1、高层结构剪力墙计算若干问题探讨【摘要】剪力墙结构如今作为搞成建筑的主要结构，已经广泛的应用在高层建筑中。但是由于目前对高层结构剪力墙方面的问题没有相关明确的规范和办法，所以在实际中设计人员不容易把握，以及建筑设计中对各方面的要求，会导致很多计算的问题。本文将从剪力墙的平面布置和结构布置方面以及结构布置的注意事项加以分析和探讨。希望能给相关人员提供帮助。 【关键词】剪力墙;平面布置;结构布置;高层建筑 Abstract: shear wall structure is now as the mess the main structure of the building, has been wid
2、ely applied in high-rise buildings. But currently no clear norms and related approaches to the problem of high-level structure of shear wall, it is not easy to grasp in practice designers, as well as the architectural design of all aspects of the requirements will lead to a lot of calculations. Note
3、 this article from the shear wall layout and structural arrangement and structural arrangement to be analyzed and discussed. To help give the relevant personnel. Keywords: shear wall; layout; structural arrangement; rise buildings 中图分类号：TU398+.2 文献标识码： A 文章编号： 一、前言 随着我国经济的发展，我国的高层建筑也不断的扩大规模，而在高层建筑中就
4、会大量的应用剪力墙结构，而高层结构剪力墙计算就会出现各种问题。对于工程框架结构来说，剪力墙结构室内无柱梁的棱角露出，很美观，而且使用功能也好，并且使用面积也增大了，所以很受欢迎。 二、剪力墙结构 建筑物的内外墙体采用实体钢筋混凝土结构体系，这种就称为剪力墙结构体系，承受建筑物垂直和水平方向的所有荷载。剪力墙结构体系的墙体都是钢筋混凝土构成的，而楼面是刚性楼盖构成，因此这种结构体系在平面有很强大的抗侧刚度，故属于刚性结构体系。剪力墙结构体系将建筑分成很多个独立的空间，这样建筑平面布置不灵活，不仅受到限制，而且造价高。所以一般应用与较高的抗震地区住宅建筑。其结构体系的特点是根据建筑平面的布局进行设
5、置钢筋混凝土的墙体，有效改善空间使用情况和户型的美观改善。 三、剪力墙的平面布置问题在剪力墙的平面布置中应该遵循几条规则。 1.剪力墙结构全部都是竖向力和水平力，而且都由剪力墙承担，这就要求家里墙结构必须具备很好的空间工作性能，墙体应该双向或者多向进行布置，各榀剪力墙也应尽量拉通对直，这样就能形成对承受竖向力有力，并且抗侧力刚度更大的 平面和竖向的布局。而在抗震的结构中，应该避免存在单向有强的结构，这种结构布置形式不太好，并且要保证结构在水平和竖向两个方向的抗侧刚度值比较接近，还要衡量两个方向的刚度值是否接近。在这方面可以参考电算结果两个方向的楼层层间位移与层高之比和第一振型周期是否接近。2.
