剪力墙结构设计

剪力墙结构设计（精选8篇）

篇1：剪力墙结构设计

摘要:在建筑行业发展中，剪力墙结构是建筑结构中的重要组成部分。剪力墙由于抗震性能好、抗侧刚度大等优点在目前建筑施工中得到广泛推广和应用。为了提高建筑水平、保证建筑质量，在建筑结构设计中应严格遵循剪力墙结构设计原则，规范剪力墙结构设计要点，科学、合理地运用剪力墙结构在建筑结构设计中的优势。

关键词:剪力墙结构;建筑结构;设计;应用

目前，剪力墙结构设计在国内并没有相关规范条例，设计者应用在建筑结构设计中时参照实践经验和建筑实际要求来设计。剪力墙结构能够更好地适应建筑的发展需求，是建筑结构设计中常见的一种结构，设计得当不仅能减少建筑施工时间，以其抗侧刚度大等优势还能增加建筑使用年限，在建筑结构设计中占据着重要的地位。虽然剪力墙结构应用广泛，但是并不是所有建筑都适用，设计者应结合实际情况综合考虑，根据可靠分析来设计剪力墙结构，才能最大限度发挥其作用。

1剪力墙结构概述

1.1剪力墙结构

剪力墙结构是指建筑(包括房屋极其附属的建筑物)用来承受风荷载或者地震等自然灾害引起的水平荷载的墙体，因此又叫做抗风墙、抗震墙或者结构墙。剪力墙结构设计初衷是为了防止建筑结构遭受外力破坏，提高建筑结构的稳固性。所谓建筑结构，根据施工方法分为:混合结构、框架结构、剪力墙结构以及框筒结构等，剪力墙结构具有抗侧刚度大、用钢量小以及抗震性能强等优势，对比其他建筑结构，剪力墙在建筑结构设计中应用较广泛。剪力墙结构的建筑材料一般选用钢筋混凝土，利用钢筋混凝土墙板承受建筑结构来自竖向受力和横向受力，但在实际施工中，剪力墙结构主要指竖向的代替梁柱受力的钢筋混凝土墙板(见图1)，水平方向仍然是用钢筋混凝土的大楼板搭载墙上实现对建筑结构水平力的控制。

1.2剪力墙特征及种类

根据剪力墙的墙体是否开洞以及开洞尺寸的大小，6～7m的为大开间，3～3.9m的为小开间，而小开间剪力墙较经济合理，减少了建筑成本，增大了建筑使用面积。剪力墙结构分别有以下四种:①实体墙，其中只有实体剪力墙结构墙体不开洞。实体墙的变形主要是曲型，墙体承受能力比较强，不会发生突变，稳定性较好。②整体小开口剪力墙，相对来说截面墙体开洞面积较小，占整个墙体面积的比例不超过15%，变形为弯曲型，弯矩图处有可能发生突变。③多肢或双肢剪力墙，墙体开洞面积过大并且洞口成列状分布，弯矩图处不会发生异常情况，受力特点和整体小开口剪力墙相似。④壁式框架剪力墙。墙体开洞面积在几种剪力墙结构中是最大的，墙肢线与连梁线上的刚度比较接近，变形为剪切型，受力特点与框架结构相似。

2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

2.1剪力墙结构设计原则及要点

2.1.1对墙体进行受力分析

剪力墙结构在建筑结构设计中，墙体作为平面构件承受着建筑结构水平、垂直方向的剪力和弯矩，因此，在进行剪力墙结构设计时，要对墙体自身的实际受力情况进行充分研究和分析，保证墙体质量，才能发挥出剪力墙应用在建筑结构设计中的重要效果。

2.1.2平面内搭接

剪力墙的主要作用就是代替原始建筑结构中的梁柱受力，决定了剪力墙结构在同一平面内对自身刚度和承载力的要求。首先，剪力墙结构的平面布置方向应该尽量沿着主轴的方向，不能出现对直或拉通的现象，若方向不一样，则应该使剪力墙结构连在一起，只有这样，剪力墙结构才能发挥出在建筑结构设计中的价值。再者，剪力墙结构在垂直方向上要做到从下往上连续的布置，避免发生刚度突变，且刚度要分配均匀，剪力墙结构开的洞口要形成明确的墙肢和连梁。最后，合理控制剪力墙结构的数量，在建筑结构平面布置和设计时不能使剪力墙结构过于密集，需要平衡抗侧力刚度，如果抗侧力刚度过大，剪力墙结构重力加大，无形中对建筑抗震能力造成威胁。由于处在平面外的刚度和承载力相对较小，在建筑设计剪力墙结构时应尽量避免平面外的梁体与剪力墙连结，影响剪力墙弯矩发生突变导致施工质量问题，实在无法避免的情况下，应当按照相关施工标准加固剪力墙结构(见图2)，确保剪力墙平面内外安全。

2.1.3调整超限

1)剪力墙结构应遵循建筑楼层之间最小剪力数的原则，例如在建筑结构设计初期，考虑到提高建筑抗震性时需要适当降低建筑结构自身重量，剪力结构设计应在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40%以内的前提下，尽量控制剪力墙的数量［1］。2)有必要对楼层之间最大位移与楼层高之间的比例进行调整的原则，为满足地震作用等对建筑造成扭转或剪切变形导致的建筑楼层之间发生位移的需要，剪力墙结构设计不能只依靠控制竖向构件数量来对建筑变形进行处理，调整楼层之间最大位移和楼层高比例可以尽量减少楼层之间的扭转、剪切变形。3)超限的具体内容是依据相关规定，剪力墙结构中连梁剪力和弯矩的跨高比须＞2.5，反之，如果跨高比＜2.5，则视为超过规定限度，但是跨高比大于2.5并不等于越大越好。例如当剪力墙结构连梁跨高比在5～6时，并不会导致连梁刚度发生变化，但是剪力墙出现超限现象，剪力墙结构发生突变概率增大，不利于整体建筑结构施工，这种情况应该采取框架结构的方式设计剪力墙。所以，剪力墙结构设计时，超限调整也是必不可少的内容之一，既保证剪力墙结构质量，又能有效控制建筑结构整体质量。

