结构设计过程中，应当严格按照规范检查各部件的长度与规格，使各种部件都能够符合建筑设计规范，尽量消除设计中存在的误差。为了提高高层建筑的抗震效果，应当合理配置抗震墙的延伸能力与耗能能力。此外，还应当重视剪力墙边缘的设计，并要控制好每一个环节的消耗，在确保质量达标的前提下，将成本消耗降至最低，从而提高企业的经济效益。应当准确计算钢筋的使用数量，并选用高强度的钢筋，尽量减少钢筋的使用量，对于其他消耗成本也应当进行准确的计算，并确保计算结果的准确性，防止因为计算失误导致的成本增加。

3 结语

在对高层建筑剪力墙结构进行设计时，不仅应考虑到建筑结构的美观与简洁，还应当增强剪力墙结构的抗侧刚度，并控制好建设成本，提高建筑工程的经济效益。另外，节能环保也是高层建筑剪力墙结构设计中的重要理念，应当避免高层建筑对周围环境的影响，并要降低对建筑材料的消耗，积极贯彻落实可持续发展的理念，促进我国建筑事业的可持续发展。

参考文献：

[1]魏敏.高层建筑剪力墙结构的优化设计[J].江西建材，2014（ 05）.

剪力墙结构篇7

关键词：剪力墙结构，结构设计；优化措施

中图分类号： TU398+.2文献标识码：A 文章编号：

Abstract: the article the author mainly around the shear wall structure design of related problems are analyzed, and the key of shear wall coupling beam of design, the shear wall structure design and calculation of the optimization measures put forward some Suggestions and opinions.

Key words: the shear wall structure, structure design; Optimization measures

引言

剪力墙结构由于其抗侧刚度大、侧移小和抗震性能好等特点，被广泛用于现代建筑结构设计中，尤其是高层建筑的结构设计。但在设计中，对剪力墙位置的具体布置、截面形状和尺寸等是否合理，相关的规范没有明确的规定，通常是由结构工程师根据经验来设计的。因此，在结构设计过程中可能会存在设计偏于保守等现象或设计不合理等情况，造成一定的浪费或结构安全性不够等。为此，本文作者结合自己的从事相关工程的经验，对剪力墙结构设计中的相关问题进行了简单的探讨。

一、剪力墙墙肢的分类、结构布置及墙肢厚度的选取问题

1.1 墙肢的分类

剪力墙根据墙肢的高厚比分为一般剪力墙和短肢剪力墙。一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙，短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5―8的剪力墙。剪力墙根据墙面开洞大小的情况，还可分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。当剪力墙的墙肢截面高度hw与厚度bw之比小于5时均称为小墙肢。其中，当hw/bw不大于3时，宜按框架柱进行截面设计，轴压比、剪压比和箍筋体积率按相应抗震等级框架柱。

1.2 剪力墙的结构布置

多高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置形成空间结构，特别是在抗震设防区，应避免单向布置剪力墙，并宜使两个方向刚度接近。剪力墙平面上分布要力求均匀，使其刚度中心和建筑物中心尽量接近，以减小扭转效应，必要时通过改变墙肢长度和连梁高度调整刚心位置。剪力墙抗侧刚度大 结构自振周期短，所受水平地震作用较大，对结构不利，可充分利用剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大的能力，尽量减薄纵横墙体的厚度，或采用“主次结构”，加大墙体的间距，减少墙体数量，以降低结构的抗侧移刚度，减轻结构重量，减少墙体的水平地震剪力和弯矩。剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大，而平面外刚度及承载力都相对很小。当剪力墙与平面外方向的梁连接时，会造成墙肢平面外弯矩；当梁高大于2倍墙厚时，梁端弯矩对墙平面外的安全不利，因此应采取措施，以保证剪力墙平面外的安全，对截面较小的楼面梁可设计为铰接或半刚接，减少墙肢平面外变矩。

