谈建筑剪力墙结构设计分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 谈建筑剪力墙结构设计分析 摘要：剪力墙结构既可以保证结 构安全可靠性，又可以使室内空间合理、 墙面平整，所以高层建筑结构中越来越 多地采用剪力墙结构，剪力墙的受力、 变形特征，类似于框剪结构，但比框剪 结构的刚度分配、内力分配更合理，结 构的变形协调导致的竖向位移差别，也 比框剪结构小，则传基础荷载更均匀、 合理。本文阐述了高层建筑的结构设计 特点及高层剪力墙的布置原则，探讨了 高层建筑的剪力墙结构设计。 中国论文网 /2/view-12895335.htm 关键词：建筑；剪力墙；布置原 则；结构设计 Abstract: the shear wall structure -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 can guarantee the safety of the structure reliability, and can make indoor space reasonable, metope level off, so high building structure used more and more in the shear wall structure, shear wall, the stress of the deformation characteristics, similar to the box shear structure, but cut structure stiffness than box distribution, internal force distribution more reasonable, structure of the deformation coordination of vertical displacement to the differences, also cut than box small structure is based load more even, the reasonable. This paper expounds the structure of the high-rise building design features and high shear wall arrangement principle, this paper discusses the shear wall structure of the high-rise building design. Keywords: architecture; Shear wall; Layout principle; Structure design -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 中图分类号：S611 文献标识码： A 文章编号： 由于人们生活水平的提高，普 通框架结构已不能满足人们对住宅空间 使用和立面美观的要求。剪力墙结构既 可以保证结构安全可靠性，又可以使室 内空间合理、墙面平整，所以高层建筑 结构中越来越多地采用剪力墙结构，剪 力墙的受力、变形特征，类似于框剪结 构，但比框剪结构的刚度分配、内力分 配更合理，结构的变形协调导致的竖向 位移差别，也比框剪结构小，则传基础 荷载更均匀、合理。这样的结构形式能 使建筑取得较好的经济效果和建筑功能 效果。 一、高层建筑的结构设计特点及 其分类 剪力墙结构是一种用钢筋混凝 土的墙板代替传统框架结构之中的梁柱， 以承受水平力和竖向力的结构。 剪力 墙的特点是其墙肢的长度远远大于墙肢 厚度，其在水平面以内具有极大的承载 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 力和刚度，在水平面以外，承载力和刚 度相对较小。 剪力墙的墙肢属于偏心 受拉或受压构件。除此之外，剪力墙还 可承受除弯矩和水平剪力以外的竖向力。 在剪力轴力和弯矩共同作用下，剪力 墙的水平力就像一个悬臂深梁，其底部 牢牢地固定于基础之上。 剪力墙的特点主要有以下几个： （1） 剪力墙承载能力优越，抗侧力能 力强，通常用于高层建筑； （2） 剪 力墙充分利用空间，可以节约层高； （3） 剪力墙结构的室内空间相比梁柱 结构来说要宽敞简洁，但也有其缺点， 那就是其建筑平面的设置不是很灵活， 住户不能对室内的布局进行改造； （4） 施工比较麻烦，造价也比较高； （5） 其结构的自身重力大，可以吸收 的地震能量大。 剪力墙由于其自身空洞的数量 和大小有所不同，这些不同会导致剪力 墙的内力分布、 变形状态和受力特点 产生不同。据此，通常可以将剪力墙氛 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 围联肢墙、 整体小开洞墙和整截面墙 三大类。 其中每一类都各具特点： （） 联肢墙：是指当剪力墙洞口呈 现竖向成列的布置时，其洞口的面积会 超过剪力墙总面积的 ，各个墙体之间 由一些连梁进行连接。 （） 整体小开 洞墙：是指当剪力墙的洞口稍大，成列 布置，上下对齐，形成了明显的连梁和 墙肢，其刚度分布均匀。 （ ） 整截 面墙：是指剪力墙的洞口面积小于其墙 体总面积的 16% ，或者不开洞口。 如 果开洞口，洞口的长边尺寸都小于洞口 的净距和洞口到剪力墙墙边的净距。此 时剪力墙的受力情况就像一个整体悬臂 构件。 二、高层剪力墙的布置原则 、在设计剪力墙的时候,最好沿 主轴的方向多向或者双向布置,在不同方 向的剪力墙最好联结在一起,要注意尽量 避免对直或者拉通;在进行抗震设计的时 候,要使两个方向的侧向刚度相接近,而 剪力墙的墙肢的截面要规则并且简单。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 在高层建筑的剪力墙结构中,剪力墙要沿 主轴的方向或者其他的方向进行双向的 布置;尤其是在抗震设计中,要避免出现 仅仅单方向有墙的设计形式,这样才能让 其有比较好的空间工作性能,而且可以使 双向的抗侧力的刚度比较接近。剪力墙 在分布上要均匀,数量要适当。剪力墙在 配置比较少的时候,结构的抗侧力的刚度 会不够;如果剪力墙的配置过多的时候, 墙体会得不到充分额利用,抗侧力的刚度 过大,这样会导致地震力变大,自身的重 力变大,也没有益处。 、剪力墙在布置设计上不能太 密集,要使整个结构具有合适的侧向的刚 度,如果侧向刚度比较大的话,不仅会加 大墙体本身的重量,还会使其在地震中所 受的地震力变大,容易发生倒塌事件。 、剪力墙在竖直方向要从下到 上做连续的布置,避免发生刚度的突变情 况。在高层建筑中,剪力墙的墙肢的截面 要规则并且简单,剪力墙在竖直方向的刚 度要均匀,剪力墙的门窗或者洞口要形成 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 明确的墙肢和连接梁。要避免墙肢出现 刚度相差悬殊的洞孔设计,在进行抗震设 计的时候,一级、二级和三级抗震等级的 剪力墙都不能采用叠合的错洞墙。 、如果剪力墙的长度比较大的 时候,可以通过开设洞口的方式来把墙分 成几个均匀的独立的墙体,每一段墙体的 长度不能大于 8m。 、剪力墙的洞口或者门窗要上 下对齐,不能错位,成列布置。要避免使 用叠合的错洞墙或者错洞墙,这样都会影 响剪力墙的承重能力,容易发生应力变形。 、在剪力墙和平面以外的方向 的梁体连结的地方,要加强剪力墙平面之 外的抗弯的刚度以及承载力,可以采取在 墙内设置一些暗柱、扶壁柱或者和梁相 互连接的型钢等措施,也可以用减小梁端 的弯矩的措施来达到加强承载力和抗弯 能力的目的。例如:可以设计成铰接或者 是半刚接的形式。 、短肢剪力墙指的是墙肢的截 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 面的长度和厚度的比值在 58 之间的 剪力墙,在高层建筑中,不能全部都采用 短肢剪力墙的设计结构。短肢剪力墙的 结构的最大的使用高度要适当的有所降 低。 三、高层建筑剪力墙结构设计优 化 、注重转换层结构设计 现代高层建筑的使用功能越来 越多样化，多功能的综合大楼，其上部 结构、下部结构的使用功能是不同的。 因此，其结构布置形式也应该有相应的 变化，必须设置转换层结构。 高位转 换的底部大空间剪力墙结构相当复杂， 因此在进行设计时必须要引起重视。由 于高位转换时刚度和质量较大的转换层 升高，调整转换层本身及其上、下的刚 度比使之接近是必要的，转换层本身的 刚度和质量不宜大，最终可通过水平力 作用下精确的空间分析检查转换层附近 的层间位移角是否基本均匀。宜尽量选 用刚度和重量较小的转换层结构形式， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 计算时应多取参与组合的振型数。通过 计算仔细分析可能存在的薄弱部位，研 究具体的内力分配特点，通过调整内力 和构件配筋设计改善薄弱部位的性能。 、优化连梁设计 对于连梁非抗震及抗震设计， 高跨比大于和小于. 这两种情况， 规范在截面受剪承载力以及配筋这两个 方面都有明确的要求。塑性调幅可以采 取以下两种方法：（）将连梁的刚度 在内力计算之前进行折减。 （）将连 梁的弯矩与剪力的组合值在内力计算之 后再乘上一个折减系数。不管是采用哪 种方法，应该确保经过调整后连梁的弯 矩、剪力设计值不得小于使用阶段实际 值，也不得低于设防烈度低一度的地震 组合所得的弯矩设计值。防止在正常使 用状况下或者较小地震作用下产生裂缝， 影响结构安全另外，还必须要重视连梁 的铰接处理。 、底部加强部位的设计优化 在剪力墙设计时，一般高层剪 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 力墙结构 ，底部加强部位的高度可取 嵌固部位以上，墙肢总高度的 1/10 和 底部两层高度二者的较大值；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 以上层的高度及墙肢总高度的 1/10 二者 的较大值；房屋高度不大于 24m 时，底 部加强部位可取底部一层。当将地下室 顶板视作嵌固部位，在地震作用下的屈 服部位将发生在地上楼层，同时将影响 到地下 1 层，此