在建筑结构设计中剪力墙结构的应用分析.doc

1、在建筑结构设计中剪力墙结构的应用分析【摘 要】本文对剪力墙形式的结构在建筑设计中的运用进行了比较系统的阐述，为建筑设计中剪力墙的科学运用予以了技术上的保障。 【关键词】剪力墙；结构设计；应用分析 高层建筑是在生产进步以及人们物质需求发展基础上应运而生的，它是现代化发展到某种程度所必然对应的趋势，它反应了特定国家的建筑水平以及综合实力。随着经济社会发展的需要，加上城镇人口密度的不断增长，高层建筑渐渐地变成了城市建筑的发展趋势，同时也是现代化程度高的标志。要想适应高层建筑的抗震性需求，对剪力墙形式的分析有着很好的理论意义和实践意义。对相同的建筑来说，不同的结构墙之间的经济指标相差不小，在很大程度上

2、是因为混凝土含量与用钢量之间相差比较大。 一、高层建筑剪力墙结构的基本概念 剪力墙的尺寸都不小，但是它的厚度并不大，所以就致使了剪力墙的内外特征。它的外部特征很像板块，然而它的内部特征却很像柱子，尽管其在比值上与柱子之间存在着一定的差异。在剪力墙形式当中，墙表现为一个平面，它承担着来自纵向的压力以及来自横向水平剪力的两重压力。在适应刚度强度需求的同时，它还应该适应非弹性变形重复循环下的产能耗费以及控制结构拆分却不倒的需求。所以，在剪力墙的规划中应该将它规划为延性弯曲型。 二、在建筑结构设计中剪力墙结构的的应用分析 （一）墙肢的种类和结构的设置 1、墙肢的分类 包括一般剪力墙与短肢剪力墙两种类型

3、。前者是墙肢高度同厚度之间的比例超过八的，而后者是墙肢高度同厚度之间的比例介于五和八之间的。依据墙面开洞大小，剪力墙还有不一样的分类。当剪力墙的墙肢高度及其厚度之间的比例没有超过五的时候都称为小墙肢，当其比例没有超过三的时候，需要参照框架柱来对截面予以规划。 2、剪力墙的具体结构的设置 高层建筑是需要有着不错的空间作业能力的，剪力墙的设计应该是双向的，以此促成立体布置，尤其是防震区更应该杜绝单向剪力墙布置，最好保证不同方向的刚度大小比较接近，剪力墙分布要尽可能地作到均匀对称，以促成其刚度中心与建筑物中心之间尽量类似，从而缩小扭转效果。特殊的时候可以改变肢的长度以及梁的高度来寻求刚心位置的改变。

4、该墙抗侧刚度不小，自振周期不长，遭受的横向地震破坏不小，对结构会带来消极的影响，需要科学地利用剪力墙的抗侧刚度以及承载力均不小的特点，尽量地减少竖向墙体厚度，或者使用特有结构来增大墙体间距，减少墙体个数从而降低结构的抗移动刚度，使得规划的物理质量减少，也就使得墙体横向地震力减轻。当墙高超过两倍墙厚的时候，墙端弯矩会对平面外的安全造成影响，因此应该采用适当的方法，从而保证安全，若楼面截面不大，就应该将其设计成铰接或者是半刚接式形式，这样可以合理地缩小墙肢面外变矩。 （二）剪力墙结构的厚度和配筋问题 剪力墙尺寸比较大但是厚度却不够大，受力形态类似于柱，与柱的差异主要在与其长与厚度的比，当比不超过四

5、的时候可以按柱来进行设计，当墙的长与宽之比接近于四时可以看作异形柱，按双向受压构件设计。 1、剪力墙结构的厚度 根据抗震规范的需要剪力墙底下的部位墙厚微型防震级别的时候不可以低于两百毫米，并且大于或等于层高的十六分之一，另外的部位大于或者等于一百六十毫米，当墙端头无翼墙时应该大于层高的十二分之一，这样的规定对于八度震区的剪力墙设计显得不是非常有效。所以像这样的特殊情况下的高层建筑应该采用定义设计来予以探究，规定墙肢轴压比，对墙面条件、强度以及平稳性予以检验计算，同时在结构上合理地强化暗柱，以求保证宏观的连结也就是缩小墙的厚度。 2、墙体的配筋率 在相关条文所要求的在低等级防震剪力墙当中，横向与

