剪力墙结构优化设计的
文章编号：1009-6825（2012）22-0063-02
剪力墙结构优化设计的研究
收稿日期：2012-06-02
作者简介：付强（1973-），男，助理工程师
付
强江书瑭
（陕西省宝鸡市建筑设计院，陕西宝鸡721000）
摘
要：基于经济含钢量与高层建筑剪力墙结构的计算等各个方面进行分析，并尝试性对剪力墙结构体系的特点进行分析，探讨了剪力墙结构设计的优化措施以及防范，以实现建筑结构的整体优化，最终让设计更加科学、安全、实用、经济。关键词：剪力墙，优化设计，结构
中图分类号：TU398．2
文献标识码：A
0引言随着社会大众越来越高的建筑要求，在应用高层建筑当中，剪力墙结构已经占据了相当重要的地位。想要高层建筑结构的设计具有较大的经济性，
就需要从含钢量入手，对剪力墙结构进行控制。所以，在对高层建筑的剪力墙结构进行设计时，要从实际出发，根据设计要求详细的进行结构的分析，从而确保在何种情况下，能够控制好最经济的含钢量，也能满足结构的安全要求。1剪力墙结构体系特点
剪力墙是钢筋混凝土高层结构中非常重要的组成部分，剪力
墙是属于截面厚度小高度大而且比较小的片状构件，具有一定的优势，
如：平面内刚度较大，具有一定的承载力。但是同时也具有一定的不利性能：如平面外比较薄弱、剪切变形会比较大。另外，在开洞之后，剪力墙变化形式比较多样化，特别是受力方面比较复杂。因此，剪力墙的设计我们要充分发挥其优势，櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
尽量避免其不70mm 。板的体积空隙率为：（500?550?250）/（600?620?400）=46．2%，折算厚度为：（600?620?400－500?550?250）/620?600=215．18mm ，这样大大减轻了结构的自重。
3．2荷载取值
1）空心楼板面荷载（恒载）：楼板折算厚度自重：0．215?25=
5．375kN /m 2；上下抹灰层自重：0．3kN /m 2；100厚C20混凝土找
平：20?0．1=2kN /m 2；600厚种植土自重：18?0．6=10．8kN /m 2
；80厚嵌草砖及填充层自重：2kN/m 2；上述荷载合计：20．475kN/m 2。
2）空心楼板面荷载（活载）：取3．5kN /m 2。
3．3框架暗梁的确定
框架暗梁断面高度同空心楼盖的板厚均为400mm ，然后按照竖向受力构件的断面尺寸以及梁的跨度，估算暗梁的宽度尺寸；根据等效刚度的原则，来确定PKPM 模型输入时的框架暗梁的断面；最后参考计算的配筋结果来反算框架暗梁的宽度（见图2）。
a ）顺管方向
b ）垂直管方向
50×250×2
35×235×2500
55060
90
2506090
250
图2框架暗梁的断面尺寸
1）刚度折算系数的计算：
I s =（600?4003）/12－（500?2503）/12=2．5490?109mm 4。
b s =12I s /4003
=477．93mm 。
顺管方向γs =477．93/600=0．80。
I c =（620?4003）/12－（550?2503）/12=2．5905?109mm 4。
b c =12I c /4003=485．723mm 。
垂直管方向γc =（485．72+70）/（550+70）=0．896。
2）输入模型参数。
顺管方向模型输入时框架暗梁的宽度为：
B s =800+（4500－800）?0．80=3760mm 。垂直管方向模型输入时框架暗梁的宽度为：
B c =800+（3750－800）?0．896=3443mm 。把以上计算结果输入PKPM 程序中进行计算，参考SATWE 图形文件配筋结果，即为柱上板带部分楼板的配筋结果，按照CECS 175?2004现浇混凝土空心楼盖结构技术规程中的相关要求，现浇暗梁空心楼盖必须设置一定比例数量的钢筋，集中配置在框架暗梁截面内，此项比值可取0．5。根据实际计算配筋量，截面b ?h =800mm ?400mm 的框架暗梁内配置一排直径D =22mm 的三级钢筋比较合适，其余的钢筋应均匀的配置在柱上板带（不包括框架暗梁）宽度范围内，且不小于跨中板带配筋。
4
结语
林州市奥林花苑地下车库2009年5月开始施工，施工过程中
设计人员多次到现场进行指导，
2010年10月进行竣工验收。现已投入使用两年，
车库整体运行情况良好，得到了用户的好评。参考文献：
［1］CECS 175?2004，现浇混凝土空心楼盖结构技术规程［S ］．［2］郑州大学综合设计研究院．现浇暗梁空心楼盖技术工程应
用研究［
Z ］．On selection and design for shed deckhead of underground garage
WANG Wen
ZHANG Wen-gang
（Yubei Water Resource Survey and Design Institute of Henan ，Anyang 455000，China ）
Abstract ：Combining with the underground garage design example of Aolinhuayuan Community in Linzhou ，the study illustrates the selection for the underground garage ’s shed deckhead ，the components of the selected cast-in-place hidden beam hollow floor ，as well as the design and calcu-lation of floors ，and proves by the practice that the design for the garage deckhead is reasonable and its operation is excellent．Key words ：underground garage ，deckhead design ，cast-in-place hidden beam hollow floor
·
36·第38卷第22期2012年8月
山西
建筑
SHANXI
ARCHITECTURE
Vol．38No．22Aug．2012
浅谈剪力墙结构优化设计