1.3 墙肢厚度的选取

高层建筑混凝土结构技术规程，规定了剪力墙的最小厚度，其主要目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。对于住宅建筑，填充墙厚一般为200mm，相应剪力墙厚也取为200mm。住宅层高一般为2.8―3.0m，故墙厚取200mm，除底层加强区的一字形短肢剪力墙外，均能满足规范要求。对于无地下室的高层住宅，因其基础埋深一般在2.5m以上，则底层墙体高度会到5.0m以上，若按层高的1/6确定墙厚，将超过300mm，大于填充墙厚度。为避免出现此种情况，在布置剪力墙时，应结合建筑平面，尽量不用一字形剪力墙，而采用L、T、Z、十字形等截面形式，且使翼缘长度大于其厚度的3倍，这样一方面墙体抗震性能更好，另一方面墙厚也可取为剪力墙无支长度的1/16,。由于住宅建筑中剪力墙肢长一般小于3.0m，故厚度采用200mm满足构造要求。

二、对剪力墙中连梁设计

2.1 连梁的作用

在剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。在水平荷载作用下，墙肢发生弯曲变形，使连梁端部产生转角，从而使连梁产生内力，同时连梁端部的内力又反过来减小与之相连的墙肢的内力和变形，对墙肢起到一定的约束作用，改善墙肢的受力状态。因此，连梁对于剪力墙结构尤为重要，在起到连接墙肢作用的同时，还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。

2.2 对连梁设计的处理方法

在带连梁的剪力墙设计中，连梁的跨高比和截面尺寸受到许多因素的影响， 设计不当经常出现连梁承载力超限或连梁截面不符合设计要求的情况，设计时可从以下方面考虑。

（1）对连梁的刚度进行折减

连梁由于跨高比较小，与之相连的墙肢刚度大等原因，在水平力作用下的内力往往很大，连梁屈服时表现为梁端出现裂缝、刚度减小、内力重分布。因此，在开始进行结构整体计算时，就需对连梁刚度进行折减，《高规》中解释说高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析，但抗震设计的剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小，而承受的弯矩和剪力很大，配筋设计困难。因此 可考虑在不影响其承受竖向荷载能力的前提下，允许其适当开裂（刚度降低），而把内力转移到墙体上。通常，设防裂度低时可少折减一些（6、7度时可取0.7），设防裂度高时可多折减一些（8.9度时可取0.5）。但折减系数不宜小于0.5，以保证连梁承受竖向荷载的能力。

（2）增加剪力墙洞口的宽度，减小连梁高度

增加剪力墙洞口的宽度，即增加连梁跨度，减小连梁高度。其目的是减小连梁刚度，同时由于减小了结构的整体刚度，也就减小了地震作用的影响，使连梁的承载力有可能不超限。

（3）增加剪力墙的厚度

增加剪力墙的厚度，即增加连梁的截面宽度，其结果一方面由于结构整体刚度加大，地震作用产生的内力增加；另一方面连梁的抗剪承载力与连梁宽度的增加成正比，由于剪力墙的厚度增加后，地震作用所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给剪力墙，而是小于这个比例，因此有可能使连梁抗剪承载力不超限。

（4）提高混凝土等级

提高剪力墙的混凝土等级，其弹性模量增加的比例远小于混凝土抗剪承载力提高的比例，因此也有可能使连梁的抗剪承载力不超限。

三、剪力墙结构设计和计算的优化的措施

3.1 剪力墙结构设计方面的优化

（1）在剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置，形成空间结构，抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向布置剪力墙，并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近，以使其具有较好的空间工作性能。剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使其结构具有适宜的侧向刚度。

（2）剪力墙墙肢截面宜简单、规则。剪力墙的竖向刚度应均匀，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置，形成明确的墙肢和连梁。应力分布比较规则，又与当前普遍应用的计算简图较为符合，设计结果安全可靠。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置，当剪力墙的洞口布置出现错洞，叠合错洞时，墙内配筋应构成框架形式。

