高层建筑结构剪力墙结构
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析在现代城市的建设中，高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
剪力墙结构作为高层住宅建筑中一种常见且重要的结构形式，其设计的合理性和科学性直接关系到建筑物的安全性、稳定性以及使用功能的实现。
本文将对高层住宅建筑剪力墙结构的设计进行详细的探讨与分析。
一、剪力墙结构的基本概念与特点剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成，这些墙体不仅承担着竖向荷载，还能有效地抵抗水平荷载，如风荷载和地震作用。
其主要特点包括：具有良好的抗侧刚度，能够有效控制建筑物在水平荷载下的变形；结构整体性强，空间整体性好，能够提供较为规则的建筑平面布局；墙体自身的承载能力较高，能够承受较大的竖向和水平荷载。
二、高层住宅建筑中剪力墙结构的设计要点1、结构布置在设计过程中，剪力墙的布置应遵循均匀、对称、周边化的原则。
均匀布置可以使结构在各个方向上的刚度相近，减少扭转效应；对称布置有助于减小水平荷载作用下的偏心影响；周边化布置则能增强结构的抗扭性能，提高结构的整体稳定性。
同时，要注意避免出现短肢剪力墙，因为短肢剪力墙的抗震性能相对较弱。
对于较长的剪力墙，应设置洞口将其分成若干墙段，以避免墙段过长而导致脆性破坏。
2、墙体厚度剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体所承担的荷载等因素来确定。
一般来说，底层剪力墙的厚度较大，随着楼层的增加逐渐减小。
在满足结构要求的前提下，应尽量减小墙体厚度，以增加建筑的使用面积。
3、混凝土强度等级混凝土的强度等级应根据结构的受力情况、耐久性要求以及施工条件等综合确定。
高强度等级的混凝土可以减小墙体的截面尺寸，但过高的强度等级可能会导致混凝土的脆性增加，不利于结构的抗震性能。
4、配筋设计剪力墙的配筋包括竖向分布钢筋和水平分布钢筋。
竖向分布钢筋主要承受墙体的竖向荷载，水平分布钢筋则主要用于抵抗水平荷载产生的剪力。
配筋量应根据计算结果和规范要求进行确定，同时要注意钢筋的间距和锚固长度等构造要求。
高层建筑的结构体系包括框架结构剪力墙结构、框架支撑(延性墙板) 结构剪力墙结构简体结构口型结构等
总结收获和心得体会高层建筑的结构体系是指巫担由恒载和活载产生的紧向荷载、抵抗由风产生的水平荷载及由地震产生的水平作用及竖向作用的骨架。
结构体系由水平构件和紧向构件组成，有的结构体系中还有斜向构件，即支撑。
水平构件包括梁、连梁和楼板，梁和楼板组成楼(屋)盖;竖向构件包括柱和墙肢。
作用在楼板上的竖向荷载传至梁，再传至柱、墙、支撑，或由楼板直接传至柱、墙、支撑，最后传至基础和地基。
作用在房屋建筑上的水平荷载也是通过水平构件传至竖向构件，最后传至基础和地基。
高层建筑的结构体系包括框架结构、框架剪力墙结构、框架支撑(延性墙板) 结构、剪力墙结构、简体结构、口型结>构等。
不同结构体系的受力性能各有特点，其最大的适用高度各不相同。
随着建筑高度的不断发展，高层建筑结构体系也在不断发展、创新，在积累工程经验和科研成果的基础上，逐渐形成更加高效的抗侧力结构体系。
框架结构（例如老区工科实训中心）在2020年10月7日马超老师带着我们考察工科实训中心，正如书上所说，由梁、柱组成的结构单元称为框架;竖向荷载和水平荷载(或水平作用)全部由若干榀框架承担的结构体系，称为框架结构。
框架梁、柱可以分别采用钢、钢筋混凝土和型钢_混凝土，框架柱还可以采用圆钢管混凝土、方钢管混凝土、矩形钢管混凝土。
框架结构可以是4~6m的小柱距，也可以是7~ 10m的大柱距，采用钢梁混凝土组合楼盖时，柱距可以大一些框架结构的建筑平面布置灵活，可以用非承重墙分隔空间，以适应不同使用功能的需求。
框架结构适用于办公楼、教室、商场等房屋建筑。
己框架结构构件类型少，设计、计算、施工相对其他结构类型比较简单，我国很多早期的高层建筑采用框架结构，例如，北京的民族饭店、民航大楼、清华大学主楼等，这些建筑的高度都不大，不超过15层。
总结收获：1，墙角处钢筋钢筋是深入墙体内起拉结作用的，顶上地上是构造柱锚固钢筋。
2，防潮砖防潮地砖可分为两种,一种是表面上釉的釉面砖,另一种是表面不上釉的通体砖,前者虽然在吸水率方面有高有低,但都是吸水的,而后者是正面和反面的材质和色泽一致的、不吸水的。
高层建筑常用的几种结构形式
高层建筑常用的几种结构形式
一、引言
随着城市化进程的加快，高层建筑在城市中扮演着越来越重要的角色。