浅谈剪力墙结构优化设计 发表时间：2017-05-25T11:39:07.513Z 来源：《基层建设》2017年4期作者：王志华 [导读] 摘要：剪力墙结构的优化设计在高层建筑中起着非常重要的作用，我们在施工设计中应根据具体的要求，选择最合适的优化，这样才能有效地保证我们工作的开展。 石家庄天大卓然建筑设计规划研究中心 050000 摘要：剪力墙结构的优化设计在高层建筑中起着非常重要的作用，我们在施工设计中应根据具体的要求，选择最合适的优化，这样才能有效地保证我们工作的开展。 关键词：高层建筑；剪力墙结构 1、引言 剪力墙结构由于其自身的特点而在高层建筑中获得了非常广泛的应用，但是，随着2010年新的规范颁布，在高层建筑中剪力墙设计遇到了很多的新问题，这些问题困扰了我们工作的开展。那么如何适应新的标准、要求？这就需要我们做好高层建筑中剪力墙结构的优化设计，通过这一优化过程，我们不仅能够解决以往的问题，还能够使其获得更为广泛的应用。 2、剪力墙的概念、种类及设计原则概述 2.1剪力墙的概念 通常为了使框架结构更好的承受因荷载导致的内力以及更好的控制结构水平力，我们会将框架结构之中的梁柱使用钢筋混凝土墙板来代替，在这一过程中所采用的钢筋混凝土墙板结构就是剪力墙结构。在高层建筑中，剪力墙结构受到了广泛的应用。 2.2剪力墙种类 认识剪力墙的种类对于帮助我们优化设计意义重大，剪力墙的种类可以分为：整截面墙、整体小开洞墙、联肢墙。其中整截面墙指的是其墙面上没有洞或者有洞但是洞口相较与墙面积而言较小。一般来说，后者的洞口面积与总面积的比值要小于16%，此外，洞口长边尺寸均小于洞口净距及洞口至墙边的净距。这种整截面墙的受力性能与整体悬臂构件比较相似，它的向应力一般是按照线性分布的，所以在进行设计的过程中我们要注意把竖向的钢筋分置于墙肢的两端部位。整体小开洞墙的洞口相对整截面墙要大些，而且其洞口是上下对齐并按照列来进行布置的，这就产生了较为清晰的墙肢与连梁，而且这种墙肢与连梁的刚度相对是比较均匀的。此外，我们可以将整体悬臂构件作为参考来认识这种剪力墙的受力性能。联肢墙的洞口较大，超过了总面积的16%，且这些洞口按照竖向排列。它的各个墙体之间的连接是有连梁来完成的，其墙肢单独作用比较明显，在连梁的中间部位会有反弯点。 2.3剪力墙在设计过程中应遵循的原则 剪力墙在设计过程中应遵循的原则有：首先其必须要满足位移限值与性能的双重要求，并保证安全与性价比并重；其次，在满足上一点的情况下，我们要尽可能的减少剪力墙的数量，不过要注意的是，数量上依然要满载在基本振型地震作用下，其承受的地震倾覆力矩不小于结构总地震倾覆力矩的50%；最后，其所承担的剪力要大于总剪力的20%。 3、高层建筑剪力墙的特点 高层建筑中，由于高层建筑好比一个放置在嵌固在某个开孔的巨型悬臂梁，这就使得其不仅要保持稳定，还要做好风载的承受工作，这样才能保证建筑内的稳定。所以高层建筑中剪力墙截面墙肢的长度要比其厚度大很多；平面内的刚度以及承载力非常大；平面外的刚度以及承载力相较于平面内却小很多；墙肢是偏心受压构件或者偏心受拉构件；剪力墙结构中，墙作为平面构件不仅要承担者弯矩以及水平剪力，同时好会受到竖向的压力；针对地震以及风载的刚度要求以外，建立架结构还应满足在非弹性的变形反复循环下的延性以及能量耗散等要求。此外，高层建筑中随着高度的增加，位移增加最快，弯矩次之。因此剪力墙还需要很大的康侧刚度，避免高层建筑因水平荷载导致变形过大。 4、在高层建筑中剪力墙结构设计优化的具体措施 剪力墙的设计优化可以从结构设计和结构计算两个方面进行。其中针对高层建筑剪力墙设计方面的优化有剪力墙要沿主轴方向进行双向的设置；截肢面不宜过于复杂；针对比较长的剪力墙要进行合理的开洞口设计；控制好剪力墙平面外的弯矩；剪力墙在从上到下不过程中要避免刚性突变；做好结构分析的工作，对各种因素进行综合的分析。而针对高层建筑剪力墙结构计算方面的优化要基于以下几点：满足露出最小剪力系数的调整原则；满足楼层间最大层间的最大位移和高比值的调整原则；满足以结构扭转为主的第一自振周期Tt和平动为主的自振周期T1之比的调整原则等。以下是在高层建筑设计中关于剪力墙设计优化的一些具体实现。 （1）针对刚度、独立小墙肢的优化 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定要求，我们要严格做好墙肢轴压比以及配筋等的限制工作。在具体的设计中，我们可以通过合并洞口等方式来减少独立小墙肢，或者可以通过对剪力墙的合理布置使其变为墙体的翼缘，这样可以有效地改善其受力状态。 （2）高层建筑中转换层结构的设计的优化 建筑物某楼层的上部与下部因平面使用功能不同，该楼层上部与下部采用不同结构（设备）类型，并通过该楼层进行结构（设备）转换，则该楼层称为结构（设备）转换层。目前的高层建筑多为低层商用，上部住宿的多功能要求，在低层商用要求的大空间与上部住宿要求的多墙多柱的小空间之间，往往需要加设转换层进行转换处理。由于高层建筑转换层的特点导致了我们在对其进行上下衔接的时候务必要处理好内力的传递，这就使得其结构较为复杂，需要我们在剪力墙结构优化设计的时候认真对待。 （3）对于剪力墙连梁设计的优化 在高层建筑中，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，针对连梁高跨比的不同，其截面受剪承受力也会有所不同。因此，我们设计中要对连梁做出塑性的调幅，达到减小低剪力设计值的目的。在设计中我们可以使用两种方法来实现：在计算内力之前先折减连梁的刚度；在计算以后把连梁弯矩与剪力的组合值和折减系数进行相乘。不论哪种方法，我们都要保证剪力值不小于使用值，否则在地震时容易出现裂缝。 （4）对底部加强部位设计的优化 在高层建筑的剪力墙结构中，底部加强部位的高度可以选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2层的高度及墙肢总高度的1/10二者的较大值。
剪力墙结构设计注意要点
