「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念（共14篇）

篇1：「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

一.剪力墙设计中的基本概念

1.剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小，几何特征像板，受力形态接近于柱，而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值，当比值小于或等于4时可按柱设计，当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱，按双向受压构件设计，

2.剪力墙结构中，墙是一平面构件，它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力;在轴力，弯矩，剪力的复合状态下工作，其受水平力作用下似一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。

3.实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙：整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。整体墙受力如同竖向悬臂，当剪力墙墙肢较长时，在力作用下法向应力呈线性分布，破坏形态似偏心受压柱，配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏，提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率;为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长，以防止截面应力相差过大。

联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙，但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多，墙肢单独作用显著，连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。

壁式框架：当剪力墙开洞过大时形成宽梁、宽柱组成的短墙肢，构件形成两端带有刚域的变截面杆件，在内力作用下许多墙肢将出现反弯点，墙已类似框架的受力特点，因此计算和构造应按近似框架结构考虑。

综上所述，设计剪力墙时，应根据各型墙体的特点，不同的受力特征，墙体内力分布状态并结合其破坏形态，合理地考虑设计配筋和构造措施。

4.墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析，求得内力后按偏压或偏拉进

行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中，对带翼墙的计算宽度按以下情况取其小值：即①剪力墙之间的间距;②门窗洞口之间的翼缘宽度;③墙肢总高度的1/10;④剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。

5.为了保证墙体的稳定性及便于施工，使墙有较好的承载力和地震作用下耗散能力，规范要求一、二级抗震墙时墙的厚度应≥160mm，底部加强区宜≥200mm，三、四级抗震等级时应≥140mm，竖向钢筋应尽量配置于约束边缘。

以上所述的剪力墙设计中的概念问题可能绝大部分设计人员都懂，但实际应用到工程设计中，施工图纸表达出来的东西有时则存在很大差别，追究原因，许多是与具体的构造处理有关，因此造成墙的截面和配筋差别大不合理。

二.剪力墙的边缘构造

1.结构试验表明矩形截面剪力墙的延性比工字形或槽形截面剪力墙差;计算分析表明增加墙肢截面两端的翼缘能显著提高墙的延性;因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性，还能防止剪力墙发生水平剪切滑动提高抗剪能力，

从89规范开始在剪力墙中提出了暗柱、端柱、翼墙(柱)、转角墙(柱)，也就是目前规范中的约束边缘构件或构造边缘构件的抗震措施。

2.对规范的不同理解往往产生了五花八门的设计。有人将每一轴线的墙理解为一片墙仅在端墙设暗柱，有人将凡是拐角或洞口边都设暗柱，而即使是公开发表出版的权威参考书或设计手册对暗柱(翼墙柱)的截面取值也出现了以下三种不同尺寸，因此造成配筋的差别很大，甚至相同的资料由于出版的时间不同，对规范的理解也有所不同。

3.从开始实施的建筑结构规范，根据结构类型及受力状况，对剪力墙两端及洞口两侧的加强边缘，按墙肢在重力荷载代表值作用下墙肢轴压比的界线及加强部位要求分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。

“抗规”GB50011-规定抗震墙结构、部分框支抗震墙中落地剪力墙当一、二级抗震时底部加强部位及相邻的上一层均应按要求设置约束边缘构件;但对于一般抗震墙结构(除部分框支墙外)当满足墙肢轴压比限值界线值时可按规定设置构造边缘构件。“抗规”未明确框架-剪力墙结构中的剪力墙需设置约束边缘构件时抗震墙的抗震等级和轴压比界限值;但根据混凝土规范11.7.14条笔者理解框架-剪力墙不受一、二抗震等级限制，凡底部加强区及其上一层当不满足轴压比限界时则均应设约束边缘构件。综合分析“抗规”、“砼规”和“高规”设计约束边缘构件时，框剪结构、框支结构、框筒结构的要求应严于一般剪力墙结构，因此规范要求的条件也就多了一些，设计中应引起注意。由于各规范标准的的编写出版、发布、实施的时间不同，加上编写人认识上的差别，各规范在一些条文内容上还存在不协调和不一致的地方。在此必须指出设计中不但要复核短墙肢轴压比，也要复核长墙肢的轴压比：抗震墙结构中，当层数在15层以内时其墙肢轴压比一般都小于0.2，所以一般除9度地震区外，都可以不设约束边缘构件(高层底部加强区除外)，只需设计构造边缘构件，不少设计都忽视了这点，造成浪费。

