剪力墙结构在建筑结构设计中的应用.doc

1、1剪力墙结构在建筑结构设计中的应用【摘要】：随着社会技术的不断发展，人们对建筑行业的要求不断的提高，尤其是对建筑工程的结构设计方面的要求日益增加。而在建筑结构设计的过程中，剪力墙则以它自身具有的突出鲜明的优势及特点成了多层、高层混凝土建筑结构中的必然选择。因此，笔者将结合多年的施工经验，通过对剪力墙的分类、结构设计的基本原则，墙肢设置，剪力墙洞口的布置，剪力墙的加强部位以及连梁的设计等诸多方面进行分析，深入探讨剪力墙结构设计在建筑结构设计中的实际应用。 【关键词】：剪力墙，结构设计，建筑，应用 中图分类号：TU318 文献标识码： A 文章编号： 引言 通常，剪力墙是由墙肢和连梁两种构件组成的

2、，该结构的刚度较大，整体性能良好，其用钢量较少，在住宅建筑中，采用现浇混凝土的剪力墙结构，就可将承重墙和分隔墙合完美的结合在一起，比较经济。而且就外形而言，美观大方，便于室内布置，使用功能很好，还增大了实际的使用面积，因而广泛欢迎。 一、剪力墙的分类 剪力墙是根据剪力墙是否开洞和开洞的大小进行分类的，它主要分为以下四种类型。 （1）曲型剪力墙。即实体墙、截面剪力墙不开洞或开洞的面积小于215%，在整个墙肢的高度上，弯矩图既无弯点，也不会发生突变。 （2）整体小开口剪力墙。该种剪力墙的变形虽然主要是弯曲型，但整个墙肢的高度基本不存在反弯点，弯矩图在主要部位发生了突变； （3）双肢及多肢剪力墙。这

3、种剪力墙的开口一般较大，其洞口成列分布。与整体小开口剪力墙的受力特点十分相似。 （4）壁式框架剪力墙。洞口尺寸很大，连梁线刚度以及墙肢线的刚度较接近，其整个受力变形为剪切型，受力特点和框架结构类似。在大多数的高层建筑中会出现反弯点，弯矩图也会产生突变。 二、剪力墙的结构设计原则 1、剪力墙在设计时应尽可能的避免平面外搭接，否则就应按规范采取相应措施，以确保剪力墙的平面外安全。 2、严格按照肢长和厚度的比值进行构件设计。因为剪力墙的高宽尺寸大不相同，因此，要根据几何特征以及受力形态来计算剪力墙的肢长、厚度的比值，当长宽比大于 3 时就按柱来处理，当比值大于 3、小于 5 时则应按异性柱来进行处理

4、，也就是按双向受压构件来进行结构设计。 3、墙的设计计算是在考虑了水平及竖向作用以后进行结构的整体分析，求得内力后按照偏压或偏拉进行正截面的承载力以及斜截面的受剪承载力验算。如果集中荷载的作用较大时就要对局部受压承载力进行验算。 三、墙肢布置 1、墙肢的长度：剪力墙的墙肢长度也就是墙肢截面高度通常不宜大于 8m。在结构设计中，剪力墙结构应该具有一定的延展性，细高的剪力3墙可以设计为弯曲破坏的延性剪力墙，就可避免脆性的剪切破坏。当墙肢很长时，为了满足每墙段的高宽比大于 2m，可开设洞口将长墙分隔成长度小而均匀的联肢墙，洞口的连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁，其跨高比宜大于 6m，可近似认为把剪力墙

5、分成了独立的墙段。 2、剪力墙的布置：多、高层建筑应该具有良好的空间工作性能，因而，剪力墙结构宜应双向布置。尤其是在抗震设防区，要尽量避免单向的剪力墙，双向剪力墙的刚度应接近，平面上分布要力求均匀，使其刚度中心与建筑物中心接近以减小扭转效应。必要时该通过改变墙肢的长度以及连梁的高度来调整刚心位置。由于剪力墙的抗侧刚度较大，结构自振的周期较短，受到水平地震作用较大，因此可充分利用剪力墙的抗侧刚度和承载力都大的能力，尽量减小纵横墙的厚度，或者可以通过采用“主次结构”来加大墙体之间的间距、减少墙体数量来降低结构的抗侧移刚度、减轻结构的自重、减少水平地震剪力及弯矩。当剪力墙与平面外方向的梁连接时，就会