2.2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

2.2.1平面布置

明确定位剪力墙设计要点，平面布置应尽量均匀、对称，同一平面内外的剪力墙结构的质量中心和刚度中心完全重合，减少扭曲，增加稳固性。建筑结构设计过程中较长的剪力墙结构要设计开洞口，并均匀分配成长度相等的几段墙面，为避免剪力墙发生剪切破坏，相关施工指标规定:每段独立墙面总高度与截面高度之间的比例必须≥2。剪力墙结构洞口一定要保证上下对齐，成列布置，避免墙洞交错叠合导致剪力墙受力刚度减小，否则剪力墙结构容易变形，发生施工事故。在建筑结构抗震功能设计时，进行双向或多向设置对剪力墙结构的功能性有一定的保障，形成一定的空间工作结构，当剪力墙结构洞口与墙边或洞口与洞口之间形成墙肢截面高度与厚度比例＜4的小墙肢时，应该采取框架柱箍筋设计对剪力墙结构进行全高加密。对较长的墙肢要分为两个墙肢施工，超过8m长的墙肢都应设置施工洞使其划分为小墙肢。同时剪力墙结构的抗侧力刚度不宜过大，否则会导致墙体自身重力增大，违背了抗震性能设计的初衷。剪力墙结构的抗侧力刚度值可以通过公式:T=n(0.05～0.06)来计算，式中，n为建筑结构的楼层数，建筑施工建模时计算得出精确数据，防止抗侧力刚度过大影响建筑施工。

2.2.2墙肢截面厚度

剪力墙结构设计应用在建筑结构设计中，对墙体厚度施工有明确规范条例，例如短肢剪力墙，条例规定其底部加强部位不能＜0.2m，其他部位必须＞0.18m。剪力墙的厚度应按阶段变化，为防止剪力墙结构发生刚度突变，剪力墙阶段变化范围应控制为50～100mm，且要均匀连续变化，当混凝土等级和强度改变同时发生时，建筑结构设计必须将两者错开楼层。剪力墙结构墙体厚度的规范性施工能有效保证墙体的稳定性和刚度，直接决定了建筑结构的稳固性和安全性。

2.2.3剪力墙结构连梁钢筋配置

连梁是高层建筑的重要承重构件，按照国家四级地震抗震指标来说，剪力墙结构的配筋率不得低于0.2%，前三级抗震则要求不能低于0.25%。因此，在剪力墙结构设计过程中，连梁配筋率必须严格按照相关指标进行，结合实际对建筑结构连梁进行精确的承压计算，可适当增加剪力墙的配筋率，有效防止扭曲、剪切力对建筑结构的破坏，同时也不可盲目增加，避免剪力墙结构自身重力过大影响其抗震性。

2.2.4边缘构件设计

在建筑结构设计中设计剪力墙时，剪力墙的边缘构件也是一个比较重要的部分。剪力墙结构的边缘构件主要有端柱、暗柱等，增加边缘构件的延展性，结合实际设计需求约束边缘构件设计能防止剪力墙结构产生水平位移等问题。

3结语

在充分保证建筑结构的稳定性及安全质量的前提下，有效降低建设成本，优化建筑结构设计有助于建筑实现效益最大化。建筑结构设计中，剪力墙结构设计应用的重要性和广泛性在国内建筑业已经占据了很大的比例，设计人员在设计剪力墙结构时，应经多番论证结合建筑实际情况和设计要求，以剪力墙种类的多样性和灵活性为基础，遵循设计原则，把握剪力墙的设计要点，促进剪力墙结构设计技术的发展，推动建筑事业取得更大的成就。

参考文献:

［1］付艳强．论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用［J］．科技风，2014，27(1):146－147．

［2］王小引．剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析［J］．门窗，2015，9(3):123，125．

［3］许晓东．建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析［J］．黑龙江信息科技，2014，18(23):277．

篇2：剪力墙结构设计

关键词：建筑建筑；剪力墙；结构设计

1、前言

剪力墙结构不仅具有侧移能力小剪力墙结构不仅具有侧移能力小、抗侧刚度比大的特点，而且具有较强的抗震能力而且具有较强的抗震能力。由于某些剪力墙结构应用较少，因此不少设计人员对剪力墙的概念因此不少设计人员对剪力墙的概念、截面形状尺寸以及相关的技术和规范理解和掌握的还不够健全的技术和规范理解和掌握的还不够健全，从而制约了剪力墙结构设计的进一步发展结构设计的进一步发展。这时就需要对其进行不断的改善，以更好的适应建筑结构设计的发展以更好的适应建筑结构设计的发展。

2、剪力墙结构概述

剪力墙通常又被称为了结构墙剪力墙通常又被称为了结构墙、抗风强或者抗震墙。主要是建筑物或者房屋为了能够承受地震或者风力作用所引起的水平荷载的水平荷载，从而防止建筑结构出现破坏。根据剪力墙结构的不同可以将其分为普通剪力墙结构的不同可以将其分为普通剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框支剪力墙结构支剪力墙结构。普通剪力墙主要是由剪力墙组合在一起的结构体系构体系。