4.规范标准之间矛盾问题举例

①.GB50011-2001第6.4.7条规定暗柱截面长度仅需满足bw及≥400mm，不要求满足lc/2,在翼墙(柱)中只要求满足壁柱≥300mm，不受墙厚bw的限制，而与“砼规”的要求矛盾。笔者认为“抗规”GN50011的规定比较合理;实际工程中按现行规范要求需要设暗柱之处绝大部位为对门窗洞口边缘的加强，其墙肢属于联肢墙，非一字型矩形墙体，联肢墙连梁起耗散地震能量作用，受力状况和延性较好，在整体受力时当洞口较小时，往往墙体显槽形截面，因此在剪力墙结构中除设置角窗处外，暗柱截面尺寸不必过大;而翼墙(柱)处实际上只是建筑横墙肢的端边缘，不属纵墙肢的端边缘，在纵向水平力作用下，纵向墙法向应力呈线性分布，纵墙肢受力似同偏压柱;横纵交点处刚度，约束性能好，因此对于翼墙(柱)的截面取值也没必要过大;截面过大的暗柱和翼柱往往还容易形成连在一起，造成纵墙竖向配筋增加过多。但转角墙(柱)则是剪力墙很重要的部位，必

须严格遵守规范的规定。

②.构造边缘构件虽然“抗规”、“砼规”和“高规”都规定了配筋要求，但比较三本标准所给出的配筋要求的表格中的内容则是矛盾的，是不协调的;笔者认为“砼规”GB50010-表11.7.16的要求比较合理。而“抗规”和“高规”表中的配筋要求是不够合理或是不够严密的。还应指出三本规范中所给出的纵向构造筋的数量4根或6根是不实际的;例如对于转角墙(柱)的纵向筋数量，由于墙纵向筋的间距不宜大于300，又受墙厚限制，角柱的最小的纵向筋应为8根，当墙厚≥300时则最少需要12根，不会出现4根或6根的情况。

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篇2：「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

钢结构是指承重的主要构件是用钢材料建造的，包括悬索结构。

钢、钢筋混凝土结构是指承重的主要构件是用钢、钢筋混凝土建造的。

钢筋混凝土结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的。包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成，以砖墙为承重墙，或者梁是用木材建造，柱是用钢筋混凝土建造。

砖木结构是指承重的主要构件是用砖、木材建造的。如一幢房屋是木制房架、砖墙、木柱建造的。其他结构是指凡不属于上述结构的房屋都归此类。如竹结构、砖拱结构、窑洞等。

框剪结构与框架结构的主要区别就是多了剪力墙，框架结构的竖向刚度不强，高层或超高层的框架结构建筑更是如此！为了解决这个问题故使用剪力墙。你可以去了框架结构。

框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。

1.框架-剪力墙结构，出称为框剪结构，它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，吸取了各自的长处，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此，这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。

2.框剪结构的变形是剪弯型。众所周知，框架结构的变形是剪切型，上部层间相对变形小，下部层间相对变形大。剪力墙结构的变形为弯曲型，上部层间相对变形大，下部层间相对变形小。对于框剪结构，由于两种结构协同工作变形协调，形成了弯剪变形，从而减小了结砍的层间相对位移比和顶点位移比，使结构的侧向刚度得到了提高。

3.水平荷载主要由剪力墙来承受。从受力特点看，由于框剪结构中的剪力墙侧向刚度比框架的侧向刚度大得多，在水平荷载作用下，一般情况下，约80%以上用剪力墙来承担。因此，使框架结构在水平荷载作用下所分配的楼层剪力，沿高度分布比样均匀，各层梁柱的弯矩比较接近，有利于减小梁柱规格，便于施工。

篇3：「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

1 剪力墙设计简析

剪力墙设计是一项系统性的工作, 这主要体现在设计概念、设计分类、设计原则等环节。以下从几个方面出发, 对剪力墙设计进行了简析。

1.1 设计概念

剪力墙设计有着其自身的设计概念, 一般而言剪力墙通常又称称为抗风墙或者是抗震墙以及结构墙。在建筑工程中剪力墙的主要作用在于更好地承受风荷载或者是地震作用引起的水平荷载及建筑物的竖向荷载。与传统的木墙相比, 剪力墙虽然与其几何特征较为相似, 但是却有着更高的工程强度。除此之外, 在剪力墙的设计过程中设计人员应当确保其墙体水平、垂直方向上的作用力以及墙体整体结构作用力, 并且在这一过程中精确的计算出其正截面承载力, 并按照斜截面受剪承载力进行分析和验算, 从而促进剪力墙整体载荷水平的有效提升。

