剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析

1、剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析【摘要】剪力墙是建筑物抗震、抗风、有效保证，建 筑物的安全的重要保障。框架?D剪力墙结构为建筑平面布置 提供较大的使用空间， 同时利用剪力墙来增加建筑物的抗 剪和抗横向弯矩的能力，它吸取了框架结构和剪力墙结构两 种体系各自的长处。因此，这种结构已被广泛地应用于各类 房屋建筑，它也是现代高层商业、办公或者住宅建筑设计中 采用较多的结构形式，基于此，本文论述了剪力墙结构的主 要模式，以及其在建筑结构设计之中的实际运用。【关键词】高层建筑；剪力墙；结构设计 剪力墙结构刚度大，整体性好，用钢量较省。在居住性 建筑中，居室和客房均为小开间，分隔墙较多。采用现浇剪 力墙

2、结构，可以将承重墙与分隔墙合二为一，相对来说比较 经济。剪力墙由墙肢和连梁两种构件组成。其结构承载力及 刚度都很大，侧移变形小，抵抗水平侧移能力强。经过合理 设计可做成抗震性能很好的延性剪力墙，无论在非地震区及 地震区都很适用。缺点是由于剪力墙最大间距的限制，使建 筑平面和使用空间受到一定的局限。结构的延性一般不如框 架结构和框架剪力墙结构体系，结构自重较大，总高度不大 时结构材料耗费可能较多。一、高层建筑剪力墙结构的基本概念 剪力墙的尺寸都不小，但是它的厚度并不大，所以就致 使了剪力墙的内外特征。它的外部特征很像板块，然而它的 内部特征却很像柱子，尽管其在比值上与柱子之间存在着一 定的差异。

3、在剪力墙形式当中，墙表现为一个平面，它承担 着来自纵向的压力以及来自横向水平剪力的两重压力。在适 应刚度强度需求的同时，它还应该适应非弹性变形重复循环 下的产能耗费以及控制结构拆分却不倒的需求。所以，在剪 力墙的规划中应该将它规划为延性弯曲型。二、在建筑结构设计中剪力墙结构的应用分析（一）墙肢的种类和结构的设置1、墙肢的分类 包括一般剪力墙与短肢剪力墙两种类型。前者是墙肢高 度同厚度之间的比例大于 8 的剪力墙，而后者是墙肢高度同 厚度之间的比例的最大值大于 4 但不大于 8 的剪力墙。当剪 力墙的墙肢高度及其厚度之间的比例不大于 4 时，宜按框架 柱进行截面设计。2、剪力墙的具体结构的设置

4、高层建筑是需要有着不错的空间作业能力的，剪力墙的 设计应该是双向的，以此促成立体布置，尤其是防震区更应 该杜绝单向剪力墙布置，最好保证不同方向的刚度大小比较 接近，剪力墙分布要尽可能地作到均匀对称，以促成其刚度 中心与建筑物中心之间尽量接近，从而减小扭转效果。特殊 的时候可以改变墙肢的长度以及连梁的高度来寻求刚心位 置的改变。剪力墙墙段的高度与墙段长度之比不宜小于3，长度不宜大于8m，否则该墙抗侧刚度很大，自振周期小，遭受的 横向地震破坏大，对结构会带来消极的影响，当墙段长度超 过8时，受弯后产生的裂缝宽度会较大，墙体的配筋容易拉 断。（二）剪力墙结构的厚度和配筋问题 剪力墙尺寸比较大但是厚度

5、却不够大，受力形态类似于 柱，与柱的差异主要在与其长与厚度的比，当比不超过四的 时候可以按柱来进行设计，当墙的长与宽之比接近于四时可 以看作异形柱，按双向受压构件设计。1、剪力墙结构的厚度 根据建筑抗震规范，底部加强部位的墙厚，一，二级不 应小于 200mm 且不宜小于层高或无支长度的 1/16，其它不 应小于 160mm 且不宜小于层高或无支长度的 1/20， ，当墙端 头端柱、无翼墙时不宜小于层高或无支长度的1/12。这样的规定对于 8 度区的剪力墙设计显得不是非常有效。所以像这 样的特殊情况下的高层建筑应该采用定义设计来予以探究， 规定墙肢轴压比，对墙面条件、强度以及平稳性予以检验计 算