框架—剪力墙结构主要是由框架与剪力墙结合在一起所形成的结构体系起所形成的结构体系，一般应用于局部大空间的建筑物中，不仅要在大空间部位采用框架结构仅要在大空间部位采用框架结构，而且也要采用剪力墙结构从而达到提高建筑物抗震能力的效果从而达到提高建筑物抗震能力的效果。如果剪力墙的底部具有较大空间有较大空间，而剪力墙又无法满足其设计要求时，就需要采用框支剪力墙结构框支剪力墙结构。通常建筑物中所具有的竖向承重构件需要由墙体来承担由墙体来承担，这时的墙体不仅需要承担水平构件给予的竖向荷载向荷载，同时要承担地震或者风力作用传给的水平荷载。剪力墙主要是建筑物的围护墙和分隔墙力墙主要是建筑物的围护墙和分隔墙，所以墙体的设置必须要符合建筑结构和平面布置的要求要符合建筑结构和平面布置的要求，同时要求剪力墙结构体系要具备较高的承载能力和抗侧力能力系要具备较高的承载能力和抗侧力能力，因此其可以应用于较高的建筑物之中较高的建筑物之中。

3、剪力墙的受力变形特点分析

剪力墙结构在水平荷载的作用下剪力墙结构在水平荷载的作用下，将会产生弯矩和水平剪力剪力。其中墙肢截面在弯矩的作用下可能会导致下层层间侧移量比较小移量比较小，而上层层间的侧移量却比较大，从而发生了弯曲型变形型变形，同时在剪力的作用下发生了剪切型变形，一般这两种变形叠加在一起就成为了剪力墙变形的基本特征变形叠加在一起就成为了剪力墙变形的基本特征。根据剪力墙高宽比的大小将其划分为矮墙墙高宽比的大小将其划分为矮墙、中高墙和高墙。随着剪力墙结构高宽比的不断增大墙结构高宽比的不断增大，由于弯矩作用产生的变形也会随之增大之增大，因此高墙在水平荷载的作用下经常会出现弯曲型的变形曲线变形曲线，而对于矮墙来说，其变形曲线会表现为剪切型的变形曲线形曲线。

4、剪力墙结构设计的基本原则

（1）剪力墙结构设计通常要先将剪力墙看成一个长方形的立体结构立体结构，而且一般将高看成是剪力墙的厚度，而剪力墙的高度和宽度则分别是长方形的宽和长度和宽度则分别是长方形的宽和长，其受力结构的特点就相当于主体的受力结构当于主体的受力结构，唯一的区别就是剪力墙结构的长、宽比值与柱体的长值与柱体的长、宽比值存在一定的差距。

（2）在进行剪力墙结构设计时在进行剪力墙结构设计时，每一个剪力墙不仅仅是承受水平荷载受水平荷载，同时还要承受其自身的重力，即纵向荷载。在强风或者地震等强大力度的作用下风或者地震等强大力度的作用下，墙体除了承受上述两种力之外之外，还要承受弯矩力。这时就要求剪力墙不仅要有巨大的刚性力度来抵抗墙体的摇晃刚性力度来抵抗墙体的摇晃，而且还要确保墙体在变形之后还能够继续循环使用还能够继续循环使用。在进行剪力墙结构设计时，要合理布局局，严格禁止出现乱搭乱建现象，同时还要对其进行现场试验验，从而保证剪力墙受压、受重的安全性。

（3）剪力墙结构的受力特点是在墙体平面内所能够承受的最大重力值以及刚度压力是很大的最大重力值以及刚度压力是很大的，但是除墙体平面以外的部分部分，其对上述两种力所能够承受的值就非常小了，因此在进行剪力墙外扩或者搭建时行剪力墙外扩或者搭建时，要采取措施提高剪力墙平面以外的安全性的安全性。

5、在建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

5.1剪力墙结构的合理布置

剪力墙在平面上的布置应该具有规则剪力墙在平面上的布置应该具有规则、简单的特点，并且应该沿着主轴方向或者其他方向进行双向布置应该沿着主轴方向或者其他方向进行双向布置，而且两个方向上剪力墙的侧向高度差距不宜过大向上剪力墙的侧向高度差距不宜过大。在进行剪力墙抗震设计时计时，不要仅在单向布置剪力墙。因为剪力墙的布置会对其自身结构的抗侧刚度产生较大的影响自身结构的抗侧刚度产生较大的影响。在进行剪力墙布置时时，要尽可能的满足周边均匀布置的原则，并且运用相关的设计软件计软件，对剪力墙的结构、受力特点进行有效地分析和计算。例如设计填充墙时例如设计填充墙时，要尽可能满足相应结构设计的要求，适当增加圈梁以及构造柱增加圈梁以及构造柱，确保地震发生时居民能够安全的逃脱脱。还要尽可能采用电梯井、山墙以及楼梯井作为剪力墙。在剪力墙的竖向布置中在剪力墙的竖向布置中，要采取措施避免改变材料轻度和变截面对楼层建设的影响截面对楼层建设的影响，避免墙体刚度发生突变。

5.2剪力墙中连梁结构的设计

连梁结构主要是指剪力墙结构中连接墙肢与墙肢之间的梁梁。剪力墙在受到了水平荷载作用时，墙肢会出现不同程度地扭曲地扭曲，而且在连梁的两端也会产生相应的转角，从而使连梁产生不同程度的反弹作用产生不同程度的反弹作用。对墙肢的连接处理，可以有效的减少变形和内力的作用减少变形和内力的作用，从而改善墙肢受力状态。因此连梁结构被认为是剪力墙结构设计中必不可少的环节之一结构被认为是剪力墙结构设计中必不可少的环节之一，其对墙肢的连接起到了很好的约束作用墙肢的连接起到了很好的约束作用。要采取措施尽量提高塑性铰的性能性铰的性能，不断完善剪力墙抗震结构的设计。连梁结构设计中的截面面积和跨高比会受到一些因素的限制和影响计中的截面面积和跨高比会受到一些因素的限制和影响，进而影响连梁结构的设计质量而影响连梁结构的设计质量。因此，在设计时需对其进行有效地分析效地分析，通笔者认为，可以过减小连梁高度、增加剪力墙洞口的宽度口的宽度、降低连梁的刚度等措施来增强连梁结构的整体质量质量。