（3）较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2，以避免剪力墙产生脆性的剪切破坏。抗震设计时，应尽量避免在洞口与墙边或在两个洞口之间形成墙肢截面高度与厚度之比小于4的小墙肢。当小墙肢截面的高度小于墙厚的4倍时，应按框架柱设计箍筋按框架柱加密区要求全高加密。

（4）剪力墙的特点是平面内刚度及承重力大，而平面外刚度及承载力都相对很小，应控制剪力墙平面外的弯矩，保证剪力墙平面外的稳定性。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应采取足够的措施减少梁端部弯矩对墙的不利影响。

3.2 剪力墙结构计算方面的优化

在设计剪力墙结构时，应根据规范要求综合考察结构是否合理，如剪力墙结构的刚度不宜过大，在满足楼层最大层间位移与层高之比满足规范的基础上，以规范规定的楼层最小剪力系数为目标，使计算结果无限接近规范值。控制好结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的自振周期T1 之比；A 级高度高层建筑不应大于0.9，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，剪力墙连梁是否超限；剪力墙底部加强区的轴压比是否满足规范要求。

（1）楼层最小剪力系数的调整原则。在满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不超过 40%的前提下，尽可能减少剪力墙的布置，以大开间剪力墙布置方案为目标，使结构具有适宜的侧向刚度使楼层最小剪力系数接近（不小于）规范限值，这样能够减轻结构自重，有效减小地震作用的输入 同时降低工程造价。

（2）楼层最大层间最大位移与层高之比的调整原则。规范规定在计算多地震作用的楼层最大层间位移时，以楼间弯曲变形为主，计入扭转变形，可不扣除结构整体弯曲变形，因此，对于高层建筑应尽可能扭转变形最小，但又不能仅根据这些层间位移不够不加分析地增加竖向构件的刚度。

在实际工程设计中，有些设计人员一看到某一方向层间位移不能满足规范要求，就不断地增加该项的侧向刚度，此举虽然可以解决问题，但应该注意此时结构的剪重比，若与规范限制接近则可行，若剪重比已经较大，则不应一味地增加 也要学会减小对应一侧的结构刚度，使其剪重比减小，地震作用减小，同样可以达到较好的效果。

参考文献

[1]杨斌，张红英.关于剪力墙结构设计中若干问题的研究[J]．工程地球物理学报，2007，24（06）：596～600.

剪力墙结构篇8

1.1剪力墙结构的基本定义

剪力墙结构是在建筑中采用钢筋混凝土来代替传统的框架中的梁柱，从而由钢筋混凝土来承载内里，并且达到结构水平力平衡的目的，在这其中所采用的钢筋混凝土板承受竖向和水平力的结构剪力墙被称为剪力墙结构。现如今，这种结构的使用已经非常普及，并且在建筑工程中承担着重要的作用，也是必不可少的重要结构体系。

1.2剪力墙结构的特点

剪力墙又被人们称之为挡风墙、抗震墙、结构墙等，由此，我们可以看出，剪力墙有着多种结构的特点。在建筑结构中，剪力墙的作用主要用于承载建筑的负荷力，是一种以支撑为核心的建筑结构。通常来说，剪力墙的结构一方面能够起到承载建筑负荷力的作用，同时也担当了建筑“骨架”的作用，是在墙体和楼板之间构建出的负荷体系结构。一旦剪力墙结构被使用，那么将无法进行拆除或者破坏，这也是剪力墙结构的弱点。在很多建筑施工中，剪力墙结构由于其造价高、施工难度大等特点，往往不被建筑单位所采用，因此，剪力墙结构技术还有待进一步的改善提高。

