剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究.doc

1、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究摘要：随着现代社会经济的突飞猛进，剪力墙施工结构设计在建筑结构设计中占据的比例成分日益增高，在建筑施工结构发挥了主体作用。但是随着剪力墙结构设计的广泛应用，其设计中的各种问题也显而易见。本文就剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用进行研究，总结出了设计要点和需要注意的事项，并提出相应的措施。 关键词：剪力墙结构；结构设计；优化措施 中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号： 随着当今建筑结构的不断改革和创新，剪力墙在建筑设计中应用日益广泛，成为了建筑结构设计不可缺少的重要形式。剪力墙结构具有抗侧刚度比较大、侧移能力较小、良好的抗震效果等优点，深

2、受建筑工程设计人员的青睐，人们对剪力墙结构的要求也越来越高。在高层建筑的结构设计受到的影响因素一般有以下几点：不明确剪力墙的大概位置，未把握截面形状尺寸的具体布置，没有健全和完善相关的技术规范等等。以上的几点因素会影响到响剪力墙结构形式的综合应用和整体水平的发挥。为了满足现代复杂多变的建筑结构的要求，必须要有独特框架结构的露梁露柱、全新的剪力墙结构，才能更好地促进社会的发展需求。在原来的剪力墙的基础上，结合框架结构的特色，才能完美地设计出一套剪力墙结构体系灵活地应用在当前建筑结构设计当中，合理解决在结构设计中出现的各种问题，提高和优化整体结构的设计水平。 一、剪力墙墙肢的形式和款式、选择结构布

3、置和墙肢厚度 1、剪力墙墙肢的形式和款式 剪力墙结合墙肢的高厚特点具体可规划为两类：一般剪力墙、短肢剪力墙。一般剪力墙中，一般它的墙肢截面高度都是厚度的 8 倍。短肢剪力墙的截面高度是厚度的 6.5 倍左右。剪力墙结合墙面开洞的具体大小可规分为各式各样的类型：整截面墙、整体小开口墙、联肢墙、壁式框架等。小墙肢的墙肢截面高度一般不超过厚度的 5 倍。小于 3 倍的时候，可以合理地按照框架柱进行截面的设计，依据抗震等级的框架柱，可以得出轴压比、剪压比以及箍筋体积率等结果。 2、剪力墙的结构布置 节省和合理利用土地资源和空间，发挥两种资源的优势是高层建筑施工的过程中的基本任务。所以高层建筑必须具备良

4、好的空间工作性能，结合剪力墙结构的应双向布置，才能设计出完整的结构空间。结构体系的主要作用是提高建筑物抗震性能，完善设计的结构和保证剪力墙在应用过程中质量和水平。尤其是在抗震的设防区，不合适使用单向布置剪力墙，应该使用双向布置剪力墙，这样才能使两个方向刚度接近以及相符合。剪力墙平面上的分布非常讲究均匀性和平衡性，刚度中心和建筑物中心要相符合，降低扭转效应，也可以通过墙肢长度和连粱高度的改变来调整刚心位置。因为剪力墙抗侧刚度比较大、结构自振周期短、抗震效果比较明显，所以导致了它的设计结构处于不利的情况。比如：采用主次结构的方法中，不仅有利于加大墙体间距、减少墙体数量、还可以降低结构的抗侧移刚度、

5、减轻结构重量、减少墙体的水平地震剪力和弯矩等。我们可以利用剪力墙的抗侧刚度和承载力的均匀性、平衡性来降低纵横墙体的厚度等。由于剪力墙的平面内刚度及承载力的性能比较强，平面外刚度及承载力都比较小。当剪力墙与平面外方向的粱连进行连接的时候，可能会引起墙肢平面外弯矩的现状，当梁高和墙厚之比为 2:1的时候，梁端弯矩造成墙平面外的安全事故的处理中就比较合适应用这种方法。加强剪力墙平面外的安全管理，以铰接或半刚接的形式来设计截面较小的楼面梁，降低墙肢平面外变矩。 3、选择墙肢厚度 剪力墙的最小厚度是由高层建筑混凝土结构技术规程来决定的，它有利于保证剪力墙出平面的刚度，提高其稳定性能。一般情况下，住宅建筑