5.3剪力墙边缘构造设计

在进行建筑结构设计时在进行建筑结构设计时，首先要对剪力墙的结构特性和受力特点等进行分析受力特点等进行分析，加强剪力墙洞口两侧以及剪力墙两端的强度的强度，必要的时候还可以在剪力墙中适当的部位安装约束边缘构件和构造边缘构件边缘构件和构造边缘构件。在进行约束边缘构件设计时，框筒结构筒结构、框剪结构等的设计规范和标准比较严格高于普通剪力墙的设计力墙的设计。对抗震性能要求不算高，并且没有特殊要求的剪力墙剪力墙，也必须要满足其相应的界限值。大量的研究数据表明明，槽形或工字形截面剪力墙的各项性能要明显好于矩形截面的剪力墙面的剪力墙。

6、结束语

综上所述综上所述，随着建筑行业的不断发展，剪力墙结构的广泛应用可以有效推动建筑结构设计的发展应用可以有效推动建筑结构设计的发展，对其加以利用，能够很好的强化建筑结构设计质量很好的强化建筑结构设计质量。

参考文献：

[1]史涌泉。剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]。世界家苑，20132013（8）：176~177。

篇3：框架-剪力墙结构中剪力墙的设计

建筑技术需要随工业化、城市化的日益发展而发展, 高层建筑越来越成为建筑形式的首选, 因为高层建筑具有节约用地、节省投资等方面的优势。高层建筑结构体系根据抗侧力体系的不同可分为:剪力墙结构、框架结构、框架—剪力墙结构、筒中筒结构和多筒结构体系。

我所参与设计的东北电网电力调度交易中心大楼, 采用的是型钢混凝土框架-剪力墙结构, 此设计获得了省优秀设计一等奖。下面结合设计经验, 就框剪结构中剪力墙的设计加以探讨。

1 确定剪力墙的厚度

框剪结构体系中, 边框柱和边框梁宜作为剪力墙的边缘约束构件。带边框剪力墙的截面厚度在规范中规定分别为: (1) 一、二级剪力墙的底部加强部位抗震设计时的厚度不允许小于200mm, 同时不宜小于层高的1/16;无端柱或翼墙时, 不宜小于层高或无支长度的1/12; (2) 其他情况不应小于160mm, 且不宜小于层高的1/20;无端柱或翼墙时, 不宜小于层高或无支长度的1/16。边框梁的高度可取墙厚度的2倍, 宜取与墙厚度相同的宽度。结构安全和经济合理等特点是一个合理的剪力墙厚度应具有的。

2 框架—剪力墙计算方法

在水平荷载作用下的框架—剪力墙体系, 由框架和剪力墙共同承受外荷载, 这种解析方法是基于连续化思想来计算框架—剪力墙。换言之, 通过刚性链杆, 即刚性楼盖的作用将框架和剪力墙连在一起。相互作用的集中力Pft会在链杆切断后, 在楼层标高处剪力墙与框架间产生。计算时将集中力Pft简化为连续的分布力Pf, 以便于计算。与这相对应, 框架变形与剪力墙相同的变形连续条件, 在每一楼层标高处, 简化为框架变形与剪力墙相同的变形连续条件, 在沿整个建筑高度范围内。位移y与荷载P (x) 之间对普通梁关系如下:

对剪力墙来说, 承受外荷载与框架弹性反力的一个弹性地基梁, 可视其为上端自由下端固定。除承受分布荷载p (x) , 同时承受分布反力Pf, 因引, 在位移与反力Pf、荷载P (x) 之间微分关系如下式所示:

解微分方程求出剪力墙, 也就是求出了框架的位移曲线y (x) , 然后再利用下面所示的微分关系, 求出剪力墙的荷载和内力:弯矩:

剪力:

均布荷载:

可由位移曲线y (x) , 再来求出框架所受的荷载和剪力即:荷载:

可由D值法或反弯点法求得, 式中的CF, 它为框架的剪切刚度, 可用下列规范中的等效公在式考虑柱轴向变形来加以求得。

3 剪力墙的数量和长度的确定

结构在地震作用下的周期、层间位移角等等计算信息, 相对较容易满足。剪力墙和框架柱各自承担的倾覆弯矩之间比例的控制, 应当引起足够的注意, 对此《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010给出了更加详细划分。由公式:L=A/h可以看出, 在确定了剪力墙的厚度和面积之后, 剪力墙的长度通过计算就可以知道了。为了避免剪力墙的脆性的剪切破坏, 要求剪力墙应具有延性, 细高的墙体和高宽比设计成大于2的墙体, 此较容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙, 此时便可以满足此要求。因此, 每个墙段高宽比大于2, 也就是我们设计时应达到的要求, 如果因为墙的长度很长无法满足高跨比的要求时, 开设洞口将长墙分成均匀的、长度较小的联墙肢或整体墙。因为开洞而形成的洞口连梁, 最好采用约束弯矩较小的连梁进行连接, 这样一来, 近似认为墙段本身分成了独立的墙段。另外, 位于连梁两端的剪力墙一般较长, 这样, 连梁与其所连接的剪力墙就形成了一个整体刚度较大, 吸收水平地震力能力较强。此时, 连梁作为剪力墙之间的传力构件就很容易出现剪切超限, 洞口在这时应可以考虑开得大一些。从而位于连梁两侧的剪力墙的长度就可以相应的减小, 由于受弯而引起的裂缝宽度此时也变得较小, 那么位于剪力墙体内的配筋就能够充分的起到作用。

4 剪力墙的布置

4.1 剪力墙布置原则。

(1) 平面形状凹凸较大时, 剪力墙宜在凸出部位的端部附近布置。 (2) 在建筑物的周边、楼梯间、电梯间、平面形状变化和竖向荷载较大等部位宜均匀布置剪力墙。 (3) 纵横剪力墙一般以L形、T形和槽形等形式组成。 (4) 剪力墙总高度与长度之比宜大于2, 而不宜太长。 (5) 剪力墙不宜在防震缝和伸缩缝两侧同时布置, 纵向剪力墙不宜布置在端部, 而应布置在中部。