1.3剪力墙结构设计需要注意的几点内容

剪力墙结构的设计要明确其使用的目的，大多数的建筑需要采用剪力墙结构来为建筑提供可靠的支撑，从而能够更好的加强建筑的坚固性，尤其是在抗震效果上，剪力墙结构能够发挥更好的作用，增加建筑物的牢固程度。另外，剪力墙结构的应用也主要表现在减少了人为的对墙体的破坏，从而提高建筑的使用寿命，加强建筑结构的整体性。在进行建筑施工剪力墙结构设计的过程中，我们需要遵循以下几点原则，从而更好的发挥剪力墙结构的作用。（1）剪力墙高度和宽度比控制要合理，由于剪力墙结构的高度和宽度往往较大，而厚度却很小，这就形成了显著的几何特征，使得受力形态显著的趋于柱子结构。但是，由于它与柱子结构的最大区别在于肢长和厚度之间存在着明显的差异，当比值过小的时候往往可以按照柱体结构要求来设计。其次，在设计的时候墙体结构是一个平面构件，它沿着平面作用在承担相应的水平应力、弯矩力之外，更是要承担一定的竖向压力，为此在设计中必须要满足弹性、非弹性以及延性要求。（2）我们在设计墙的时候，计算时要考虑到墙在重力和横向延展力的结构下来进行分析计算的。我们在针对剪力墙承载能力的计算中，计算带翼墙的宽度按照门窗与洞口之间的翼缘宽度以及剪力墙之间的距离的最小值来取值，通常都是墙肢总高度的十分之一。

2、剪力墙结构的优劣势

剪力墙结构的刚度很大、用钢量少、整体性能好的优势在目前的高层建筑工程中得到了广泛的发挥，但是由于室内不均匀布置、分隔墙在住宅建筑结构中的应用不断增多，若是将承重墙和分隔墙以现浇混凝土结构来设计，那么也是较为实惠和经济的，而且对于室内整体性布置也极为有效。

3、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

3.1剪力墙合理定位

剪力墙的平面布置应本着尽可能均匀、对称的原则，尽量使墙面结构的刚度中心和质量中心完全重合，从而减少扭矩。而内外剪力墙应尽量拉通、对直。剪力墙肢截面宜简单、规则。

3.2剪力墙中大墙肢处理

剪力墙在施工的过程中由于结构本身存在着延伸性要求，因此，结构施工与设计中也需要具备相应的延展特性，这对于提高剪力墙结构整体性和工作力度至关重要。通常情况下，剪力墙在设计中极容易形成高状结构的剪力墙，且极容易呈现出弯曲破坏形式和剪力墙结构体系模式，这样一来，极容易出现脆性破坏现象。因此，在设计工作中，对于墙体长度较长的剪力墙设计在满足其承载力要求的基础上可以进行分层间隔设计，将其分割成为小而均匀的独立情断，这对于提高墙体结构的承载力十分有效。除此以外，在墙段长度较小时其受弯产生的裂缝宽度较小，可以充分发挥墙体配筋的支撑作用。为避免这种不利现象的发生，对于超过8m的墙肢长度，可以采取以下两种处理方法：①开施工洞：歼施工洞即在施工时墙上留洞，完工时砌填填充墙，把长墙肢分成短墙肢。②开计算洞：是指在进行结构计算时设有洞，开始施工时仍为混凝土墙。但通过这样的计算方式，可以加强其它小墙肢的配筋能力。

3.3剪力墙结构的墙体配筋

控制剪力墙配筋有利于结构安全及工程的经济性，因为对于剪力墙结构而言，剪力墙面广量大。剪力墙墙体配筋通常是把竖向钢筋放在内侧，而把水平钢筋放在外侧，配筋必须满足计算及规范提议的最小配筋率。若采用了双向钢筋网片，迎水面保护层厚度至少可取值为30mm，大大节省了墙体配筋。

4、结束语

剪力墙结构篇9

关键词：剪力墙结构；建筑；结构设计；应用；方法策略

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

剪力墙结构由于其抗侧刚度大、侧移小和抗震性能好等特点，被广泛用于现代建筑结构设计中，尤其是高层建筑的结构设计。但在其结构设计的过程中可能会存在设计偏于保守等现象或设计不合理等情况，造成一定的浪费或结构安全性不够等。因此在当前情况下有效做好剪力墙结构的设计，对于建筑结构的整体稳定性而言，存在着其现实的研究意义。