6、纵向分布筋的最低配筋率都不可以低于百分之零点二；有些框支剪力墙底加强部位的配筋率不应该小于百分之零点三，这在高层或者较长的剪力墙设计当中是有效果的，然而这样的设计对低矮短小的剪力墙来说是不合适的，具体的设计中若建筑物足够长时，就应该适当地增加水平方向布筋的配筋的数量，尤其是梁部位那些敏感的地方更要增加。 （三）连梁设计 1、连梁的作用 在实际剪力墙规划当中，连接墙肢之间的梁被叫作连梁。在横向力的驱使之下，墙肢得以变得弯曲，于是连梁的端的位置就会形成转角，也就致使连梁内力作用的出现。这样就会对墙肢有着一定的约束以及限制，也就能够调整墙肢的受力状况，所以连梁对剪力墙的设计形式是很为关键的。 2、连

7、梁设计的解决措施 在带连梁设计的剪力墙结构当中，其梁高以及截面大小受到不少要素的制约，万一出现设计不合理的情况就会影响到连梁的承载力或者造成截面与设计的实际需求不相符的状况，所以在设计的时候需要注意以下几个方面： （1）对连梁刚度予以折减。因为连梁的跨高不是很大，再加上与之连接的墙肢刚度不小，在横向力作用下的内力一般会比较大，连梁屈服的时候体现为梁端出现裂痕，刚度缩小内力重新得以配置。所以，在首先进行设计宏观计算的时候，就应该对连梁刚度予以折减。一般地，设防裂度不高的时候可以少折减一部分，设防裂度不低的时候能够多折减一些，不过折减系数不可以低于零点五，为的是确保连梁能够承受纵向荷载力。 （2）

8、以增加剪力墙实际的厚度，这便是增加连梁面积的明细尺寸，有了上述的增加之后，在可以增加宏观设计的强度，也就使得地震所产生的内力增加的同时，另一方面连梁实际承载力与其尺寸是有着正比的关系，万一剪力墙的厚度加深了，地震的时候所形成的内力不能够按照墙的厚度增加的比渐渐的分给剪力墙，是不会大于这个比例的，因此这样就会带来连梁的实际承载力超过限制的状况。因此细致的实际需求就必须依照细致的情况和设计的需要进行相应的处理，以便作到更好的确保剪力墙作用的发挥，确保建筑的质量与施工的安全。 三、加强建筑结构设计中剪力墙结构的应用措施 （一）剪力墙结构体系特点 作为建筑设计中必不可少的构件，剪力墙有着它自身所固有的

9、特点。在建筑的设计中，渐渐地发现了剪力墙的长短，它具有实际承载力和平面内刚度大的长处，然而剪切变形相对来说会比较大，而且平面外不够强硬，再加上开动之后剪力墙结构形式多变，受力极其复杂，所有的这些都制约了建筑形式中剪力墙作用的出色发挥。剪力墙在承受各个方向的荷载能力都相当突出。历次地震受害数据为剪力墙设计刚度的对比提供了有价值的资料。资料表明，刚度大的剪力墙设计在一般情况下震害轻微，然而这个度不是无限定的，不能够忘乎所以的无限扩张。在剪力墙形式当中，它有着不少的优点，然而工程造价相对来说比较贵。因此在优化过程当中应该很好地利用它的抗侧能力强之类的长处，同时使得它的工程费用要尽可能的少，这样才能使

10、得剪力墙的作用发挥的淋漓精致。 （二）加强剪力墙结构应用的有效措施 在对剪力墙形式进行优化设计的过程当中，为的是实现受力状态的平衡，就应该采用合理的手段。剪力墙形式的安全可依赖度很不错，所有的结构都能在同一时间发挥出最大的效用，这样就可以实现有效性目的。因此在对剪力墙进行优化设计过程当中第一步需要顾及到工程造价以及可靠性，把这两项因素结合起来有效地调整剪力墙的结构就可以优化结构设计中的剪力墙形式了。 四、结论 我们在对剪力墙形式进行合理分析当中，需要重视它的基本理念的设计。结构合理设计是一种建立在计算机的自动操作基础之上的过程，能够在满足规范约束的前提下得出合理的设计形式，从而减少使用成本，提高系统性，缩短工期，是规划者所要达到的最终目的。 参考文献： 1齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计J.黑龙江科技信息，2011（17）. 2吕瑞孝，姜剑虹.高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点J.科技信息，2011（19）. 3秦艳，焦维.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用J.科技致富向导，2011（27）. 4孙雪兰.浅谈高层剪力墙结构的优化设计J.山西建筑，2010（8）.