4.2 剪力墙的设置位置。

剪力墙对于L形、矩形、T形、口形等平面布置, 应沿纵横两个方向。而径向和环向布置则应用于圆形和弧形平面时。分散、均匀、对称、周边布置的原则应用在每个方向的剪力墙布置上。

(1) 分散。地震力分散作用于刚度大致相等的多片剪力墙上, 是剪力墙布置时应加以考虑的。墙体内力很大, 截面设计困难是因为地震力集中作用到一两片刚度很大的剪力墙上, 那么其余较弱剪力墙和框架在主要受力剪力墙破坏后就很难承受该剪力墙传来的地震力, 这时便会导致破坏。 (2) 对称。对称应是剪力墙布置时应尽量做到的, 如果在平面上不容易做到对称布置时, 为使结构的质量中心与抗推刚度中心尽量相接近, 可以通过调整剪力墙的厚度和长度并缩小偏心距, 结构的扭转振动在地震时可以得到减弱。 (3) 均匀。在建筑平面的各个区段应比较均匀地布置同方向的各片剪力墙, 在某一区段内无集中现象, 从而来防止因为过大的楼盖水平变形的原因而引起的地震力在各个框架间的不均匀分配。 (4) 周边。为获得结构抗力的最大水平力臂, 剪力墙尽可能沿结构平面的周边布置, 使整个结构的抗扭转能力得以充分提高。 (5) 双肢墙或多肢墙是在一个独立结构单元内, 同一方向的各片剪力墙设置的主要形式, 而不应是单肢墙, 以避免不稳定的侧移机构在同方向所有剪力墙同时在底部屈服而形成。剪力墙在每一独立结构单元的纵向和横向应沿两条以上, 并且相距较远的轴线进行设置, 尽可能大的抗扭转能力就会在结构内部产生。

5 对于剪力墙设置合理性的检验

合理设计时要求, 水平位移应满足限值, 这是必要的, 而达到这一要求时, 并不说明它便是合理的结构。想成为合理的结构, 周期、地震力大小等综合条件还应加以周全的考虑。

5.1 通过结构自振周期的计算验证剪力墙的布置。

折减的计算自振周期对于比较正常的设计不用考虑, 对于框架—剪力墙结构, T1= (0.06-0.12) ×n, 二、三振型的周期为T2= (1/3-1/5) ×T, T= (1/5-1/7) ×T。

5.2 通过计算结构的底部剪力来验证剪力墙的布置。

各层位移可以根据已有的工程计算结果、截面尺寸、结构布置都比较正常的结构而连成侧移曲线, 此时的曲线应具有反S形且接近于直线。位移曲线在刚度较均匀时是连续光滑的, 没有突然的凹凸变化和折点。通过以上可以验证剪力墙的数量和设置位置的合理性。

6 结语

我们可以根据上述的原则在框架剪力墙结构中做出比较合理的剪力墙布置, 确定出布置方式及数量, 并尽量满足建筑平面布置等项的要求。

参考文献

篇4：简析剪力墙结构设计

【关键词】剪力墙结构；短肢剪力墙；过渡楼层；侧移刚度比；加强部位

1.剪力墙结构概述

剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙；高层建筑结构不应采用全部剪力墙的剪力墙结构；剪力墙較多时，应布置筒体，形成剪力墙与筒体共同抵抗水平力的剪力墙结构。对于12～16层的小高层建筑结构，采用既可以保证结构的刚度、位移，又可以使室内空间方正合理。所以剪力墙结构得以普遍应用。剪力墙的受力、变形特征，类似以框剪结构。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，则传基础荷载更均匀、合理。

2.短肢剪力墙设计的要点

2.1双向布置剪力墙及抗侧刚度

高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。在抗震结构中，应避免单向布置剪力墙，并宜使两个方向抗侧刚度接近，即两个方向的自振周期宜相近。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，使结构具有适宜的侧向刚度。

2.2竖向刚度均匀

剪力墙布置对结构的抗侧刚度有很大影响，剪力墙沿高度不连续，将造成结构沿高度刚度突变，所以应要求剪力墙自上到下连续布置。允许沿高度改变墙厚和混凝土等级，或减少部分墙肢，使抗侧刚度沿高度逐渐减小。

2.3墙肢高宽比

细高的剪力墙容易设计成受弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。在抗震结构中剪力墙结构应具有延性，设计中墙的高宽应比不应小于2。当墙的长度很长时，为了满足每个墙段高宽比大于2的要求，可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的独立墙段，每个独立墙段可以是整体墙，也可以是联肢墙。

2.4剪力墙洞口的布置

剪力墙洞口的布置，会极大地影响剪力墙的力学性能。因此，布置剪力墙洞口时应满足以下要求。规则开洞，洞口成列、成排布置，能形成明确的墙肢和连梁，应力分布比较规则，又与当前普遍应用程序的计算简图较为符合，设计结果安全可靠。同时宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置；对于错洞剪力墙和叠合错洞墙，二者都是不规则开洞的剪力墙，其应力分布复杂，容易造成剪力墙的薄弱部位，常规计算无法获得其实际内力，构造比较复杂。其主要特点是洞口错开距离很小，甚至叠合，不仅墙肢不规则，洞口之间形成薄弱部位，叠合错洞墙比错洞口墙更为不利，设计时应尽量避免。当无法避免叠合错洞布置时，应按有限元方法仔细计算分析并在洞口周边采取加强措施或采用其他轻质材料填充将叠合洞口转化为规则洞口的剪力墙或框架结构；具有不规则洞口剪力墙的内力和位移计算应符合规程的有关规定。