1 剪力墙设计中的基本原则

（一）剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小，几何特征像板，受力形态接近于柱，而与柱的区别主要是其肢长与厚度的比值，当比值≤3时可按柱设计，当比值在3到5之间时可视为为异形柱，按双向受压构件设计。

（二）剪力墙结构中，墙是一平面构件，它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力；在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作，其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外，还必须满足非弹性变形反复循环下的延性。能量耗散和控制结构裂而不倒的要求，墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏，因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。

（三）剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大，而平面外刚度及承载力都相对很小。当剪力墙与平面外方向的梁连接时，会造成墙肢平面外弯矩，而一般情况下并不验算墙的平面外刚度及承载力。因此应尽量避免平面外搭接，实在避免不了时应按规范采取相应措施，以保证剪力墙平面外安全。

（四）墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析，求得内力后按偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中，对带翼墙的计算宽度按以下情况取小值：剪力墙之间的间距；门窗洞口之间的翼缘宽度；墙肢总高度的1/10；剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。

2 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

（一）剪力墙合理定位

剪力墙最好沿主轴方向或其他方向进行双向布置；对于抗震设计的剪力墙结构应特别避免仅单向有墙的结构布置形式。从基本来讲其应当从以下三个方面进行优化。首先对于一般的矩形、L形、T形等平面，则沿着两条轴线的方向进行布置。其次对于部分j角形平面、Y形平面，可以沿其三个轴线方向布置。再者对于正多边形，圆形及弧形平面，可以沿径向及环向布置。总之剪力墙的平面布置应本着尽可能均匀、对称的原则，尽量使墙面结构的刚度中心和质量中心完全重合，从而减少扭矩。而内外剪力墙应尽量拉通、对直。剪力墙肢截面宜简单、规则。剪力墙的抗侧力刚度不宜过大。为充分发挥剪力墙的抗侧力刚度和承载能力，增大剪力墙可利用空间，剪力墙的间距不宜太密，使结构具有适宜的侧向刚度。判断结构侧向刚度与剪力墙数量的适应程度，可以选用经验公式T=（0.05—0.06）n，其中n为结构层数。公式计算出来的T1值与搭模计算的周期T2相比较.TI>T2则表示剪力墙偏多，可适当减少剪力墙数或开些适合的大洞来减小墙的刚度，反之则需要增加剪力墙数量。

（二）剪力墙中大墙肢处理

剪力墙的结构必须具备延展性，对于呈细高状的剪力墙（高宽比大于2）很容易被设计成弯曲破坏的延性剪力墙，这样一来可以避免受到脆性的剪切破坏。在墙长度较长的情况下，为满足每墙段的高宽比均大于2，可以通过开洞的方式分割长墙为小而均匀的独立墙段。除此以外，在墙段长度较小时其受弯产生的裂缝宽度较小，可以充分发挥墙体配筋的支撑作用。而对于剪力墙结构中，存在较少的长度大于8m的大墙肢，在理论计算中楼层的剪力大部分由这些大墙肢来承受。在发生地震特别是超烈度等强烈震动时，最容易受到破坏的便是这些大墙肢。小墙肢因没有足够的配筋，使整个墙面结构会受到全面破坏结构。为避免这种不利现象的发生，对于超过8m的墙肢长度，可以采取以下两种处理方法：一个是开施工洞：开施工洞即在施工时墙上留洞，完工时砌填填充墙，把长墙肢分成短墙肢。二开计算洞：是指在进行结构计算时设有洞，开始施工时仍为混凝土墙。但通过这样的计算方式，可以加强其它小墙肢的配筋能力。这种方式主要适用于地下室外墙等不易实施开洞的项目。