6、的填充墙厚大约是 200 毫米，剪力墙厚大约为 200 毫米。住宅层高大概是 3 米，墙厚为 200 毫米最合适，排除底层加强区的一字形短肢剪力墙外的情况影响之外，都可以符合建筑的标准要求。相对而言，无地下室的高层住宅的基础埋深一般都会超过 3 米，它的底层墙体高度至少会达到 2300 毫米以上。如果墙厚的选取是按照按层高的 16，基本都不低于 300 毫米，也不小于填充墙的厚度。我们可以根据建筑的平面，来进行剪力墙布置，一般都不采取一字形剪力墙的形式，建议采取L、T、Z、十字形等截面形式来设计，因为这样的翼缘长度与厚度之比为3:1，此方法利于提高墙体的抗震能力。同时墙厚和剪力墙肢长度之比最好

7、为 1:16。因为住宅建筑中剪力墙肢长基本都不超过 3 米，所以厚度要采取 200 毫米，才能符合构造的具体需求。 二、对剪力墙中的连梁设计 连梁是指在进行剪力墙的构造中，连接墙肢与墙肢的梁。受到水平荷载的影响，墙肢会产生扭曲的情况，在连梁的两端容易产生转角，进一步使连梁产生内力的反弹作用，在进行墙肢连接的时候，会降低它的内力和变形，所以它会很大程度上改善墙肢的受力状态。由此证明，连梁在剪力墙结构中扮演着重要的角色，使墙肢进行连接的同时起到一定的约束作用。应该要加强塑性铰的部位性能，才能进一步完善抗震结构。为了对塑性铰部位采取更强制有力的措施，所以不合适把剪力墙顶层、楼电梯间墙等当做加强的部位

8、。 把连粱巧妙地应用到剪力墙的设计当中，很多的因素会影响到连梁的跨高比和截面尺寸。因此梁承载力超限、连梁截面等现象都违背了设计的标准。我们可以结合很多方法来进行设计。 三、结构的实际计算和受力分析 1、分析结构整体方案可靠性和安全性 经过确定建筑物的设计方案和主要构件的截面大小之后，我们可以采用相关的专业软件进行计算，比如可以应用：SATWE 的新型软件。该软件可以模拟剪力墙的受力状态，具有很高的分辨率和分析精度，它比较适用于剪力墙比较多的工程。它的计算结果可以清晰地显示结构方案的可行性和安全性。并且还可以计算抗震能力的等级，达到建筑规定的要求。另外，它还可以结合该建筑地区的地形特征等环境条件

9、，进行风压的计算，以及在风力作用下主楼的顶点位移和最大层间位移等。 2、结构构件的轴压比和配筋比 经过计算和分析，可以得到各层平面的配筋图，在配筋的工作中，要按照建筑的标准，选择合适的框架柱、剪力墙和简体等。业楼必须要保证竖向承重结构的轴压比，才能更好地进行工程设计。为了满足墙柱弱粱的设计要求，必须要对所有的计算结果进行分析，对对粱和柱进行了优化设计，合理地进行配筋。 四、结束语 为了保证高层建筑的质量，减少施工的成本，剪力墙的应用势在必行。设计师要结合剪力墙的特点，为大型的高层建筑提供必要的技术支持。在建筑业的发展中，剪力墙的应用的设计过程存在一些弊端，不利于它的发展。我们应该采取先进的科学

10、技术和设计软件来进行建筑结构设计的研究，策划合理的方案，设计好剪力墙布置中洞口的位置并发挥受力作用、考虑抗底竖向负荷、保证结构的刚度和承载能录等。另外还可通过建筑体形设计节省施工的成本的效果，加强其施工安全措施，提高建筑物的安全和质量。 参考文献 1邓育清.高层建筑框架剪力燎缡构设计应用探讨J.四川建材2007(6). 2王海渡，杨木.张明星,丁意平.小高层住宅中短肢剪力墙结构的设计应用J.能源技术与管理2005(1). 3姜洪斌，翟希梅,王风来.配筋混凝土小砌块剪力墙的设计应用J.低温建筑技术.2003(1) . 4于群小高层住宅中短艘剪力墙结构的设计应用J.中国科技信息2005(19) 5张智锋，商伟鹏，耿巍关于侧向刚度比在结构设计应用中的理解J.建筑设计管理.2010(6).