6、因为剪力墙的抗侧刚度和承载力都比较大，所以必须充分利用剪力墙的承重力以及刚度，采用大开间布置，而且间距一定要尽量的做大，这样可以使建筑的功能有更大的使用空间，同时也减轻了结构自身承重力量，带来的经济效益就更加可观。同时剪力墙还要均匀的分散进行布置，这样能够使结构具有更加适宜的抗侧刚度。3.为了避免建筑结构刚度发生突变，就要求剪力墙沿竖向贯通建筑物的全高，并且依据结构的受力状况，沿高度改变剪力墙的厚度以及混凝土的等级，但是要注意最好是错开楼层，这样可以让结构抗侧刚度逐渐的减小，防止层间的刚度突变，导致应力集中情况。 4.抗震性的设计要求剪力墙设计成弯曲破坏的延性剪力墙，更容易实现这个要求的就是高
7、宽比大于 2 的细高剪力墙。所以，如果剪力墙比较长，那么就可以通过开设洞口，将剪力墙分成长度较短而且比较均匀的多个独立墙段，而且每个墙段的高宽的比也要大于 2，此外，分隔的墙段洞口连梁要使用约束弯矩比较小的弱连梁进行连接，这种弱连梁的跨高比应该大于 6 比较合适。如果墙段的长度比较小，这样受弯产生的裂缝的宽度就小，墙体配筋就能够充分发挥作用了。剪力墙段长度最好不要超过8m，如果存在超过 8m 的墙段，就要施工对其墙上进行留洞，并且在工程完工时砌填充墙的结构洞方法，把长墙肢分成短墙肢，或仅在计算简图开洞处理。 三、剪力墙结构上的布置问题 1.层数少的高层住宅高层住宅中层数少于 20 的就属于较少
8、层数住宅，采用传统的现浇剪力墙结构，但是由于墙体配筋是构造配筋，承载能力无法发挥，导致工程经费较高。此时如果采用新型的现浇剪力墙结构，即短肢剪力墙的结构，这样就能将系数保持在 3.5 上下，也就能解决传统的现浇剪力墙结构的不足之处。这种结构的详细方法是：利用抗剪核心筒，一般都是选择电梯间或者是楼梯间，因为它们的抗侧刚度比较大，其有多片剪力墙构成，能够抵抗绝大部分由风荷载以及地震引起的水平力的荷载。20 层以下的高层住宅就可以采用短肢剪力墙机构，这样就可以将结构顶点位移量以及周期、底部剪刀等控制在一定合理的范围以内。2.底部大空间剪力墙结构这种结构就是全落地剪力墙和框架支撑的剪力墙共同工作的体系
9、。这种结构一般都是底层空间较大，用于商业用处，多为商店，上层则为住宅。一般旅馆建筑经常采用。剪力墙结构的抵抗地震的效果很不好，因为上层的剪力墙结构的抗侧刚度较大，而下层框架刚度则又偏小。这样结构刚度竖向的变化较大，可能会达到四五倍，这样使结构在水平力作用下极易产生变形几种和应力集中现象。如果采取减小上层部分剪力墙体系的刚度，那么效果就会很好，也就是改用短肢剪力墙体系。而保留的短肢墙数量取决于刚度需求，使结构顶点位移和层间位移满足需求，并且保证底部剪力墙系数在合理的范围内。 3.层数多的高层住宅层数较多的高层建筑如果采用短肢剪力墙结构就会变得柔软，顶点位移和层间位移可能不会满足要求，并且底部剪力
10、系数也会很低，这样结构就会存在安全隐患。所以层数较多的建筑最好使用联肢剪力墙，并且整体系数要接近 10。四、在高层建筑中剪力墙结构设计注意事项 1.剪力墙要沿着主轴方向或者其他方向双向进行布置，并且从下到上连续布置，以免刚度突变。2.剪力墙如果要求抗震就最好不要只采用单向有墙的结构，按照三四级抗震级别进行设计剪力墙截面厚度，底部加强部位不小于剪力墙无肢长度的百分之五，并且不小于一百六十毫米。高层建筑结构中采用了抗震设计，楼层侧向的刚度最好不要小于相邻上下楼层侧向刚度的百分之七十，或是其向上相邻层侧向刚度平均值的百分之八十。当把地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，地下室的楼层侧向刚度不应小于相邻上
11、部结构楼层侧向刚度的 2 倍。 五、结束语 总之，任何结构设计都是存在问题的，尤其是建筑施工方面在计算方面的问题更多，同样因为关系着群众安全问题也就尤为重要。剪力墙结构设计要从结构概念上开始分析，然后合理设计，设计时不能只是为了节省造价而忽略了结构的可靠性。当然更重要的就是防止或者杜绝工程中因计算发生的问题，坚决杜绝存在安全性问题的建筑存在。 参考文献： 1裴星洙，张立 高层建筑结构的设计与计算 水利水电出版社 2007-12-01 2曹启 高层建筑结构简易计算 机械工业出版社,2008-08-01 3周坚，伍孝波 复杂高层建筑结构计算，中国电力出版社,2008-01-01 4崔钦淑，高层建筑结构计算机计算原理与程序应用，水利水电出版社 2009-08-015朱炳寅，建筑结构设计规范应用图解手册，中国建筑工业出版社,2005-106郭仁俊 高层建筑框架剪力墙结构设计 中国建筑工业出版社 2004-03-01