（三）约束边缘构件箍筋的设置

约束边缘构件分为“阴影部分”和“非阴影部分”，在“阴影部分”规范中，对竖向钢筋和箍筋或拉筋的配置都有较明确的要求，设计中易于理解和执行。但对于“非阴影部分”仅规定其箍筋配箍特征值为“阴影部分”配箍特征值的一半，但箍筋或托筋沿竖向的间距及竖向钢筋应如何配置并未做出具体规定，因此，目前在工程设计中做法比较混乱。而竖向钢筋可在箍筋交叉点处按剪力墙竖向分布筋直径设置。同时还应注意，为了充分发挥约束边缘构件的作用，在剪力墙边缘构件范围内箍筋的长短边之比不宜大于3，相邻两个箍筋之间宜相互搭接l，3箍筋长边的长度。

（四）剪力墙墙身钢筋的分布及构造要求

在我国《高层建筑混凝土结构技术规程》中明确规定了，在一、二、三级抗震等级的剪力墙中，竖向和水平分布筋的最小配筋率均不应

（五）剪力墙连梁超筋的处理

剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象。连梁的超筋，实质是剪力不满足剪压比要求。连梁易超筋的部位，一般剪力墙结构中，在总高度的1／3左右的楼层；平面中当墙段较长时，多在其中部的连梁；某墙段中墙肢截面高度大小悬殊不均匀时，在墙肢处连梁易超筋。剪力墙连梁对剪切变形十分敏感，当剪力墙连梁不满足连梁的尺寸要求时，《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.25条给出了如下处理方法：（1）减小连梁的截面高度。（2）抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅。（3）当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可考虑在大震作用下该连梁不参与工作，按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析，墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋计算。

在第一、第二种措施不能解决问题时，可采用第三种措施来处理，即假定连梁在大震下破坏，不再约束墙肢。另外，可在易超筋的部位，连梁按铰接处理进行整体计算，但应注意结构层间位移比尚需满足规范要求。

3 结束语

通过研究可以发现，在剪力墙结构的设计中，如何有效地对其各个环节部位做到精细化，减少在工程施工中的误差，发挥其体系刚度与外观简洁等优点，克服其结构自身所存在的缺点，与设计具有着密不可分的关系，因此在当前完善涉及规范，促进剪力墙结构向着更为严谨的体系范围延伸，成为建筑企业必要的发展优化问题。

参考文献：

剪力墙结构篇10

关键词 ：高层;建筑结构;特点;要点

1 高层建筑结构设计特点

1.1 水平力是设计主要因素

在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

1.2 轴向变形不容忽视

在高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;同时也会对预制构件的下料长度产生影响。

1.3 侧移成为控制指标

高层与较低楼房不同的是，随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

1.4 结构延性是重要设计指标

高楼结构相比低层更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

2 高层建筑结构设计要点

2.1 地基与基础设计

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素。因此，在高层建筑的地基基础设计中，应综合考虑建筑场地的地质状况及水位、上部结构类型、使用功能、施工条件以及相邻建筑的相互影响等因素，以保证建筑物不致发生过量沉降或倾斜，并能满足正常使用要求。还应注意了解相邻地下构筑物及各类地下设施的位置和标高，以保证基础的安全性和确保施工中不发生问题。同时，由于我国幅员辽阔，地质条件相当复杂，因此，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。

2.2 高层建筑结构平面及立面形式的选择

在高层建筑结构设计中，应尽量使建筑的几何形心、刚度中心、结构重心尽可能汇于一点。如若在结构设计中没有做到三心合一，由此就会产生扭转问题。扭转问题就是结构在水平荷载作用下发生的扭转振动效应。扭转振动效应在风载等水平荷载载荷情况下会对结构产生危害，为避免其危害应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一，所以平面和立面形式的选择很关键。高层建筑的平面宜采用简单、规则、对称的形状，避免过于复杂的平面形式，高层建筑物平面布置不对称、过多的外凸、内凹等复杂形式都容易造成震害。在高层结构的抗震设计中，结构体系的选择、布置、构造措施比软件的计算结果是否精确更能影响结构的安全。在不对称结构中，结构在凹凸拐角等处容易造成应力集中而遭到破坏，所以应尽量避免。而在完全对称的结构中，也应注意凸出部分的尺寸比例。如凸出部分较长，要在结构设计中采取相应的补救措施。结构的竖向布置要尽力做到刚度均匀且连续，避免结构的刚度突变和出现软弱层。