6、，同时在结构上合理地强化暗柱，以求保证宏观的连结也就是缩小墙的厚度。2、墙体的配筋率 根据建筑抗震规范，一、二、三级抗震墙的竖向和横向 分布钢筋最小配筋率均不应小于 0.25% ，四级抗震墙分布钢 筋最小配筋率不应小于 0.2% 。；部分框支剪力墙结构的落地 抗震墙底部加强部位，竖向和横向分布钢筋配筋率不应小于 0.3%，这在高层或者较长的剪力墙设计当中是有效果的，然 而这样的设计对短肢剪力墙来说是不合适的，短肢剪力墙的 全部竖向钢筋的配筋率，底部加强部位一、二级不宜小于 1.2%，三、四级不宜小于 1.0%。（三）连梁设计1、连梁的作用 在实际剪力墙规划当中，连接墙肢之间的梁被叫作连 梁。在

7、横向力的驱使之下，墙肢得以变得弯曲，于是连梁的 端的位置就会形成转角，也就致使连梁内力作用的出现。这 样就会对墙肢有着一定的约束以及限制，也就能够调整墙肢 的受力状况，所以连梁对剪力墙的设计形式是很为关键的。2、连梁设计的解决措施 在带连梁设计的剪力墙结构当中，其梁高以及截面大小 受到不少要素的制约，万一出现设计不合理的情况就会影响 到连梁的承载力或者造成截面与设计的实际需求不相符的 状况，所以在设计的时候需要注意以下几个方面：（1）对连梁刚度予以折减。因为连梁的跨高不是很大， 再加上与之连接的墙肢刚度不小，在横向力作用下的内力一 般会比较大，连梁屈服的时候体现为梁端出现裂痕，刚度缩 小内力重

8、新得以配置。所以，在首先进行设计宏观计算的时 候，就应该对连梁刚度予以折减。（2）连梁实际承载力与其尺寸是有着正比的关系，在 工程设计中若剪力墙的厚度增加了，地震的时候所形成的内 力不能够按照墙的厚度增加的比例分配剪力墙，这样就会带 来连梁的实际承载力超过限制的状况。因此连梁的设计应按 实际情况进行设计处理，以便能确保剪力墙作用的发挥，确 保建筑的质量与施工的安全。三、加强建筑结构设计中剪力墙结构的应用措施（一）剪力墙结构体系特点作为建筑设计中必不可少的构件，剪力墙有着它自身所 固有的特点。在建筑的设计中，你会发现剪力墙墙段长短的 不同，所承担的承载力和平面内刚度大的不同。剪力墙在承受各个方向

9、的荷载能力都相当突出。历次地 震受害数据为剪力墙设计刚度的对比提供了有价值的资料。 在剪力墙形式当中，它有着不少的优点，然而工程造价相对 来说比较贵。因此在优化过程当中应该很好地利用它的抗侧 能力强之类的长处，同时使得它的工程费用要尽可能的少， 这样才能使得剪力墙的作用发挥的淋漓精致。（二）加强剪力墙结构应用的有效措施 在对剪力墙形式进行优化设计的过程当中，为的是实现 受力状态的平衡，就应该采用合理的手段。剪力墙形式的安 全可依赖度很不错，所有的结构都能在同一时间发挥出最大 的效用，这样就可以实现有效性目的。因此在对剪力墙进行 优化设计过程当中第一步需要顾及到工程造价以及可靠性， 把这两项因素结合起来有效地调整剪力墙的结构就可以优 化结构设计中的剪力墙形式了。四. 结束语 在剪力墙结构设计中，怎样既能让这种体系刚度大、外 观简洁等优点发挥出来，又能克服其结构本身存在的缺点， 其关键全在于设计。参考文献：1 建筑抗震设计规范 GB50011-20102 高程建筑混凝土