2.5剪力墙和加强部位

抗震结构中出现塑性铰的部位应作为加强部位。而剪力墙顶层、楼电梯间墙等不宜作为加强部位，这样作的目的是对塑性铰部位可以有更明确的措施，与由于温度、收缩等需要的加强措施区别。剪力墙塑性铰出现后，剪力墙应具有足够的延性，剪力墙底部塑性铰出现都有一定范围，该范围内应当加强构造措施，提高其抗剪切破坏的能力。

3.设计的应用范围和加强措施

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，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。当截面高度与厚度之比小于3时，应按柱计算，至于剪力墙高度与厚度之比大于3、又小于5的剪力墙，实际上也是短肢剪力墙，由于它们更弱，可以提出不宜采用小于5的墙肢，对这种小墙肢的轴压比应修予更严格的限制，因此即使采用短肢剪力墙，也要尽可能使墙肢截面高度与厚度之比大于5。近年兴起的短肢剪力墙结构，有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重，应用逐渐广泛。但是由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，考虑高层住宅建筑的安全，其剪力墙不宜过少、墙肢不宜过短，可以对短肢剪力墙的应用范围应在设计中加以限制，并采取一些加强措施。

3.1应用范围

高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。设计时应注意：短肢剪力墙较多时，应布置筒体，形成短肢剪力墙与筒体共同抵抗水平力的剪力墙结构；其次，具有较短肢剪力墙的墙的剪力墙结构最大适用高度应比规范中剪力墙结构的规定值适当降低，7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和60m；对于B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高度高层建筑，即使设置筒体，也不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不属于这种短肢剪力墙与筒体共同工作的剪力墙结构。

3.2加强措施

为限制过多的剪力墙的数量，在抗震设计时，筒体和一般剪力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50%；抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比规范中规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用；目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性；出于改善延性的考虑，抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其延性更为不利，因此轴压比限值要相应降低0.1。

对于短肢剪力墙的剪力设计值，不仅底部加强部位应调整，其他各层也要调整，一、二、级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2，目的是避免短肢剪力墙过早剪坏；短肢剪力墙截面的纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%；对于短肢剪力墙截面最小厚度，无论抗震还是非抗震设计，其厚度都不应小于200㎜；对于非抗震设计，除要求建筑最大适用高度适当降低外，对墙肢厚度限制的目的是使墙肢不致过小。

4.结束语

目前，越来越多的剪力墙结构小高层住宅楼拔地而起，但是，随之而来的是我们发现这些剪力墙结构小高层在施工质量上还存在着一些质量通病，主要表现为剪力墙板混凝土成型质量差、混凝土实体回弹检测强度不高等。在剪力墙布置中洞口宜上下对齐使之受力明确，尽量避免出现错洞与叠合错洞的出现。在短肢剪力墙设计中应注意其肢长、加强部位、构造要求等要求。

【参考文献】

［１］吕文，钱稼茹．基于位移延性剪力墙抗震设计建筑结构学报，1999.3．

［２］高层建筑混凝土结构技术规程，中国建筑工业出版社．

［３］袁端眼，虞焕新．工程结构，同济大学出版社．

［４］全国民用建筑工程设计技术措施·结构.中国建筑标准设计研究院．

篇5：建筑工程剪力墙结构设计分析论文

1.剪力墙结构设计常见问题分析

1.1二十层以下高层剪力墙结构问题

通过之前的调查研究，我们发现目前许多二十层以下的高层建筑中仍然采用的是传统方式施工：现浇剪力墙结构。由于各个墙肢轴压比具有很小的计算值，墙体配筋方式也是采用构造配筋形式，使得原设计墙体应有的承载能力没有真正体现出来，并且建筑工程项目使用使用此种方式施工费用也是很高的。通常遇到这样情况的时候，一般采取现浇联肢短肢结构来代替原有剪力墙结构。采用短肢剪力墙结构能够将建筑结构顶点的位移、周期以及结构底部的剪力把握在可控范围内。

1.2框支剪力墙结构在建筑结构中的问题

在建筑结构中，通常剪力墙的上部主要使用的是短肢剪力墙结构，而在建筑物底部处理上，经常利用全落地剪力墙与框架支撑剪力墙这两项结合作为建筑物底部的结构使用，这类结构常常被利用于商业性住宅小区或者一些底商店铺中，其中最大的一个缺点就是这种结构在遇到地震等自然灾害时特别的脆弱。因为剪力墙在其上部下部之间刚度有很大的差异性，上部能承受较大的外力而保持微弱的形变，下部在同样的震动下，其特别容易产生变形。即便有水平的作用力存在，也会对其有很大的影响。为了因对这种形变问题，通常会采用短肢剪力墙，使剪力墙的剪力系数控制在一定范围内，保证其基本的刚度需求。

1.3二十层以上高层建筑剪力墙结构问题

高层建筑物和低层建筑物不管是从结构设计上，还是在后期的施工技术方法上都存在很大的差异性。面对这样的一些差异，20层以上的高层建筑在建设过程中仍然采用短肢剪力墙体系，没用做到因具体项目而使用不同的剪力墙，这样往往会导致剪力墙的`底部剪力系数达不到标准要求，整个建筑物结构也会出现连锁问题，在这样的建筑物中一般采用的是剪力系数为A，10联以上的剪力墙结构才能达到标准应力要求。

2.建筑工程项目中剪力墙的设计剖析

剪力墙结构设计是建筑结构设计的一部分，其设计要遵循的设计原则，从实际问题出发，为建筑项目施工做好前提工作。

2.1建筑项目剪力墙结构设计的主要原则

剪力墙结构设计要根据现实工程项目中的实际问题，其结构组成主要有墙肢和连梁这两个部分组成，这两个部分在剪力墙结构设计时都会对抗震性及建筑刚度有明确的要求。参与建筑结构设计的设计人员在对这两种结构进行设计时应该根据实际的需要来决定。剪力墙设计的另外一个原则是，所设计的剪力墙结构在工程项目施工中能够发挥出来设计时所要求的功能，并且要对这些结构进行规范，提升其承载力。