1.2 设计分类

剪力墙的设计分类有着其自身的特点, 例如剪力墙开洞应成列布置、上下对齐, 形成明确的墙肢和连梁, 各墙肢刚度应相差无几。并且其受力特点主要体现在能够在连梁处突变并且在整个墙肢高度上没有发生反弯点。除此之外, 与此相对应的实体墙则既没有开洞也没有开洞面积, 其受力特点主要是弯矩图既不发生突变也不产生反弯点并且变形多以弯曲型为主要的变形方式。因此在剪力墙的设计过程中, 工作人员应当遵循着控制剪力墙的高度和宽度的原则来对其进行设计分类。

1.3 设计原则

剪力墙自身有着明确的设计原则, 即剪力墙的结构主要是由墙肢和连梁这两种结构来组成, 并且这两种结构分别有着不同的抗震性能和不同的建筑刚度, 因此在进行建筑工程结构设计时设计人员应当根据工程的实际需要来对其进行选择。除此之外, 剪力墙的设计原则还包括了为了能够使剪力墙结构在建筑工程的结构中能够充分的发挥出自身的优势, 设计人员应当对其进行合理设计和安排。并且在设计完毕后通过采取一定的保护措施来促进设计工作整体可靠性的有效提升。

2 建筑工程结构设计中的剪力墙设计

建筑工程结构设计中的剪力墙设计需要许多工作的有效支持, 其主要内容包括了选择设计方法、合理布置结构、延伸性处理、提升强度与性能等内容。以下从这几个方面出发, 对建筑工程结构设计中的剪力墙设计进行了分析。

2.1 选择设计方法

选择设计方法是建筑工程结构设计中的剪力墙设计的基础与前提。因此在剪力墙的结构设计过程中, 设计人员应当注重选择出最合理的设计方案, 这也是提升建筑工程整体强度和安全性的重要前提之一。除此之外, 在选择设计方法的过程中, 由于剪力墙结构在处于受弯的工作状态时往往具有着较为高的延展性, 因此这意味着在剪力墙设计时应当优先确保其形状为宽细状。但是在这一过程中需要注意的是, 如果剪力墙过长往往也会导致其成为低宽剪力墙, 从而使得其较难满足建筑工程的抗震要求。另外, 在选择设计方法的过程中设计人员应当通过精确的计算和计算机的辅助以及大量的实践经验来对设计中的问题进行解决, 从而能够在不同形式的前提下可以形成一个剪力墙均匀、合理、分散布置的结构体系, 最终在增加了剪力墙性能稳定性的同时促进建筑工程结构设计中的剪力墙设计水平的有效提升。

2.2 合理布置结构

合理布置结构对于建筑工程结构设计中的剪力墙设计的重要性是不言而喻的。众所周知在剪力墙水平方向的安排中, 设计人员如果想要将剪力墙的重量核心和其刚度核心尽可能的布置在一起, 则应当尽可能的将剪力墙平面设计以对称的方式来进行, 这能够有效减少剪力墙扭矩的出现并且有效提升剪力墙的抗震性。除此之外, 剪力墙合理布置的结构过程中设计人员还应当减少单向形式的设计, 从而能够有效避免其对于剪力墙结构中的抗震性能产生不良作用, 最终促进建筑工程抗震性能的有效提升。另外, 在合理布置结构的过程中设计人员应当使剪力墙侧向刚度能够充分发挥, 从而能够在此基础上促进建筑工程结构设计中的剪力墙设计抗震效率的持续提升。

2.3 延伸性处理

延伸性处理是建筑工程结构设计中的剪力墙设计的核心内容之一。通常来说由于剪力墙的结构自身存在着较大的延伸性, 因此这意味着在进行剪力墙的设计和施工过程中其也当具备相应程度的延伸特性, 这将会直接影响到剪力墙结构的整体性和耐久性。除此之外, 在延伸性处理的过程中为了有效的避免剪力墙结构中出现相应的破坏问题, 在进行剪力墙设计时设计人员应当确保其能够满足承载力的相应要求, 并且通过均匀、对称、上下连贯的设计方法的有效应用来促进其整体支撑效果的有效提升, 最终在此基础上促进建筑工程结构设计中的剪力墙设计可靠性的不断进步。