在高层建筑设计中，结构形式是一个非常重要的考虑因素。
本文将介
绍高层建筑常用的几种结构形式。
二、框架结构
框架结构是一种传统的高层建筑结构形式，它由钢或混凝土框架组成。
框架结构的主要优点是稳定性好、抗震能力强、施工方便等。
但是框
架结构也存在一些缺点，如柱子占用空间大、刚度较大等。
三、剪力墙结构
剪力墙结构是一种通过设置混凝土墙体来承受水平荷载的结构形式。
剪力墙结构具有抗震能力强、刚度大等优点，但也存在缺点，如墙体
厚度大、开间受限等。
四、筒体结构
筒体结构是一种利用圆柱或圆锥形状来承受荷载的高层建筑结构形式。
筒体结构具有空间利用率高、造型美观等优点，但也存在一些缺点，
如施工难度大、建筑面积小等。
五、网壳结构
网壳结构是一种利用薄壳体来承受荷载的高层建筑结构形式。
网壳结
构具有造型美观、空间利用率高等优点，但也存在缺点，如施工难度大、受力分布不均匀等。
六、空间桁架结构
空间桁架结构是一种由钢杆或钢管组成的三维框架结构。
空间桁架结
构具有抗震能力强、空间利用率高等优点，但也存在缺点，如施工难
度大、成本较高等。
七、总结
以上介绍了高层建筑常用的几种结构形式。
每种结构形式都有其优点
和缺点，在设计中需要根据具体情况进行选择。
未来随着科技的发展
和材料的进步，可能会出现更多新型的高层建筑结构形式。
高层住宅剪力墙结构设计控制及调整
高层住宅剪力墙结构设计控制及调整高层住宅设计中广泛采用剪力墙结构，本文给出了剪力墙结构的布置原则及设计时的注意事项；汇总了剪力墙结构计算的各个设计指标以及对应的调整方法。
随着社会进步，科技发展，人们对住宅的功能要求越来越丰富，建筑设计越来越符合功能和审美的要求；为实现建筑的要求，结构选型主要与其使用功能直接相关，同时拟建场地的地理位置，抗震烈度也是影响结构选型的重要因素。
为了进一步提高土地利用率，建设单位倡导建设高层住宅，以满足市场的需求及企业自身经济效益的要求；目前高层住宅成为人们的主要居住形式，高层住宅主要的结构形式多为剪力墙结构。
1剪力墙结构的特点剪力墙结构是由竖向剪力墙和水平楼面梁板组成的结构。
剪力墙既作为承受水平和竖向作用的构件，又有分隔房间的作用。
其布置原则除了应满足建筑使用要求，对结构受力是否合理至关重要，剪力墙布置是否合理进一步决定了该建筑的建设费用，所以更多的建设单位在前期建筑方案及与相应的结构选型上尽量优化，而达到节省造价的目的。
2建模时的注意事项（1）剪力墙：目前结构常用计算软件：中国建筑科学研究院开发的软件PKPM，北京盈建科软件XXXX有限公司编制的软件YJK，均可进行剪力墙结构的计算。
（2）剪力墙平面布置原则：依据建筑平面图：①外墙可布置为剪力墙，增加建筑平面的抗扭刚度。
②内墙布置时，平面均匀对称布置，竖向连续，避免楼层错洞保证剪力墙边缘构件上下连续贯通，同时避免墙肢开洞过大形成抗震性能较差的短肢墙（短肢剪力墙指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙）。
③剪力墙的截面厚度及构造配筋应当依据实际工程剪力墙部位及抗震等级，参见《高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）》7.2.1，10.4.6，《建筑抗震设计规范（GB52022-0510）》（以下简称抗规）6.4.1，6.4.3条。
④内墙长度除应满足建筑条件，还要考虑墙下桩最小桩间距的要求，例如：常规设计时，桩直径700mm，桩间距不小于3倍桩径，加上0.5倍的桩径，建议上部剪力墙的长度为2500mm，上部如有结构洞口，宜尽量使洞口避开桩位。
高层建筑结构设计第4章剪力墙结构设计课件.ppt
4.1剪力墙结构布置与计算基本假定
4.1.1剪力墙结构布置与设计要点 4.1.2剪力墙结构的承重方案 4.1.3计算基本假定 4.1.4剪力墙内力计算
4.1.1剪力墙结构布置要点
剪力墙结构布置与设计要点 1.剪力墙平面布置（双向或多向） 2.剪力墙竖向布置（连续布置，避免突变） 3.剪力墙的配筋 4.剪力墙的墙肢分类 5.短肢剪力墙的设计要求 6.剪力墙结构的典型平面 7.剪力墙结构的变形
a ——洞口两侧墙肢轴向间距
6.4双肢墙内力及位移计算
力与变形关系
M 1 ( x)
EI1 y1"
EI
'
11
M 2 (x)
EI 2 y2"
EI
2
' 2
y1 y2 y
1 2
4.4双肢墙内力及位移计算
根据力与变形关系得不同荷载情况下得微分方程
2 1 1 2
倒三角荷载
( ) 2( ) 2
4.4双肢墙内力及位移计算
1、适用条件： 开洞规则，墙厚、层 高不变的双肢剪力墙。
➢ 判别条件： ＝1～10
