剪力墙结构论文结构布置论文：论高层建筑中剪力墙结构的应用

1、剪力墙结构论文结构布置论文：论高层建筑中剪力墙结构的应用摘要 剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构形式，被广泛运用于现代高层建筑领域。高层建筑混凝土结构技术规程（jgj3一2002）对剪力墙结构的设计原则、计算方法和构造措施作出了相应规定，但有些规定尚不够细致，可操作性较差。目前工程实践中大多数剪力墙结构的布置还主要取决于设计人员的经验，造成设计者出于结构的安全或设计进度等方面的考虑而对结构设计采取相对保守的结构布置方案，一定程度上忽略了结构的合理性和经济性。本文对高层建筑中应用的剪力墙结构设计的问题进行了探讨。关键词 剪力墙结构 高层建筑 抗侧刚度 结构布置近年来，随着经济建设的发展和人口数量

2、的增加，住房建设用地日趋紧张，新建高层建筑越来越高。为满足抗震等条件的要求，新的结构形式也不断发展，其中剪力墙结构就广泛应用于高层住宅。一、高层剪力墙结构形式布局高层剪力墙结构常用的有“一”字型、“t”型、“i”型、“十”字型、“j”型、“z”等等，在结构形式上有如下特点: 连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙平面内，可隐蔽； 墙的数量可多可少，墙肢可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置；能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案易操作；结合建筑平面结构，利用间隔墙特性来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾；根据建筑平面的抗侧刚度的需要，利用中心剪力

3、墙等，形成主要的抗侧力构件，较易满足刚度和强度要求。高层剪力墙结构墙肢的数量布局应当适中，满足竖向荷载和抗侧力需要。墙肢应尽量均匀分布，其轴向应力不应相差太悬殊。当有抗震要求或风力较大或平面凹凸较多时，在平面外边缘及角点处，特别是外凸部分，布置必要的墙肢以加强其整体性和满足平面刚性的要求。各墙肢应尽量对齐、拉直，使之与连梁一起构成较规整且连续跨数较多的抗侧力片，当不能完全做到时也允许局部互相错开，每道墙肢宜与两个方向的梁连结。连梁尽可能布置在墙肢的竖平面内，连梁宽度一般宜与墙肢厚度相等。墙肢不宜过厚，尽量不凸出或少凸出间隔墙表面，但亦不能太薄，导致稳定性差和施工困难。二、剪力墙结构设计计算原则

4、剪力墙结构设计时，应根据规范要求综合考察结构是否合理，下面是剪力墙结构设计中须重点关注的几种技术指标的调整原则。1.楼层最小剪力系数（剪重比）的调整原则在满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不超过40%的前提下尽可能少布置剪力墙，以大开间剪力墙布置方案为目标，使结构具有适宜的侧向刚度，使楼层最小剪力系数接近规范限值（不小于限值）。这样能够减轻结构自重，有效减小地震作用的输入，同时降低工程造价。2.楼层层间最大位移与层高之比（位移）的调整原则规范规定多遇地震作用标准值产生的楼层最大的弹性层间位移在计算时，除以弯曲变形为主的高层建筑外，可不扣除结构整体弯曲变形，应计

5、入扭转变形。由此可见，对于一般的高层建筑，重点是楼层间的剪切变形及扭转变形。剪切变形的控制是以竖向构件的多少来决定的，但竖向构件足够多（剪重比偏大）而布置不合理，则会造成扭转变形过大，同样不能满足层间位移的要求。因此，对于高层建筑应尽可能使扭转变形最小，而不能仅根据层间位移不够不加分析地增加竖向构件的刚度。3.结构扭转为主的第一自振周期tt与平动为主的第一自振周期t1之比（周期比）的调整原则高规第4.3.5条规定，结构扭转为主的第一自振周期tt与平动为主的第一自振周期t1之比，小高层建筑不应大于0.90。限定周期比是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不至于出现过大的扭转效应。在实际工

6、程设计中，应将结构竖向构件尽可能沿建筑周边布置，降低结构中间构件的刚度，这样既可以提高结构的侧向刚度，同时又能够较大幅度的提高结构的整体刚度。4.剪力墙连梁超限的调整原则剪力墙连梁的跨高比不宜小于2.5，跨高比小于2.5的连梁很容易出现剪力和弯矩超过规范限值。高规规定跨高比不小于5的连梁宜按框架梁进行设计。即跨高比不小于5的连梁刚度不应折减。而跨高比在5-6 之间时，若连梁刚度不折减则也容易出现剪力或弯矩超限。该条文在实际工程设计中若能充分利用，则对节省工程造价也有非常明显的影响，即将跨高比不大于5的连梁（刚度需折减）和减小剪力墙墙肢长度使连梁跨高比变为大于6的框架梁（刚度不折减），而后者的钢

7、筋及混凝土用量均小于前者，这对于节省工程投资具有很重要的意义。三、剪力墙布置应注意的问题1.剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置；抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式，以使其具有较好的空间工作性能，并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近。剪力墙要均匀布置，数量要适当。剪力墙配置过少时，结构抗侧刚度不够；剪力墙配置过多时，墙体得不到充分利用，抗侧刚度过大，会使地震力加大，自重加大，并非有利。2.剪力墙墙肢截面宜简单、规则，剪力墙的竖向刚度应均匀，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置，抗震设计时，一、二、三级抗震等级

8、剪力墙的底部加强部位不宜采用错洞墙；一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用叠合错洞墙。3.为了避免剪力墙脆性破坏，较长的剪力墙宜开设洞口（用砌体填充），将其分成长度较均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2。墙肢截面高度不宜大于8m。4.剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。5.应控制剪力墙平面外的弯矩，以保证剪力墙平面外的稳定性。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以下措施中的一个措施，以减少梁端部弯矩对墙的不利影响:（1）沿梁轴方向设置与梁相连的剪力墙，抵抗该墙肢平面外弯矩；（2）当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与

9、梁相交处设置扶壁柱。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋。（3）当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁交接处设置暗柱，并宜按计算确定配筋；（4）必要时，剪力墙内可设置型钢。6.剪力墙结构的墙体配筋问题。对于剪力墙结构来说，剪力墙是面广量大的，因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。剪力墙墙体配筋一般要求水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。但地下部分墙体配筋则通过计算确定。因为地下部分墙体配筋大多由水压力、土压力产生的侧压力控制，而由于简化计算经常由竖向筋控制，此种情况下为增大计算墙体有效高度，可将地下部分墙体的水平筋放在内侧，竖向钢筋放在外侧。地下部分墙体钢筋保护层按地下工程防水技术规范第4.1.6条规定：迎水面保护层应大于50mm，且在保护层内按混凝土结构设计规范层50mm计算是不妥当的。当采取了双向钢筋网片后，计算保护层厚度至少可按30mm来取值，这对节省墙体配筋效果相当明显。四、结语随着高层建筑的的迅猛