剪力墙结构设计要点 整体规定 ◆A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为150、140、120、100、60m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为130、120、100、80m，9度抗震时不宜采用 A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 6度、7度、8度抗震时，将本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用 9度抗震时，应专门研究 （说明：房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度） ◆B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为180、170、150、130m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为150、140、120、100m B级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 6度、7度抗震时，按本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用 8度抗震时，应专门研究 ◆结构的最大高宽比： A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为6、6、6、5、4 B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为8、7、7、6 ◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响； 其他情况，应计算单向水平地震作用的扭转影响
◆考虑非承重墙的刚度影响，结构自振周期折减系数取值0.9～1.0 ◆平面规则检查，需满足： 扭转：A级高度—— B级高度、混合结构高层、复杂高层—— 楼板：有效楼板宽≥该层楼板典型宽度的50％ 开洞面积≤该层楼面面积的30％ 无较大的楼层错层 凹凸：平面凹进的一侧尺寸≤相应投影方向总尺寸的30％ ◆竖向规则检查，需满足： 侧向刚度： 除顶层外，局部收进的水平向尺寸≤相邻下一层的25％ 楼层承载力：A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力（宜）≥相邻上一层的80％ 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力（应）≥相邻上一层的65％ B级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力（应）≥相邻上一层的75％ （说明：楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和） 竖向连续：竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力不得由水平转换构件（梁等）向下传递 ◆水平位移验算： 多遇地震作用下的最大层间位移角≤ 罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角≤1/120 ◆舒适度要求： 高度超过150m的高层建筑，按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最
结构设计论文：剪力墙结构的优化设计
建筑设计论文： 剪力墙结构的优化设计 摘要介绍了高层建筑剪力墙结构在满足规范要求各项技术指标的前提下如何进行优化设计，从而达到降低工程造价的目的。 关键词剪力墙；剪力墙结构；短肢剪力墙；短肢剪力墙结构 1，引言 随着我国经济社会的快速发展，城市土地越来越紧张，住宅类建筑向高层及超高层发展已成为趋势。一般的高层住宅多选用剪力墙结构体系，本人在工作实践中发现，同一建筑平面方案，不同的结构墙体布置其经济指标差异很大，主要是混凝土用量及含钢量差距很大。由于高层住宅建设的量大面广，若不注意提高设计水平则会造成很大的浪费，在地震区也未必对结构有利。本人曾参加过某住宅小区的设计投标，建设单位要求设计院进行初步计算并报出每平方米的用钢量及混凝土量。该小区有16层及12层高层住宅，抗震设防烈度为7 度，场地类别为II类。我院报出的含钢量为45kg／m2，而参加投标的另两家设计院给出的含钢量为65kg／m2及60kg／m2，相差过于悬殊。经查看另两家设计院的图纸，剪力墙布置 过多是造成结果相差悬殊的主要原因。 目前我国房地产业得到了迅猛的发展，不少房地产开发商要求设计单位为其节省工程投资，有些甚至要求限额设计，要求钢筋用量不得超过多少等等。作为一名猪构设计工作者，如何在激烈的市场竞争中立足，如何执行好国家各项设计规范，如何在保证结构安全的前提下使得结构设计经济合理，是值得我们思考的。俗话说“艺高人胆大”，这就要求我们对规范的条文有清楚的认识，理解规范的精髓，灵活运用。
2，高层建筑剪力墙结构的概念设计 《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)规定：高层建筑结构不应全部采用为短肢剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置简体(或一般剪力墙)，形成短肢剪力墙与简体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构。抗震设计时，简体和一般墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50％。一般认为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的40％～50％时属于短肢剪力墙结构。 短肢剪力墙结构抗震性能较差，经济指标不好。如《高规》规定：抗震设计时其抗震等级比一般剪力墙提高一级，对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其轴压比限值相应降低0.1；除底部加强部位外，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2；短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强区部位不宜小于1.2％，其他部位不宜小于1.0％，以上要求加大了剪力墙的截面厚度及配筋率，所以在实际工程中尤其是地震区尽可能避免采用。 设计中应体现使其结构竖向和水平向具有合理的刚度及承载力的分布，尽可能将剪力墙的墙肢截面高度(至少保证一肢)做的比8倍墙厚稍大，符合一般剪力墙，剪力墙也不必按开间布置，两间合并布置为大开间剪力墙，同时满足竖向荷载传递的要求。剪力墙尽可能设计
浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用 经济的不断发展，使得我国的建筑行业得到了更好的发展，建筑行业在不断发展的过程中，要面临的问题也在不断的增多，现在建筑不仅仅要满足人们的居住需求，同时也要满足人们对建筑功能的要求。建筑业在不断发展的过程中，结构也在不断发生着改变，为了满足不同建筑在形状上的不同，在进行设计的时候一定要做到更加满足人们的需求。新的结构模式在不断的出现，这使得建筑结构设计要不断进行创新，剪力墙结构设计在建筑结构中得到了应用，但是在应用的时候，也要不断进行改进。 标签：剪力墙结构设计；建筑；应用 在很多的建筑结构设计中都应用了剪力墙结构设计，这是因为剪力墙结构在性能上有更好的抗震性，同时在刚度上也是非常好的。在进行高层结构设计的时候，剪力墙结构得到了更为广泛的应用。但是在建筑结构设计中，对剪力墙的位置和布置以及尺寸大小，是否符合施工在很多方面并没有明确的规定，这样就使得在进行设计的时候，设计人员只能根据自身的经验来进行设计，同时在进行在对建筑结构进行设计的时候，不可避免的会遇到一些问题，对出现的问题进行更好的解决，才能确保设计的合理性。 1 剪力墙结构设计遵循的基本原则 在建筑设计中进行剪力墙的设计要遵循一定的设计原则，而且在进行设计的时候一定要严格满足这些要求。在进行剪力墙设计的时候，墙高和墙宽是要注意的首要问题，在进行设计的时候经常会出现强面非常大，在厚度上却是非常小，这样在受力方面是存在着一些问题的，同时在进行设计的时候，一定要对建筑中的区分好剪力墙和柱的作用，在肢长和厚度之间是存在一定比值的，当比值小于三的时候就要进行柱的设计，当比值大于三的时候才能进行剪力墙的设计。剪力墙在设计的时候，不仅仅要承担水平面的受力，同时要承受竖向的压力。剪力墙作为一个平面的构件，在弯矩和剪力的综合作用下是要承受很大的作用力的，而且在水平力的作用下，使得剪力墙的强度一定要满足要求，同时要具有一定的延性。剪力墙在使用的时候是要承受一个平面内最大的刚度和承载力的，这样就使得平面外的刚度和承载力相对是较小的。同时在剪力墙和平面外的梁相连接的时候，一定会造成墙肢在平面外出现弯矩的情况，这样就一定要采取相应的措施来进行防范，保证剪力墙在平面也可以是非常安全的。剪力墙在进行设计的时候，要进行设计方面的计算，在竖向和水平力的作用下，要对结构进行整体的分析，保证设计出来的墙体在受力的时候也可以保证能够承受荷载。剪力墙在进行计算的时候，还要对宽度和剪力墙之间的距离进行充分的分析，这样才能更好的确保建筑物的使用效果。 2 剪力墙的特点分类 在建筑结构设计中应用剪力墙结构设计，这要是因为剪力墙在使用的时候表
高层剪力墙结构优化设计分析 (2)
高层剪力墙结构优化设计分析 摘要：只有科学合理的剪力墙结构体系才可以有效保证高层建筑的经济性能与结构安全性能，因此结构设计人员应当根据相关规范的要求和建设单位的需要，来对其高层结构体系进行合理的选择与优化。从结构上来说，高层剪力墙结构钢筋用量较少，整体性较强，结构刚度也较大，经济性也较好。而在高层剪力墙结构优化设计过程中，其整个剪力墙结构体系布置以及调整的过程归根到底就是一个逐渐优化的过程，因为只有当遵循周边均匀对称的设计原则将高层剪力墙结构体系的刚度及位移控制在最为合理的范围内，才能使其整个结构体系发挥出最大的功效。本文针对高层剪力墙结构的优化设计进行了一定的分析和探讨。 关键词: 高层建筑；剪力墙结构；优化设计 一、引言: 随着近年来我国国民经济的显著进步以及城市化建设的飞速发展，特别是高层建筑结构设计的技术发展及其对抗震要求的日趋关注，高层剪力墙结构在高层建筑中的应用已经越来越广泛、越来越普及。与传统的框架结构相比较而言，高层剪力墙结构显得更为通透、宽敞，其不但能够有效提高使用面积，而且使得建筑的使用功能得到优化，同时也可以给业主的装修与自行改造提供一定的灵活性。而从结构上来说，高层剪力墙结构钢筋用量较少，整体性较强，结构刚度也较大，另外还可以在宾馆与住宅等居住型的高层建筑中，通过设计分隔墙来将客房与居室分为小间，从而使得部分承重墙与分隔墙能够在优化配置过程中合二为一，所以相对而言经济性也比较高。本文针对高层剪力墙结构的优化设计进行了一定的分析和探讨。 二、高层剪力墙结构优化设计分析 1、高层剪力墙结构的抗震优化设计 根据相关机构对我国历史上的地震记录进行分析研究后表明，之所以高层剪力墙结构会在地震中出现严重的破坏，究其根本原因就在于高层剪力墙结构的底层刚度与上部刚度之间的差距往往太过于悬殊，一旦当地震作用集中在其底层时，就会导致底层出现极其突出而明显的弹塑性集中变形。因此对于高层剪力墙结构而言，底层刚度与上部刚度之比必须要进行严格的控制，这是最为关键的一点。另外，由于不同地区的抗震设防烈度也不尽相同，因此在高层剪力墙结构设
高层框架剪力墙结构设计实例探析
高层框架剪力墙结构设计实例探析 发表时间：2016-03-07T11:54:20.603Z 来源：《工程建设标准化》2015年10供稿作者：金国祥 [导读] 中国中建设计集团有限公司（辽宁分公司）高层框架剪力墙结构是高层建筑楼房中一个重要的组成部分。 （中国中建设计集团有限公司（辽宁分公司），辽宁，沈阳） 【摘要】随着住房数量的需求的不断增加，以及受到土地资源紧缺现象的控制，当前城市楼层建设主要表现为高层楼房的建设施工。而高层框架剪力墙结构是高层建筑楼房中一个重要的组成部分。笔者结合当前一些比较成功的高层框架剪力墙结构设计案例，对高层框架剪力墙的施工要求和注意事项等进行了深入的分析和研究，希望能够给有关的设计人员必要的参考和借鉴。 【关键词】结构设计；框架剪力墙；结构布置；计算分析 前言 剪力墙结构是目前高层建筑施工中普遍应用的一种建筑形式，该结构设计科学，建筑施工难度小，具有一定的稳固性，安全可靠，目前应用范围越来越广。笔者进行了大量的资料研究和案例分析，总结出剪力墙结构设计的几点主要注意事项，下面进行简单的分析和介绍： 1．框架剪力墙结构布置 （1）双向抗侧力体系和刚性连接。框架—剪力墙结构中，剪力墙是主要的抗侧力构件。结构在两个主轴方向均应市置剪力墙，并应设计为纵、横双向刚接框架体系，尽可能使两个方向抗侧力刚度接近，除个别节点外，不应采用铰接。如果仅在一个主轴方向布置剪力墙，会造成两个主轴方向的抗侧刚度悬殊，无剪力墙的一个方向刚度不足且带有纯框架的性质，与有剪力墙的另一方向不协调，也容易造成结构整体扭转。主体结构构件间的连接刚性，目的是为了保证整体结构的几何不变和刚度的发挥；同时，较多的赘余约束对始构在大震下的稳定性是有利的。 （2）框架—剪力墙结构是通过刚性楼、屋盖的连接，将地震作用传递到剪力墙，保证结构在地震作用下的整体工作的。所以，从理论上来说，剪力墙与剪力墙之间的距离不应该过大，需要严格控制在安全系数之内，否则，两者中间的重力没有承载的媒介，可能会发生坍塌事故。一些施工单位为了节约经济成本，降低施工量，往往会在设计的基础上擅自扩大剪力墙之间的间隔，这些都是违规操作，必须杜绝。 （3）楼板开洞处理。通常来说，如果设计和施工实际情况允许，尽量不进行楼板开洞，但是在实际的施工过程中，存在一些无法避免的客观因素，此时必须进行楼板开洞处理。