2.2剪力墙结构设计的主要内容分析

剪力墙结构设计是一项繁琐复杂的工作，而且要求设计人员耐心、心细，对各个部分的受力情况有深入的了解。其设计一般涵盖以下主要内容：剪力墙设计的主要方法分析、合理布置剪力墙的各部分结构、对剪力墙的延伸性进行有效处理、提升剪力墙结构的性能和强度等。

1)剪力墙设计的主要方法剖析。在所有的建筑项目结构设计时，挑选合适的设计方法、方式是各项工作开始的必要前提条件。剪力墙设计人员应根据具体项目工程情况选择有效合理的设计方案，这也是确保整个建筑物整体的安全和稳定的基础之一。另外，在剪力墙设计方法的选择过程之中，因为剪力墙结构常处在受弯的状态中，这个状态使剪力墙结构常常具有很高的延展性，所以在设计时，要保证其形状为宽细状。在这过程中尤其要注意一点，剪力墙过长的话就会造成低宽剪力墙的出现，达不到基本的抗震性能。设计人员必须拥有基本的物理力学基础，熟悉结构各部分受力情况的计算以及计算机操作，在大量工作实践的基础上，设计出科学规范的剪力墙，使剪力墙的结构能够达到受力分散均匀、合理科学，在保证设计水平得到有效提升的同时促进建筑项目整体的安全稳定。

2)合理布置各部分结构。在设计剪力墙水平方向的剪力过程中，通常需要设计人员以对称的形式来对平面进行有效的设计，从而达到剪力墙的重量核心及刚度核心按照求布置于一起，这样的话，既能够避免了扭矩的出现，同时也可以提高剪力墙的抗震性能。另外一个需要注意的是，在剪力墙设计时确保剪力墙侧向刚度达到设计标准要求，从而使其性能有效的发挥出来。

3)对剪力墙的延伸性进行有效处理。通常剪力墙自身具有较大的延伸性，其延伸性过大，对剪力墙的整体结构及其耐久性产生严重影响，因此设计人员在设计以及施工人员在项目施工过程中，使剪力墙结构的延伸性控制在一定的范围之内，确保其不能够影响到建筑安全稳定。另外，在处理剪力墙结构延伸性问题是，设计人员可以让剪力墙拥有足够的承载力避免其带来破坏现象。通过对剪力墙结构对称合理、受力均匀、上下连贯的设计，可以有效的提升剪力墙对建筑物整体的支撑效果，保障其安全性，从而也使得建筑结构设计的可靠性也进一步提高。

4)设计时提升结构的性能和强度。我国建筑设计规范中已经明确了剪力墙结构设计所要求的性能及强度，使其在建筑工程项目施工过程中水平向和竖向的配筋率都要达到规定水平，即使是非非抗震设计和四级抗震设计也要保证配筋率要在0.20%以上水平，这样才能保障基本的抗震强度及自身所需的稳定性能。

3.结语

篇6：剪力墙结构设计

抗震设计的框架-剪力墙结构，应根据在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值，确定相应的设计方法，

1框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%时，按剪力墙结构设计，框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计;

2当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时，按框架-剪力墙结构的规定进行设计;

3当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%时，按框架-剪力墙结构设计，其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用;

4当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80%时，按框架-剪力墙结构设计，但其最大适用高度宜按框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用，

篇7：剪力墙结构设计

2抗震设计时，房屋的周边应设置边梁形成外框架，房屋的顶层及地下室顶板宜采用梁板结构。

3楼、电梯间及洞口周围宜设置框架梁或边梁。

4无梁板可根据承载力和变形要求采用无柱帽(柱托)板或有柱帽(柱托)板形式。柱托板的长度和厚度应按计算确定，且每方向长度不宜小于板跨度的1/6，其厚度不宜小于板厚度的1/4。7度时宜采用有柱托板，8度时应采用有柱托板，此时托板每方向长度尚不宜小于同方向柱截面宽度和4倍板厚之和，托板总厚度尚不应小于柱纵向钢筋直径的16倍，

当无柱托板且无梁板抗冲切承载力不足时，可采用型钢剪力架(键)，此时板的厚度不应小于200mm。

5双向无梁板厚度与长跨之比，不宜小于下表的规定。

双向无梁板厚度与长跨的最小比值

非预应力楼板

预应力楼板

无柱托板

有柱托板

无柱托板

有柱托板

1/30

1/35

1/40

篇8：浅析剪力墙结构设计

关键词：剪力墙,结构设计,设计的问题

概述

随着楼房高度的不断增加, 较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒, 更重要的是, 侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多, 必须要精心设计来保证。剪力墙结构中, 墙是平面构件, 它除了承受水平作用力和弯矩外, 还承担竖向压力, 在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作, 其受水平力作用下是底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下, 剪力墙除需满足刚度强度要求外, 还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求:墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏, 因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。

一、剪力墙结构的超长问题

《混凝土规范》第9.1.1条中规定现浇混凝土剪力墙结构的温度伸缩缝最大间距:当在室内或土中时为45m;露天时为30m;而现浇框架剪力墙或框架核心筒结构的伸缩缝间距可取45~55m。规范的这一规定显然与现今建筑的体量越来越大但功能又要求不设伸缩缝发生矛盾, 因此目前许多工程中的伸缩缝间距都突破了规范的规定, 笔者认为今后当剪力墙结构超长时, 应该慎重处理为好, 过长时应该尽量设置温度伸缩缝, 宜较严格遵守规范规定的限值, 理由如下:

(1) 剪力墙结构刚度大, 受温差影响大, 混凝土的收缩产生的变形大, 墙体对楼面、屋面产生的约束也大;当结构发生收缩变形时比其他结构易出现裂缝。一些未超长的剪力墙结构产生墙体或楼面裂缝, 其主要原因就在此。