4.4双肢墙内力及位移计算
➢ 2、基本假定 （1）忽略连梁轴向变形，即假定两墙肢水平位移完
全相同 （2）两墙肢各截面的转角和曲率都相等，连梁两端
转角相等，连梁反弯点在梁的中点 （3）墙肢截面、连梁截面、层高等几何尺寸沿全高
4.2.5剪力墙截面设计
内力与位移计算思路 N－由竖向荷载和水平荷载共同产生 M－由水平荷载产生 V－由水平荷载产生——受剪(水平钢筋)
压弯构件 (竖向构件)
竖向荷载下的N：按照每片墙的承载面积计算
水平荷载下的M、N、V：按照墙的等效刚度分配至 各墙
高层民用建筑剪力墙结构设计
浅论高层民用建筑剪力墙结构设计摘要：近年来，我国的高层建筑事业发展十分迅猛，加强高层民用建筑剪力墙结构设计的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验，对高层民用建筑剪力墙结构设计进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；优化设计中图分类号： tu398+.2 文献标识码： a 文章编号：一、高层建筑剪力墙结构的概念设计高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载，还要抵抗地震作用，在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，通常可以忽略；而在高层建筑中，水平荷载和地震力的作用将成为高层建筑剪力墙的控制因素。
剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。
剪力墙结构承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。
其特点是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移小，并且由于没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置。
在水平地震作用下，高层短肢剪力墙结构主要表现为整体弯曲变形，底部外围的小墙肢承由于竖向荷载较大，破坏严重，特别是一字形小墙肢的破坏最为严重。
可增加建筑物周边墙肢长度或连梁高度来消除扭转不规则，从而使结构的抗扭刚度明显增大。
为了提高墙肢的承载力和延性，还需加强边缘构件配筋，增大这些部位墙肢纵筋和箍筋的配筋率，严格控制轴压比。
二、剪力墙结构设计方面的优化1、在剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向布置，形成空间结构；抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向布置剪力墙，并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近，以使其具有较好的空间工作性能。
剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使其结构具有适宜的侧向刚度。
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，应力分布比较规则，又与当前普遍应用的计算简图较为符合，设计结果安全可靠。
宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置，当剪力墙的洞口布置出现错洞、叠合错洞时，墙内配筋应构成框架形式。
高层建筑结构4(框架剪力墙结构)ql详解
剪力墙在水平荷载作用下的变形为弯曲型，框架则为剪切型 在结构下部，框架把墙体向右拉，墙将框架向左拉； 在结构上部，框架把墙体向左拉，墙将框架向右拉。
高度 剪力墙
框架－剪力墙
剪力墙 （弯曲型变形）
框架 （剪切型变形）
框架
水平位移
楼板与连梁的连接作用使框架与剪力墙协同工作。 二者之间的相互作用力自上而下大小不同，且方向变化。
总剪力墙的抗弯刚度的计算
1)第i层的m片墙的总抗弯刚度计算：
EW IWi
m
EW Ieqj,i
2)各层墙的抗弯刚度加权平均值
j 1
即为总剪力墙的抗弯刚度：
n
EW IWi hi
EW IW i1 H
总框架的刚度计算
1)第i层m个柱的总刚度计算： 2)各层柱的刚度加权平均值 即为总框架的刚度：
m
p(x)
pF
EW IW
d4y dx4
MW
EwIw
d2y dx2
VW
EW IW
d3y dx3
(
dMW dX
VW )
pW
EW IW
d4 dx
y
4
(
dVW dx
pW )
框架的剪切刚度计算
令产生单位剪切变形所需的剪力为C，称为剪切刚度，