一旦遇到这类问题，其核心原则就是，尽量缩小开洞的数量和开洞的面积。即使，在设计之初对于重力和承重能力都进行了科学的计算和预测，但是一旦进行了楼板开洞处理，实际的承重情况可能会发生改变，因此施工人员应该提高警惕。 2．结构计算分析要点 框架剪力墙结构的计算应考虑框架与剪力墙两种不同结构的不同受力特点，按两者变形协调工作特点进行结构分析。即使是很规则的结构，也不应将结构切榀，简单地按二维平面结构（平面框架和壁式框架）进行计算。不应将楼层剪力按某种比例在框架与剪力墙之间分配。框架剪力墙结构是复杂的三维空间受力体系，计算分析时应根据结构实际情况，选取较能反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。对于平面和立面布置简单规则的框架—剪力墙结构，宜采用空间分析模型，可采用平面框架空间协同模型，对布置复杂的框架—剪力墙结构，应采用空间分析模型。另外，对于框架—剪力墙结构由于填充墙数量较框架结构少，而比剪力墙结构多，因此其周期折减系数应选取介于两者之间。结合工程实践经验，对于一般情况下当填充墙较多时，周期折减系数可取0.7-0.8，填充墙较少时，周期折减系数可取0.8-0.9。 此外，当今楼房的建设施工过于追求外表形式的新颖，五花八门的楼房外形，给框架剪力墙的结构设计带来了一定的难度。例如，一些建筑在设计之初，出于某种特殊的需求，可能会减少框架柱的数量，此时单根框架柱的承重压力随之增加，这样显然是不合理的，存在较大的安全隐患。对于这一问题，国家相关的管理部门高度重视，并在法律文件中做出了明确的规定：即当某楼层段柱根数减少时，则以该段为调整单元，取该段最底一层的地震剪力为其该段的底部总剪力；该段内各层框架承担的地震总剪力中的最大值为该段的Vfmax。3．高层框架剪力墙实际施工案例分析 某市为了适应市场需求，在城郊附近施工建设了一栋办公楼。地下设有停车场等共三层。地面高度为18层，总计22层。地面建筑结构由左右两个呈扇形的区域构成。该建筑施工总占地面积约为12万平方米。根据本建筑结构的基本属性，以及对相应地质条件等因素的勘察，设计人员采用剪力墙作为其主体框架。综合分析其建筑形式和材料结构，本建筑办公楼的抗震等级为8级，安全等级为2级。由于办公楼内部要求使用高度不低于2.9米，所以施工建设的难度相对来说比较大，综合考量到楼层的建筑结构以及剪力墙的应用，通过不断的调整和反复的测试，目前高建筑办公楼基本上可以达到以下几个要求：（1）根据建筑物的自振周期、位移及地震效应判断结构方案的合理性；（2）得出各构件的内力以及配筋，以判断构件截面的合理性；（3）根据结构内力分析判定结构受力的德弱部位，并在设计中采取加强措施。 受到办公楼内部使用空间的限制和制约，原本应该设计在楼层中间的剪力墙核心筒，需要按照实际情况进行位置的偏移。同时，由于本栋楼的特殊需求，在其他位置不允许继续设计框架剪力墙，这就给施工建设带来了一定的难度。由于操作起来难度系数大，同时安全系数受到了影响，因此设计施工单位经过与投资方的研究分析，最终决定略微增加剪力墙的数量。在此基础上，稍微增加了剪力墙的厚度，以提高剪力墙的承重能力。可见，在实际的施工过程中，由于不同建筑结构具有各自的独特性，因此剪力墙的实际设计都是存在差异性的，但是这种差异性需要建立在安全性之上。 本工程结构整体计算采用中国建筑科学研究院编制的多层及高层建筑结构三维分析与设计软件SATWE，计算时考虑扭转藕联的影响。考虑模拟施工分层加载，振型数取18个，采用侧刚分析方法。计算结果表明，本结构整体刚度在X方向较好，Y方向稍差。两幢楼剪力墙在X方向承担了总倾覆力矩的80%以上，Y方向承担了60%以上；西楼在地震作用下Y方向顶点位移绝对值偏大，最大层间位移接近规范限
剪力墙结构设计要点分析
剪力墙结构设计要点分析 发表时间：2018-06-29T15:17:32.500Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第3期作者：郭凌波 [导读] 随着我国城市土地的日益紧张，为有效利用土地使用率，缓解土地紧张状况，高层建筑如雨后春笋般的涌现出来。 深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司 摘要：剪力墙结构抗侧刚度大及整体性强，能够承受各种荷载并控制结构的水平力等优点，被广泛应用。合理、科学的设计及布置剪力墙结构，对于整体建筑结构的设计可靠性具有重要意义。本文通过某高层建筑剪力墙设计的要点进行分析。 关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计；要点 引言 随着我国城市土地的日益紧张，为有效利用土地使用率，缓解土地紧张状况，高层建筑如雨后春笋般的涌现出来。由于剪力墙具有独特的优势，被高层建筑广泛应用。而剪力墙的稳定性影响着整个建筑结构的安全性，所以要严格的按照剪力墙设计原则，结合建筑设计要求和主要特点，对剪力墙结构进行设计，使其发挥出最优的作用和效果，这也保障了整个高层建筑的可靠性和安全性，使得最终能够获得较好的经济利益。 一、剪力墙的特点 （一）优点 剪力墙结构由于自身具有较强的刚度，性能较强，可以承受荷载力大，特别是水平方向的承载力较强。将剪力墙结构融和到高层建筑建设中，可以把高层建筑内部的承重墙与分隔墙进行有效结合，这对于建筑结构的美观性与安全性具有重要意义。 （二）缺点 虽然剪力墙结构在高层建筑应用有很多优势，但实际运用过程中存在一些不足。如抗震性能减弱、增加建筑整体重量。虽然合理运用剪力墙结构可以降低钢筋的应用率，但对建筑结构的延展性带来一定影响。由于剪力墙的自身承载力受到一定阻碍，这便造成剪力墙的价值无法充分发挥出，虽然剪力墙的刚度可以有效的抵抗侧向变形，但在实际运用中，需要提高高层建筑整体结构的强硬度，进而致使建设成本增多。 二、某高层建筑工程的结构设计概况 某高层建筑共16层，地上15层，地下一层，层高3.8m。采用剪力墙结构承受建筑自身具有的水平荷载力和垂直荷载力，其自身的刚性结构体系具备高抗侧强度，用来进行抵抗水平侧力。 三、剪力墙结构设计的原则 （一）剪力墙的厚度一般比较小，而高和宽的尺寸却比较大，受力形态接近于柱体。但是它与柱体还是存在一定的区别，主要表现在剪力墙肢长与厚度之间的比值，在比值小于等于3时，可以按照柱体来设计，当比值在3～5之间时，被视为异形柱，需要按照双向受压构件设计。 （二）剪力墙的主要特点：在同一平面内荷载力和刚度比较大，而在平面外的荷载力和刚度就相对较小。因此，需要注意不要在平面外接搭，如果实在避免不了时就要按照相关规定采取相对应的措施，确保剪力墙平面外的安全。 （三）在剪力墙的结构设计中，墙属于一个平面构件，在承受着沿着平面作用的水平剪力和弯矩之外，还需要承担竖向压力。由于在多力结合状态下工作，除了要满足刚度的要求之外，还需要满足非弹性变形下的延性。 （四）墙体的设计主要是计算水平和竖向作用下的结构整体的内力，在求得内力后，根据偏拉或者偏压来进行斜截面受剪荷载力和正截面荷载力的计算。 四、关于剪力墙结构存在的主要问题 因剪力墙具有较高的刚度性、整体性以及抗侧力性，现代高层建筑施工中对于剪力墙结构的应用较为广泛。但是其自身也存在着一定的问题：因为剪力墙具有很高的刚度和较强的抗侧力，在地震效应较高的情况下，就会提高建筑基础以及上部结构的建筑成本；在建筑的过程中，如果混凝土使用较多，就会对建筑物自身的重量以及对具有的平面功能造成影响；剪力墙墙肢结构本身的轴压力不高，就不能充分发挥自身承载压力的作用；剪力墙结构都有相应的配筋标准，如果配筋率太低就会影响其延性。所以，将剪力墙结构运用在高层建筑的结构设计中时，不但要考虑到剪力墙结构的抗侧能力，还要对建筑工程的成本进行考量。 五、高层建筑剪力墙结构设计需要重视的要点 （一）布置剪力墙结构 钢筋混凝土剪力墙能够承担风荷载力、水平地震作用力以及竖向荷载力，所以在设计剪力墙时，要考虑建筑物的基本要求，布置剪力墙时尽量形成连续的完整框架，尽可能进行规则的对称布置，防止出现扭转效应。 1.关于短肢剪力墙结构的选择 使用短肢剪力墙结构可以对建筑进行灵活设计，能够减少建筑结构的重量，但是这种结构的抗震性能不高，无法很好的保证建筑的安全性，所以要慎重选择短肢剪力墙结构。 2.关于独立的小墙肢 高层建筑结构中如果出现独立墙肢，会给施工增加难度。在工程设计中，可以通过合并洞口，科学布置剪力墙的方式来消除独立墙肢，施工难度可以降低。 3.关于剪力墙结构整体刚度 剪力墙结构刚度很大，一般来说周期较短，相应地震力较大，如果剪力墙结构刚度过大，不仅材料消耗多不经济，而且因为地震效应比较高，连梁超筋、墙肢以及截面无法满足抗剪力的标准，会增大截面设计的难度，所以，对剪力墙结构的整体刚度需要通过合理计算和
剪力墙结构设计计算要点和实例
剪力墙计算 第5章剪力墙结构设计 本章主要内容： 5.1概述 结构布置 剪力墙的分类 剪力墙的分析方法 5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算 整体剪力墙的计算 整体小开口剪力墙的计算 5.3联肢剪力墙的计算 双肢剪力墙的计算 多肢墙的计算 5.4壁式框架的计算 计算简图 内力计算 位移的计算 5.5剪力墙结构的分类 按整体参数分类 按剪力墙墙肢惯性矩的比值 剪力墙类别的判定 5.6剪力墙截面的设计 墙肢正截面抗弯承载力 墙肢斜截面抗剪承载力 施工缝的抗滑移验算 5.7剪力墙轴压比限制及边缘构建配筋要求 5.8短肢剪力墙的设计要求 5.9剪力墙设计构造要求 5.10连梁截面设计及配筋构造 连梁的配筋计算 连梁的配筋构造 5.1概述 一、概述 1、利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构，称为剪力墙结构体系。墙体同时也作为维护及房间分隔构件。 2、剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制，一般为3～8m。因而剪力墙结构适用于要求小房间的住宅、旅馆等建筑，此时可省去大量砌筑填充墙的工序及材料，如果采用滑升模板及大模板等先进的施工方法，施工速度很快。 3、剪力墙沿竖向应贯通建筑物全高，墙厚在高度方向可以逐步减少，但要注意
避免突然减少很多。剪力墙厚度不应小于楼层高度的1/25及160mm。 4、现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平力作用下侧向变形很小。墙体截面面积大，承载力要求也比较容易满足,剪力墙的抗震性能也较好。因此，它适宜于建造高层建筑，在10～50层范围内都适用，目前我国10～30 层的高层公寓式住宅大多采用这种体系。 5、剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的，主要是剪力墙间距太小，平面布置不灵活，不适应于建造公共建筑，结构自重较大。 6、为了减轻自重和充分利用剪力墙的承载力和刚度，剪力墙的间距要尽可能做大些，如做成6m左右。 7、剪力墙上常因开门开窗、穿越管线而需要开有洞口，这时应尽量使洞口上下对齐、布置规则，洞与洞之间、洞到墙边的距离不能太小。 8、因为地震对建筑物的作用方向是任意的，因此，在建筑物的从纵横两个方向都应布置剪力墙，且各榀剪力墙应尽量拉通对直。 9、在竖向，剪力墙应伸至基础，直至地下室底板，避免在竖向出现结构刚度突变。但有时，这一点往往与建筑要求相矛盾。例如在沿街布置的高层建筑中，一般要求在建筑物的底层或底部若干层布置商店，这就要求在建筑物底部取消部分隔墙以形成大空间，这时也可将部分剪力墙落地、部分剪力墙在底部改为框架，即成为框支剪力墙结构，也称为底部大空间剪力墙结构。 10、当把墙的底层做成框架柱时，称为框支剪力墙，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大的内力和塑性变形，致使结构破坏。因此，在地震区不允许单独采用这种框支剪力墙结构。 11、剪力墙的开洞：在剪力墙上往往需要开门窗或设备所需的孔洞，当洞口沿竖向成列布置时，根据洞口的分布和大小的不同，在结构上就有实体剪力墙、整体小开口剪力墙、联肢剪力墙、壁式框架等。
浅谈建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