6、造成墙肢平面外弯矩。当梁高大于 2 倍得墙厚时，梁端弯矩对墙平面外的安全不利，此时就应采取相应措施来确保剪力墙平面外的安全，而对截面较小的楼面梁则可设计成铰接或半刚接，以减少墙肢平面外的弯矩。 四、剪力墙洞口的布置 剪力墙的洞口具有一定的物理力学原理，因此，应该充分利用，使其质量坚固而且耐受性能好。洞口的形状要求均匀规整，洞口与洞口上下左右对齐，并根据目前较广泛的模式进行布置，确保安全性；错洞剪力墙以及叠合的错洞墙，这两种不规则开洞的剪力墙，由于其应力分布4较为复杂，构造的主要特点是洞口错开的距离较小，甚至有的叠合在一起，墙肢不规则，洞口之间形成薄弱部位，常规计算无法获得其实际的内力，在设计时

7、应尽量避免这两种墙的出现。当叠合错洞无法避免时，就应按照有限元方法，进行仔细计算分析，在洞口周边采取加强措施，将叠合洞口转为规则的洞口剪力墙。 五、剪力墙连梁超筋的处理 (1)相应的减小连梁的截面高度。 (2)抗震设计的剪力墙中连梁弯矩和剪力可进行塑性调幅。 (3)当连梁破坏对承受竖向荷载的剪力墙无明显的影响时，可不考虑该连梁，而按照独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的结构内力分析，墙肢应该按照这两次计算所得到的较大内力进行配筋计算。 3、假定连梁在大震下破坏，不再约束墙肢。在容易超筋的部位，连梁可按照铰接处理再进行整体计算，注意结构层间位移比要满足相应规范的要求。 六、剪力墙的加强部位 塑性铰

8、需要有足够的分散力来承担，对于可能出现现象的部位应该着重加强养护，从材料及结构方面多下功夫，主要目的是抗击压力和变形。有塑性铰的地方就应当注意强度的提升，但有的地方就不能提升，比如剪力墙的顶部，运行设备附近的墙体等，为此强调塑性铰处刚度的必要和特殊性而加以区分冷热变化处的加强。 七、连梁 在剪力墙中把实现墙肢之间相互连接的梁称为连梁。如果墙肢在受5到水平方向上的作用力时发生一定的弯曲，就会使得连梁端头部位产生一定的转角，这种变化有利于连梁内部出现的具有一定约束性作用的应力对墙肢产生约束，而这样一种应力的存在实质上是对墙肢受力状况的改善。由于连梁的跨高比相对较小，而墙肢刚度又比较大，在水平力的作

9、用下就会存在很大的内力，当连梁开始发生屈服时墙肢就会出现较明显的裂纹，而裂纹的产生就会使得整体内力的分布状况发生变化并使剪力墙的刚度在一定程度上减小。因此，在对连梁进行整体结构的计算时就应首先进行刚度的折减，此外还可以通过增加连梁的跨径并减小连梁的高度，以此来降低连梁的总体刚度。虽然，在这样一个过程中整体的结构也会发生相应的变化在一定程度上变小，但是也减小了地震作用的影响，因此我们普遍认为这种处理方式是行之有效的。再者我们还可以通过提高剪力墙的混凝土的等级强度，由于其弹性模量的增加比例远小于混凝土的抗剪承载力的提高比例，因此这也有可能约束连梁的抗剪承载力。还有一点那就是通过增加剪力墙的厚度来降

10、低连梁的刚度，一个方面可以较好的增加剪力墙结构的整体刚度，在地震发生的时候就可以形成较大的内力，另一方面的机理实际上就是连梁承载力于此宽度的正比关系，如果能充分利用这样一种关系就可以很好的达到设计要求，增大抗震能力。 结束语 通过以上的简述，相信你对剪力墙结构的设计有了一定的了解。在剪力墙结构的具体设计工作中，我们应该综合各种情况充分考虑各方面的影响因素与制约条件，设计人员应该积极应用全新的理念、新工具、6新标准、以及新技术，在工作中总结积累经验，从而促进设计工作的不断优化，设计出科学、合理、可行的剪力墙结构，满足施工作业方面的的实际需要。 参考文献： 1秦艳、焦维.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用 ， 科技致富向导 ，2011 年 27 期 2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) 3刘志法刍议建筑结构剪力墙的设计运用期刊论文城市建设理论研究（电子版） -2011 年 31 期 4袁小玲.浅谈高层建筑结构设计的要点J.科技信息,2011,(15)