2.4 提升强度与性能

提升强度与性能是建筑工程结构设计中的剪力墙设计的重中之重。根据我国相关机构出台的《高规》中所规定, 在建筑工程的设计、施工过程中一般的剪力墙的水平和竖向分布筋的配筋率都应当得到可靠的保障, 即对于非抗震设计和四级抗震设计时这一数据应当在0.20%之上, 与此相对应的则是, 当对于一、二、三级抗震情况的建筑工程设计时, 设计人员应当确保这一数据不小于0.25%, 从而能够促进建筑工程抗震强度与自身性能的有效提升。除此之外, 在提升强度与性能的过程中设计人员还应当遵循《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》中的相关规定, 即通过约束边缘和构造边缘的剪力墙构件来促进矩形截面剪力墙的极限承载力能够优化40%以上, 并且促进其抗震能力得到20%左右的提升, 最终促进建筑工程结构设计中的剪力墙设计合理性的不断进步。

3 结束语

随着我国国民经济整体水平的不断提升和建筑工程结构设计可持续发展速度的持续加快, 在建筑工程结构设计中剪力墙设计的进行得到了越来越多的重视和应用。因此建筑工程设计人员应当对剪力墙设计的内容要有着清晰的了解, 从而能够在此基础上通过设计实践的有效进行来促进我国建筑工程整体水平的有效提升。

摘要：随着我国经济水平的不断提升和建筑工程结构设计整体水平的持续提升, 在建筑工程结构设计中剪力墙设计得到了越来越广泛的应用。本文从对剪力墙设计进行简析入手, 对建筑工程结构设计中的剪力墙设计进行了分析。

关键词：建筑工程,结构设计,剪力墙设计

参考文献

[1]张震.框支剪力墙结构的设计与研究[D].西安建筑科技大学.2011.

[2]徐传亮.刚度理论在工程结构设计中的应用[D].同济大学2006.

[3]贺海斌.高层建筑剪力墙结构中剪力墙合理数量的研究[D].湖南大学.2009.

[4]赵宇.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技传播.2012, 09 (08) 35-37.

篇4：谈建筑工程剪力墙结构设计

摘要：建筑业的发展要与城市化进程相适应，城市人口的增加，为了满足城市新增人口的需要，刚度大、经济性优、功能性适宜的剪刀墙技术广泛应用。鉴于其种种优势，剪刀墙结构技术在我国建筑结构的地位日益稳固。本文主要就剪力墙结构的相关情况进行分析和概述，并阐述其在整个建筑结构设计中的应用情况，以期促进和推动剪力墙技术在建筑行业内的推广和应用。

关键词：剪刀墙结构；结构设计；行业发展

1、剪刀墙结构概述

1.1剪刀墙结构含义

剪力墙结构即是指由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构，剪力墙墙肢的截面高度与厚度的比值在5以上。其中墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙，属于短肢剪力墙；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。建筑结构内的剪力墙布置时，应尽量采用筒体和剪力墙共同抵抗水平作用力的剪力墙结构形式。在高层建筑结构设计时不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，抗震设计时，要求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的50%。

1.2剪刀墙分类及特点

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。

第一种整体剪力墙：无洞口的剪力墙或剪力墙上开有一定数量的洞口，但洞口的面积不超过墙体面积的15%，可以忽略洞口对墙体的影响。截面变形后仍符合平面假定，变形属弯曲型。第二种小开口整体剪力墙：当剪力墙上所开洞口面积稍大且超过墙体面积的15%时，除了整个墙截面产生整体弯矩外，每个墙肢还出现局部弯矩。但由于洞口还不很大，可以认为剪力墙截面变形大体上仍符合平面假定，且大部分楼层上墙肢没有反弯点。第三种联肢剪力墙：当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时，由于洞口较大，剪力墙截面的整体性已被破坏，剪力墙的截面变形已不再符合平截面假设。这时剪力墙成为由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。第四种壁式框架：洞口开得比联肢剪力墙更宽，墙肢宽度较小，墙肢与连梁刚度接近时，墙肢明显出现局部弯矩，在许多楼层内有反弯点。剪力墙的内力分布接近框架，故称壁式框架。它的变形已很接近剪切型。