浅谈建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用 随着经济社会的快速发展，我国建筑设计水平也不断提高。当前随着城市化进程的不断加快，城市资源的日益紧张，这都给建筑结构设计带来严峻挑战。剪力墙本身的刚度较大，整体性也较好。剪力墙能够具有良好的抗震性能，同时它的价格成本也比较低廉，因而被广泛地应用于高层混凝土建筑中。在今后发展过程中设计人员只有不断加强剪力墙结构的应用，才能满足实际要求。 标签：建筑结构；剪力墙结构设计；应用 1、剪力墙结构设计原则 在剪力墙结构设计过程中，剪力墙要按墙肢截面高度与其厚度的比值判断其类型，按柱或者按双向受压构件进行设计。剪力墙既要达到一定的刚度，还要具有一定的变形性能和延伸性能。高层建筑剪力墙结构会承受多方面的荷载与压力，一方面要承担水平剪力和弯矩，另一方面要承擔建筑物的竖向压力。剪力墙在承受弯矩、轴力和剪力等多种力的荷载状态下工作，设计师在设计剪力墙时要考虑到剪力墙的弯曲性能和延伸性，这样既可以提升建筑物的抗震性能，同时还能够避免脆性对建筑物造成的影响。剪力墙在设计的时候要切忌与平面外进行搭接，若必须进行搭接时，需要采取相应措施，以确保剪力墙的平面安全。 2、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用 2.1剪力墙结构的合理布置 剪力墙结构设计中，必须沿主轴方向双向均匀布置，两个方向抗侧刚度不应有较大差别，不宜采用单向方式进行布置。在设计时应当注意刚度的中心应尽量与质量中心相近，以尽可能的减小地震带来的结构性扭转。在对剪力墙进行结构性布设时，墙肢的选择上以T型和L型为宜，而不应该选择“一”字型的墙肢。 为了减轻剪力墙结构的自重，同时达到加大建筑空间的目的，剪力墙的布置应以满足规范的侧移限制为好，而不应一味的顺应刚度需求，而使得剪力墙设计的布置过于密集。在进行剪力墙设计时，竖向刚度必须匀称，由下到上的连续布置，可以根据高度的不同对剪力墙的厚度以及混凝土等级进行相应的调整。同时，剪力墙上必须布置洞口，尽量成排排列，这样就能够形成明确的墙肢和连梁，使得应力分布较为均匀，同时尽可能的符合计算简图，使得设计结果的可靠度较高。 2.2科学确定剪力墙结构的设计厚度以及长度 在开展剪力墙结构设计工作时，应当科学的确定其厚度以及长度。其中在厚度设定方面，根据相关抗震规定要求，在建筑抗震等级大小在一、二级的情况下，剪力墙结构的底部加强墙厚应当设置在两百毫米左右，同时要求其应超过楼层高度大小的十六分之一，同时其它地方的墙厚需要维持在160毫米左右。在开展设
浅谈混凝土剪力墙结构设计
浅谈混凝土剪力墙结构设计 摘要：剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构形式，是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构，被广泛运用于现代高层建筑。相对于框架结构，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。以此，笔者结合实际和国家规范条文对剪力墙结构做出以下讨论。 关键词：高层建筑；剪力墙；概念设计；结构设计；计算原则；墙体配筋 abstract: the shear wall structure as the main structure form in tall buildings, is adapted to the architectural requirements and the formation of the special shear wall structure, is widely used in modern high-rise building. relative to the frame structure, the shear wall structure 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
某高层住宅剪力墙结构优化设计
某高层住宅剪力墙结构优化设计 发表时间：2014-09-17T09:27:44.653Z 来源：《工程管理前沿》2014年第7期供稿作者：段雨秋 [导读] 设计过程中，要充分利用现有软件计算快速的优势，布置多种方案，分析比较计算结果，以期达到最优的设计。 段雨秋（广东省轻纺建筑设计院） 摘要：近几年，随着我国经济的快速发展，我国城市高层建筑也随之快速发展，一栋栋高楼拔地而起，由此产生了一个新名词：含钢量。含钢量直接影响着工程的建筑成本，成为了建设单位尤其是房地产开发商追逐的一个目标。在这些高层建筑中，剪力墙结构由于其在使用空间上所具有的各种优越性，受到了人们的欢迎，尤其是其满足了住宅功能的要求，更是受到了房地产开发商的青睐。剪力墙结构已成为高层住宅的主要结构形式。本文结合工程实例，仅对剪力墙结构怎样进行优化设计，保证结构安全的同时，达到理解的经济效果进行了总结分析，并提出了相关建议和措施。 关键词：剪力墙；结构设计；优化；含钢量1 剪力墙结构特点剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及楼盖所组成的空间结构，承受竖向荷载和水平荷载，是高层建筑中常用的结构形式。由于纵、横向剪力墙在其自身平面内的刚度都很大，在水平荷载作用下，侧移较小，因此这种结构抗震及抗风性能都较强，承载力要求也比较容易满足，适宜于建造层数较多的高层建筑。根据剪力墙墙肢的长度，剪力墙结构分为普通剪力墙结构和短肢剪力墙结构。《高规》规定：截面厚度不大于300mm，墙肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8 的为短肢剪力墙结构。短肢剪力墙结构相对于剪力墙结构其抗侧移刚度较小，规范规定不能采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构，短肢剪力墙较多时，应利用电梯、楼梯间布置筒体，形成短肢剪力墙与筒体共同抵抗水平力的剪力墙结构。对于层数较少的高层住宅，可以采用短肢剪力墙结构体系，避免剪力墙结构轴压比太低，墙体承载力不能充分发挥，造成浪费。20 层以上的建筑一般采用剪力墙结构。 2 工程实例2.1 工程概况某小区高层住宅群，位于湖北省某地，抗震设防烈度6 度，场地类别Ⅲ类。项目共十栋住宅，另有一层地下室。住宅层数为23~25层。本文以1#2#住宅为例，详细介绍结构布置及优化过程。 1#2#住宅建筑面积20798.8 平方米，共23 层，首层及二层层高4.5 米，其他层层高3 米，一层地下室。结构在中间设置一道伸缩缝，缝宽200mm，满足抗震要求。结构平面如下图所示。 2.2 结构布置及优化结构平面布置在满足建筑使用要求的前提下，应尽量简洁、规则，结构的刚心和质心一致。剪力墙应沿建筑物全高布置，各层门窗洞口应上下对齐，形成明确的连梁和墙肢，避免错洞剪力墙和叠合错洞剪力墙。剪力墙的墙厚和混凝土强度等级沿建筑物高度连续变化，避免刚度突变。剪力墙墙肢不宜过长，规范要求不大于8m。 根据本项目建筑平面特点，设计人员初步方案确定采用剪力墙结构体系，结构平面布置尽量均匀对称，减少扭转的影响，并在电梯及楼梯部位设置了筒体，剪力墙的墙肢厚度200mm，长度2000mm，由于首层和二层层高较高，剪力墙墙肢厚度增加为300mm。经初步计算后发现，结构整体偏刚，位移角较小，且含钢量偏大，不能满足业主要求。