(2) 剪力墙结构多用于商品住房和公寓, 使用状况复杂, 一旦私人购买的房子出现裂缝, 虽然没有安全问题, 但处理起来问题多、难度大、社会影响大。

(3) 混凝土结构受温度或收缩形变的影响与众多因素有关;而体型庞大的剪力墙房屋往往形状复杂, 混凝土收缩大, 约束应力积聚也大, 施工工艺及管理也难控制, 环境影响使变化难于判断, 因此更难于解决混凝土收缩变形时, 在受约束条件下引起拉应力而保证不出现裂缝。

(4) 目前混凝土中水泥用量普遍增大, 加上由于混凝土强度的提高, 使弹性模量增加将引起更大的约束拉应力产生, 使结构出现裂缝的因素增多。

(5) 普遍使用商品混凝土泵送施工, 为了泵送, 增大水泥用量, 减少了中粗骨料含量和骨料粒径, 加上泵送混凝土配合比和施工送料时的不良因素影响等都加大了结构收缩量, 增加产生裂缝的因素。

综上所述, 在处理超长结构时, 特别是处理超长的剪力墙结构时更要特别慎重:当发生实在由于建筑使用功能要求不允许超长建筑设永久缝时, 建议采用对结构施加预应力的方法并结合采用设计构造措施、施工措施共同给予处理。

二、高层剪力墙转角部位开设转角窗的问题

随着建筑平立面体型的多样化, 在不少的居住建筑外墙转角, 客户要求设置转角窗, 高层剪力墙结构的角部是结构的关键部位, 在角部剪力墙上开设转角窗, 这不仅消弱了结构的整体抗扭刚度和抗侧力刚度, 而且使临近洞口的墙肢、连梁内力增大, 扭转效应明显, 对结构抗震不利。

(1) B级高度及9级设防A级高度的高层建筑不应在角部剪力墙上开设角窗或挑阳台。

(2) 8度及8度以下级设防A级高度的高层建筑在角部剪力墙上开设角窗或挑阳台时, 应采取以下措施:

(1) 洞口应上下对齐, 洞口宽度不宜过大, 连梁高度不宜过小, 并加强其配筋及构造;

(2) 洞口两侧应避免采用短肢剪力墙和单片剪力墙, 宜采用“T”、“L”、“[”型等截面的墙体, 墙体厚度在底部加强部位不小于层高的1/12, 其他部位不小于1/15, 且不小于180 mm, 墙端暗柱纵向配筋适当加强;

(3) 宜提高洞口两侧墙肢的抗震等级, 并按提高后的抗震等级满足轴压比限值的要求;

(4) 转角处楼板应加厚, 配筋宜适当加大, 并配置双层双向配筋;也可于转角处板内设置连接洞口两侧墙体的暗梁;

(5) 结构电算时, 转角梁的负弯矩调整系数、扭转折减系数均取1.0, 抗震设计时, 应考虑扭转藕联的影响。

三、剪力墙连梁设计的问题

剪力墙连梁的含义:剪力墙连梁即两端都与剪力墙相连且与剪力墙的夹角不大于25度, 跨高比小于5, 刚度可以折减的梁。在墙肢和连梁的协同工作中, 剪力墙应该具有足够的刚度和强度。剪力墙的设计应该保证不发生剪切破坏, 也就是要求墙肢和连梁的设计符合强剪弱弯的原则, 同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服, 而且要求墙肢和连梁具有良好的延性。连梁一般具有跨度小, 截面大, 与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。因此在实际工程中要使连梁的设计满足强剪弱弯的要求, 就必须考虑以下几个方面:

(1) 关于连梁刚度的折减。连梁由于跨高比小, 与之相连的墙肢刚度大等原因, 在水平力作用下的内力往往很大, 连梁屈服时表现为梁端出现裂缝, 刚度减弱, 内力重新分布。因此在开始进行结构整体计算时, 就需对连梁刚度进行折减。根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》第4.1.7条中规定:“在内力与位移计算中, 所有构件均可采用弹性刚度, 在框架-剪力墙结构中, 连梁的刚度可予以折减, 折减系数不应小于0.55”;

(2) 加连梁跨度减少高度。在连梁设计中, 刚度折减后, 仍可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况, 这时可以增加洞口的宽度, 以减少连梁刚度。减少了结构的整体刚度, 也就减少了地震作用的影响, 使连梁的承载力有可能不超限。如果只是部分连梁超筋或超限, 则可采取调整连梁内力来解决。调整的幅度不宜大于20%, 且连梁必须满足“强剪弱弯”的要求;

(3) 增加剪力墙厚度。亦即增加连梁的截面宽度, 其结果一方面由于结构整体刚度加大, 地震作用产生的内力增加, 另一方面连梁的受剪承载力与宽度的增加成正比。由于该片墙厚增加以后, 地震所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给该片剪力墙, 而是小于这个比例, 因此有可能使连梁的受剪承载力不超限;

(4) 提高混凝土等级。混凝土等级提高后, 结构的地震作用影响增加的比例远小于混凝土受剪承载力提高的比例, 有可能使连梁的受剪承载力不超限;

(5) 地震区高层建筑的剪力墙连梁, 在进行了上述调整后, 仍有部分不符合承载力要求时, 可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力。然后按“强剪弱弯”的要求, 配置相应的纵向钢筋。此时, 如果不能保证连梁在大震时的延性要求, 应重新计算整个结构, 必要时调整结构布置, 使连梁的承载力符合要求。

结语

以上都是在进行剪力墙结构设计工作中经常遇到的几个问题, 这些问题相对都比较复杂的, 只有把互相制约的因素统一协调, 才能取得比较理想的结果。

参考文献

[1]GB50050-2002, 混凝土结构设计规范[S].

[2]曾亚平.剪力墙结构设计中常见问题探讨[J].企业技术开发, 2009.