1.3剪刀墙设计原则

剪刀墙的设计原则首先遵循楼层间最小剪力系数的调整原则，这时设计者在设计剪刀墙时适当减少剪力墙，使得结构自重减轻，不过在较少剪力墙时应该注意短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩在结构总底部地震倾覆力矩应占到百分之四十以下，这种设计可以有效的防止地震出现时的严重坍塌情况。其次要遵循楼层层间最大位移与层高之比的调整原则，这种调整是为了减少楼层在建设过程中发生严重的位移现象。设计者在设计一般建筑物时会比较注重楼层间扭转变形和剪切变形两个环节，对于剪切变形的控制要做到简单实际，单靠增加竖向构件是不够的，过多的竖向构件的增加不仅会破会整体美感，还会加重剪重比，使得剪切变形的情况不仅得不到控制，还会向着更加严重的方向恶化。所以，控制剪切变形不能一味依赖于竖向构件，还需设计者根据已有的知识另辟蹊径。最后要遵循剪力墙连梁超限的调整原则，剪力墙连梁设计的限度将会影响剪力和弯矩的限度，为了使得两者的限度范围相协调，剪力墙连梁限度应该遵循严格的调整原则，以减少后期的工程资金的浪费，节约人力物力资源。

2、剪刀墙结构设计在设计建筑结构中的应用

2.1 剪刀墙的平面布置处理

剪力墙的平面布置要遵循对称均匀的原则，使得墙面结构的质量中心和刚度中心完全重合，从而减少扭矩，为了提高剪力墙的抗震能力，在设计时要避免只是单向设置的墙面，而应采用主轴和其他方向延伸的双向结构模式。平面设置还需注意控制抗侧力刚度，选择适宜的抗侧力刚度，避免过于密集的剪力墙间距影响整个墙体的承载能力。

2.2剪力墙中大墙肢的相关处理

在建筑所在地区发生较大强度的地震时，大墙肢是最容易遭到地震破坏的，当然小墙肢也难以幸免，墙肢的破损导致整个墙面的坍塌。所以，剪力墙的墙面必须具有良好的延展性，需要将剪力墙的结构设置为弯曲变形的延性墙，在墙的长度比较长时，为了确保每墙段的高宽比均大于2，使用开洞分割的方式，在墙的长度比较短时，弯曲造成的裂缝宽度也会小，就不用过于担心墙面的支撑作用。

事实上在剪力墙结构中，超过8米的大墙肢存在，那么楼层的剪力效应大都由那些大墙肢承受，大墙肢的承受能力有限，为了缓解大墙肢的承受能力，应在设计时增设结构洞进行开洞处理。在开洞之前进行详细的计算，确定大小后在施工时保留该墙洞，施工结束后立即使用填充墙封堵，使得长墙肢变换为短墙肢。

2.3剪力墙连梁相关问题处理

在剪力墙结构中，墙肢与连接墙肢的梁称为连梁。在水平荷載作用下，墙肢发生的弯曲变形使得连梁产生了内在作用力，连梁两端的内在作用力就在连梁整体产生作用力时实现反作用，减少相连处墙肢的变形力，约束墙肢的随意变形程度，改变整个连梁的受力状态。所以说连梁问题是整个剪力墙结构的重要组成部分，除了可以连接墙肢还可以对所连接的墙肢起到一定的约束作用。

2.4剪力墙连梁超筋问题处理

剪力墙连梁超筋问题也是剪力墙结构问题中比较重要的一支，在平面中墙段较长时，连梁易超筋的部位多在其中部，在大多数情况下，连梁易超筋的部位处于剪力墙结构中总高度为1/3的楼层位置。在连梁的超筋问题，特别是剪力剪压比要求方面不能得到满足时，可采用现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》中的可行性较强的方法：首先对连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅，或者适当减少连梁的截面高度，以降低其剪力设计值；当部分连梁降低弯矩设计值后，其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高。其次在连梁的荷载作用对于整体表现不突出时，可以使用分析独立墙肢在二次多遇地震过程中的结构内力，墙肢配筋计算应按两次计算所得的较大内力的方法进行剪力墙建设，事实上是放弃了在地震中作用不明显的连梁作用；最后的方法是在前面的方法行不通时，对容易发生超筋的部位进行综合计算，使得整体设计符合国家相关标准的要求。