梁的剪切刚度：
C 1,C AG
பைடு நூலகம்G AG
A:梁的截面积；G:剪切模量，μ:剪应力不均匀分布系数。
2.D值法求框架刚度
D
12
ic h2
, ic
EIc h
对于整层框架来说，
D 12
ic
h2
CF
Dh
12 h
ic
高层建筑结构设计 第08章 剪力墙结构的截面设计与构造要求
Mw、Vw——考虑地震作用组合的剪力墙墙肢底部加强部位截面 的弯矩设计值、剪力设计值。
hvw——抗震墙剪力增大系数，一级为1.6，二级为1.4，三级为
1.2。
8.2 剪力墙正截面强度设计
• 墙肢在轴力、 弯矩和剪力共同作用下属于偏心受 压或偏心受拉构件，和柱截面一样，墙肢破坏形 态也分为大偏压、小偏压、大偏拉和小偏拉四种 情况。 其正截面承载力计算方法与偏心受压或偏 心受拉柱相同， 区别在于剪力墙截面的宽度和高 度相差较大， 是一种片状结构。墙肢内的竖向分 布筋对正截面抗弯有一定的作用，应予以考虑。 另外， 剪力墙的墙肢除在端部配置竖向抗弯钢筋 外， 还在端部以外配置竖向和横向分布钢筋， 竖 向分布钢筋参与抵抗弯矩， 横向分布钢筋抵抗剪 力。
200mm
H/20 H/20 H/25 H/25
160mm 160mm 160mm 160mm
h/15 同左 同左 同左
180mm 同左 同左 同左
• 剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C20， 带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构，其 混凝土强度等级不应低于C25，为了保证剪 力墙的承载能力及变形性能，混凝土强度 等级不宜太低。
跨高比不大于2.5时
• 当连梁不满足上面各式的要求，可作如下处理： 减小连梁截面高度，加大连梁截面宽度；对连 梁的弯矩设计值进行调幅，以降低其剪力设计 值；当连梁破坏对承受竖向荷载无大影响时， 可考虑在大震作用下该连梁不参与工作，按独 立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分 析，墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配 筋设计；采用斜向交叉配筋方式配筋。
剪力墙分布钢筋的配筋方式
• 为了保证剪力墙能够有效地抵抗平面外的各种 作用，同时，由于剪力墙的厚度较大，为防止 混凝土表面出现收缩裂缝，高层剪力墙中竖向 和水平分布钢筋，不应采用单排配筋。
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7）当墙厚不能满足以上要求时，需计算墙体稳定：
q E ct3
1
0
l
2 0
Ec:混凝土弹性模量；
q：作用于墙顶组合的等效竖向均布荷载设
计值；t：墙肢截面厚度；l0 ：墙肢计 算长度，详见《高规》附录D。
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
第二节 整体墙和小开口墙
一、整体墙的计算 墙上门窗开洞面积不超过墙面面积的15％，且孔间净距及孔 洞至墙边的净距大于孔洞长边尺寸时，可以忽略洞口的影 响，认为平面假定仍适用，截面应力可按材料力学公式进行 计算，可按悬臂墙计算。 截面面积Aq取无洞截面的横截面面积乘以洞口消弱系数：
2.水平荷载作用下，各片剪力墙通过刚性楼板连接，楼层总 水平荷载按各片墙体刚度分配，分片计算墙体内力。
Vij
Ec Ieqj Ec Ieqj
Vpi
高层建筑结构剪力墙结构
二、剪力墙的分类和计算
2.1整体墙和小开口墙 没有门窗洞口或者洞口面积很小可以忽略，该类型的剪
力墙相当于一个整体悬臂墙，符合平面假定，正应力为直线 分布。
高层建筑结构剪力墙结构
一般规定
1）剪力墙宜双向布置，抗震设计时应避免单向有墙的结构 形式；
2）抗震设计时短肢剪力墙的抗震等级应比规程中的抗震等 级提高一级，短肢墙的截面厚度不应小于200mm。(高
厚比小于8的墙) 3）较长剪力墙宜开设洞口将其分成长度较均匀的若干墙段，
墙段之间采用弱连梁连接，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）按一、二级抗震设计等级设计的剪力墙截面厚度，底部
高层建筑结构剪力墙结构
2.2 双肢墙和多肢剪力墙 开有一排较大洞口的剪力墙为双肢墙；开有多排较大洞口的 剪力墙叫多肢墙。此时截面的整体性已破坏，正应力分布不 再符合直线规律。当洞口更大，连梁刚度很大时，称为壁式 框架。
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