2.3 提高结构重要部位的延性

要使高层建筑在遭遇强烈地震时具有很强的抗倒塌能力，最理想的办法是使结构中所有的构件都具有很高的延性。比较经济的办法是有选择有重点的提高结构中重要构件或某些构件中关键部位的延性。在结构竖向，对于刚度沿高度均匀分布的、体形较简单的高层建筑，应着重提高底层构件的延性;对于大底盘高层建筑，应着重提高主楼与裙房顶面相衔接的楼层中构件的延性;对于不规则立面的高层建筑，应着重加强体形突变处楼层构件的延性。在结构平面位置上，应该着重提高房屋周边转角处、平面突变处以及复杂平面各翼相接处构件的延性。

2.4 注重抗震设计

在强震作用下，结构的内力是按照各构件的实际承载力进行分配的，而构件实际承载力的大小和构件截面的实际配筋有关。要使结构能进入弹塑性状态，并能通过结构的塑性变形吸收地震能量、抗御更高烈度的地震，就必须做到“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件”，才能使结构在进入弹塑性状态后形成合理的延性较大的屈服机制。值得注意的一个问题是在实际设计时，对某些构件的配筋进行放大调整，形成了强梁弱柱、强杆件弱节点的不利情况，这样做的结果可以保证构件小震不坏，但是因为形不成延性结构就不能保证大震不倒。强震时结构的耗能能力和抗震性能都会变得很差，处于不安全状态。因此在设计工作中，必须注意构件截面纵向钢筋的超配现象，同时也要注意材料的超强问题。同时，高层钢筋混凝土结构的结构体系以刚度大一些为好。因此，在需要抗震设防的高层建筑中，尽可能不采用纯框架体系，可以采用框架一剪力墙、剪力墙或筒体结构体系，要根据我国的具体条件进一步总结对高层建筑的刚度要求，以便能够更经济合理地布置剪力墙及筒体等抗侧力构件。

2.5 高层的连梁设计

根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》的规定，在内力和位移计算时，其构件可采用弹性刚度，在框架―剪力墙结构中，连梁刚度可予以折减。因此，处理连梁超筋或截面控制超过剪压比的首要方法是选好刚度折减系数。当连梁刚度折减后，部分楼层的连梁仍然不满足要求时，可采用内调幅，调幅不宜超过20%。但应满足抗震设计强剪弱弯的要求，在满足剪压比限值的条件下，配置足够的箍筋。当连梁超筋较多时，可采取下列措施：当结构刚度较大、位移较小时，可适当减小连梁的高度，使连梁的弯矩及剪力迅速减小。高层建筑结构受力情况和低层建筑有着截然不同的性质，在进行结构设计时侧重点和低层建筑也不尽相同，需要特别注意结构扭转、振动周期、轴压比等若干问题。

2.6 剪力墙结构设计

剪力墙结构房屋是将房屋的内、外墙都做成实体的钢筋混凝土结构，它既承担垂直荷载、也抵抗水平力。因剪力墙是一整处高大的墙体、侧面又有刚性楼盖的支撑，故在其自身平面内有很大的侧向刚度，属于刚性结构。剪力墙结构的侧向刚度大，在水平荷载作用下的侧移量少，故能适用于较高（15至35层）的高层房屋。剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的，主要是剪力墙间距不能太大、平面布置不灵活、不能满足公共建筑的使用要求、结构自重较大。此外，由于剪力墙结构刚度大、吸引的地震力也大。若在配饰和构造上处理不当，在强烈地震下，可能出现整体倾复或在受力大的部位产生严重破坏。

参考文献：

[1] 李国胜.多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例[M].北京：中国建筑工业出版社.2004.