通过调整，取消了电梯及楼梯间周围的筒体，布置成普通的剪力墙，其他墙肢长度也同时修改为1700mm，底部三层剪力墙混凝土强度等级C40，上部楼层均匀变化为C35、C30。采用PKPM 计算后，结构刚度适中，分布均匀，周期及位移角有所增加，但均在合理范围内。结构轴压比也略有增加，一般在0.5 左右，不超过0.55。结构计算主要参数如下：经过设计人员合理优化平面布置后，PkPM 初步计算剪力墙的配筋大多为构造配筋，其节点区主筋、箍筋以及墙段水平分布筋的配筋均按规范的最小配筋率配置。初步统计，优化后剪力墙部分的钢筋含量减低了近1/3。 3 优化的目的-含钢量3.1 含钢量现在已经成为建设方和设计人员最关心的话题和一直努力的目标。一些房地产开发商对结构的含钢量进行了详细的统计，并对结构设计提出了明确的要求。影响含钢量的因素很多，首先是建设地的基本信息，如抗震设防烈度、场地类别、基本风压。这些是设计人员无法改变的。在这些外部因素一定的条件下，怎样把建筑设计的即安全又经济是设计人员要努力的工作。这个工作既包括建筑师也包括结构师。据统计，层高每增加10mm,含钢量可以增加2%，拐角窗的设计使含钢量增加1%。因此对建筑师而言，首先要尽量降低建筑层高，采用轻质的砌体材料，减轻结构的自重，由此可以降低梁柱的配筋和基础的造价。其次，立面复杂程度也会对含钢量有影响，如飘窗台的设计、转角窗，在满足立面效果的前提下，应尽量减少细节的设计。对结构师而言，笔者认为合理的平面布置才是关键。对剪力墙结构来说，墙肢应均匀布置，长度不宜过长，刚度不宜过大，在满足规范规定的楼层最大位移、位移比和剪力系数等参数的基础上，应使计算结果尽量接近规范值。要尽量减少剪力墙的布置，以大开间剪力墙布置为最佳，有效减轻结构自重，减少基础以致整个工程的造价。 设计过程中，要充分利用现有软件计算快速的优势，布置多种方案，分析比较计算结果，以期达到最优的设计。 3.2 根据PKPM 的统计结果，框架梁的含钢量占总含钢量的一半以上。如何控制框架梁的含钢量对整个结构的优化有着重要的影响。对于剪力墙结构，框架梁的跨度一般都比较小，对跨高比不大于5的梁按连梁设计，对跨高比大于5 的按框架梁设计。本工程采用如下
浅谈高层剪力墙结构的设计
2010年第08期(总第123期) 沿海企业与科技 COASTAL ENTERPRISES AND SCIENCE&TECHNOLOGY NO.08,2010 (Cumulatively NO.123)浅谈高层剪力墙结构的设计 刘拥军 ［摘要］城市离不开建筑，建筑又是创造生活的一种手段。如今，高层建筑已成为城市建筑、地域生活的主流。文章从剪力墙结构设计的基本概念谈起，浅谈剪力墙结构受力特点和设计的若干建议，以供设计者参考。 ［关键词］高层结构；剪力墙；受力；设计 ［作者简介］刘拥军，广西城乡规划设计院助理工程师，研究方向：结构设计，广西南宁，530022 ［中图分类号］TU973.31［文献标识码］A［文章编号］1007-7723（2010）08-0103-0002 一、引言 随着人们对住宅，特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高，普通框架结构和框架—— —剪力墙的露柱露构件对建筑空间的严格限定与分隔己不能满足人们对住宅空间使用和立面美观的要求。纯剪力墙结构既可以保证结构的安全可靠性，又可以使室内空间合理墙面平整，所以高层建筑结构中便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，但比框架结构的刚度分配、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，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。基于这种情况,本文将浅谈高层剪力墙结构受力特点和设计的若干建议。 二、剪力墙结构的受力特点 剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及楼盖所组成的空间结构，承受竖向荷载和水平荷载，是高层建筑中常用的结构形式。由于纵、横向剪力墙在其自身平面内的刚度都很大，在水平荷载作用下，侧移较小；因此这种结构抗震及抗风性能都较强，承载力要求也比较容易满足，适宜于建造层数较多的高层建筑。一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙；短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5∶8的剪力墙。剪力墙主要承受两类荷载：一类是楼板传来的竖向荷载，在地震区还应包括竖向地震作用的影响；另一类是水平荷载，包括水平风荷载和水平地震作用。剪力墙的内力分析包括竖向荷载作用下的内力分析和水平荷载作用下的内力分析。在竖向 荷载作用下，各片剪力墙所受的内力比较简单，可按照材料力学原理进行。在水平荷载作用下，剪力墙的内力和位移计算则比较复杂。理论分析和试验研究表明，在水平荷载作用下剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙上的开洞情况。洞口是否存在，洞口的大小、形状及位置的不同都将影响剪力墙的受力性能。剪力墙按受力特性的不同主要可分为整体剪力墙、小开口整体剪力墙、双肢墙（多肢墙）和壁式框架等几种类型。不同类型的剪力墙，其相应的受力特点、计算简图和计算方法也不相同，计算其内力和位移时则需采用相应的计算方法。整体剪力墙如一根悬臂杆件，在墙肢整个高度方向上，弯矩图既不发生突变又不出现反弯点，变形曲线以弯曲型为主；小开口墙与双、多肢剪力墙，在连梁高度处的墙肢弯矩有突变，但在整个墙肢的高度方向上，它没有或仅仅在个别楼层才出现反弯点，剪力墙的变形曲线依然以弯曲型为主。总之，剪力墙的受力需具体情况具体分析，应按能反映其性态的结构体系计算。 三、剪力墙设计的建议 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。剪力墙墙肢截面宜简单、规则。剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。遵循这样的规范原则，剪力墙的布置：（1）遵循均匀、分散、对称和周边的原则。（2）剪力墙应沿房屋纵横两个方向布置。（3）剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及楼（电）梯处。（4）在平面布置上尽可能均匀、对称，以减小结构扭转；不能对称时，应使结构的刚度中心和质量中心接近。（5）在竖向布置上应贯通房屋全高，使结构上下刚 103