2.3 框支剪力墙 底部为框架结构，上部为剪力墙结构。 2.4 不规则大洞口墙
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
连梁
抗震设计时，沿连梁全长 箍筋的构造按框架梁梁端 加密区箍筋的构造要求配 置。非抗震设计时，沿连 梁全长的箍筋直径不应小 于6mm，间距不应大于 150mm。当连梁截面高 度大于700mm时，其两 侧面沿梁高范围设置纵向 构造钢筋（腰筋）的直径 不应小于10mm。
高层建筑结构剪力墙结构
小开口整体墙的计算
墙肢内力特点： 1)正应力在整个截面上基本是直线分布，
局部弯矩不超过整体弯矩的15％； 2) 大部分楼层上墙肢弯矩不具有反弯点。
M i
0.85M P
Ii I
0.15M P
I
k 1
Ii
i 1
Ni
0.85M P
Ai yi I
****I 为整个剪力墙截面对组合截面
高层建筑结构剪力墙结构
一. 剪力墙结构的计算简图与计算方 法
一、基本假定 1）楼板在自身平面内刚度很大，可视为刚度无限大的刚性
楼板，而平面外刚度很小，可忽略不计； 2）各榀剪力墙在自身平面内刚度很大，而平面外的刚度很
小，可忽略不计。
高层建筑结构剪力墙结构
剪力墙的荷载分配
1.竖向荷载作用下，按每片墙体的受荷面积计算其荷载，直 接计算墙肢上的轴力。
第四章 剪力墙结构
*********剪力墙结构概述**********
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
约束边缘构件和构造边缘构件
抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢 总高度的1/8和底部两层二者的较大值。当剪力墙高度超过 150m时，底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。 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两层的高度及墙肢总高度的 1/8二者的较大值。 一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢 端部应设置约束边缘构件； 一、二级抗震设计剪力墙的其他部位及三、四级抗震设计和 非抗震设计的剪力墙墙肢端部均应设置构造边缘构件。
高层建筑结构剪力墙结构
顶点水平位移统一表达 其中
V0 H 3
配筋
1）一、二、三级抗震设计时竖向和水平分布筋的配筋率不 小于0.25%，四级抗震及非抗震时不应小于0.2%；
2）一般剪力墙竖向和水平分布筋间距均不应大于300mm， 分布钢筋直径均不应小于8mm；
3）剪力墙水平、竖向分布钢筋的直径不宜大于墙肢截面厚 度的1/10。
4）房屋顶层剪力墙以及长矩形平面房屋的楼梯间、电梯间 剪力、端开间的纵向剪力墙、端山墙的水平和竖向分布 钢筋的最小配筋率不应小于0.25%，间距不应大于 200mm。
加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16，且不 应小于200mm；其他部位不应小于层高或无支长度的 1/20，且不应小于160mm。
高层建筑结构剪力墙结构
5）按三、四级抗震等级设计的剪力墙截面厚度，底部加强 部位不应小于层高或无支长度的1/20，且不应小于 160mm。其他部位不应小于层高或无支长度的1/25， 且不应小于160mm。
Aq 0 A
0 1 1.25
Ad A0
高层建筑结构剪力墙结构
Ad：洞口总立面面积 A0:剪力墙立面总墙面面积 A：无洞口截面面积
惯性矩Iq取有洞与无洞截面 惯性矩沿竖向的加权平均值：
n
I jh j
Iq
j1 n
hj
j1
Ij：剪力墙沿竖向各 段的惯性矩有洞
口时扣除洞口影响；
hj：各段高度。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
形心的惯性矩
高层建筑结构剪力墙结构
墙肢剪力的计算 底层按墙肢截面面积分配：
Vi
V0
Ai
k 1
Ai
i1
上部各层剪力可按材料力学公式计算截面的剪应力，各 墙肢剪应力之合力即为墙肢剪力；或按墙肢截面面积和惯性 矩比例的平均值分配剪力，即：
Vi
Vp
1 2
A Ai
Ii Ii
高层建筑结构剪力墙结构
剪力墙的顶点位移计算 剪力墙的等效刚度就是将墙的弯曲、剪切和轴向变形之 后的顶点位移，按顶点位移相等的原则，折算成一个只考虑 弯曲变形的等效竖向悬臂杆的刚度。 有了等效惯性矩，可以直接按受弯悬臂杆的计算公式计 算顶点位移。