3、剪刀墙结构的有效优化措施

剪力墙在建筑构件中发挥着重要的作用，但剪力墙不能解决所有的建筑问题，它有着其独有的局限性，为了增强其的正面作用，剪力墙结构需要实行一些优化措施。

建筑物内部需要剪力墙的设置，但是剪力墙在空间较大的建筑物内部无法适用，盲目的将其扩大会引起不良后果；剪力墙结构需要花费较高的工程造价，因此，优化设计时应将其具有的抗侧能力等优势作用充分发挥，不能盲目得将其使用于各种建筑内部，还应合理的降低其工程成本，确保剪力墙可以为建筑物进行更好的工程服务。

对剪力墙结构优化设计过程中，我们应采取相匹配的有效措施来保障其受力的均衡性。由于剪力墙结构具有较高的安全可靠性，结构应用中应将自身具有的功能予以发挥，做到经济、合理。因此，优化设计剪力墙结构时，必须对其整体造价及安全可靠性充分考虑，并据此科学布置剪力墙，这样，剪力墙结构就会得到很好的优化。与此同时，为了进一步降低工程造价，应运用先进高效的技术手段及相匹配的原材料以实现该目的。

结束语：

在对剪力墙结构设计进行有效分析的过程中，我们应重视其基本概念的设计，认真把握设计中遵循的各项原则，合理布置剪力墙，使设计达到最佳的效果。只有这样才能保证建筑结构经济安全，有效降低工程成本，促进整个工程建设的持续稳定发展。

参考文献：

[1]赵宇.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技传播，2012，17：45-46.

[2]邓霁.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊），2012，11：32-33.

[3]田琦.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华建设，2013，03：102-103.

[4]庆彦营.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊），2013，08：17-18.

篇5：「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

1 注册结构工程师资格考试的历史回顾

经建设部、人事部批准，全国注册结构工程师试点考试在江苏省、湖北省和重庆市举行，在总结试点考试经验的基础上，9月1日建设部、人事部联合颁布了《注册结构工程师执业资格制度暂行规定》，为我国全面实施注册结构工程师工作提供了依据，同时正式确立了在我国实施注册结构工程师执业制度，这标志着我国勘察设计行业在体制改革并逐步与国际接轨方面迈出了新的步伐，根据《注册结构工程师执业资格制度暂行规定》，《全国注册结构工程师考试大纲》也于199月15日正式颁布实施，同年12月20日、21日举行了首届全国范围内的注册结构工程师资格考试，截止到，一共举行了8届注册结构工程师资格考试。

依据年颁布的考试大纲，一级注册结构工程师专业考试上午段试卷由6道作业题组成，其中钢筋混凝土结构作业题1道，钢结构作业题1道，砌体结构与木结构作业题1道，地基与基础作业题1道，高层建筑、高耸结构与横向作用作业题1道，桥梁结构作业题1道，考生可从上述6个专业的作业题中任选4个专业的作业题进行考试;下午段试卷则由64道单选题组成，其中钢筋混凝土结构试题8道，钢结构试题8道，砌体结构与木结构试题8道，地基与基础试题8道，高层建筑、高耸结构与横向作用试题8道，桥梁结构试题8道，考生可从上述6个专业的8道单选题中任选4个专业的单选题进行作答，而设计概念的8道试题及建筑经济与设计业务管理8道试题则为考生必答题，上、下午考试时间均为4小时。1997年颁布的考试大纲实施了4年时间。

2 注册结构工程师资格考试改革后的题型简介

全国注册工程师管理委员会(结构)在认真总结前4届注册结构工程师资格考试经验的基础上，借鉴了英国和美国注册结构工程师考题设计的长处，并结合我国注册结构工程师资格考试的具体情况，对1997年颁布的《全国注册结构工程师考试大纲》进行了修订，修订后的新大纲于209月1日颁布实施。举行了大纲修订后即题型改革后的首次考试，到20为止已举行了4届考试。

题型改革后的新试卷由过去的6个专业任选4个专业的作业题和单选题，改为6个专业全选全做的主观题客观化的选择题，新试卷上、下午段分别由40道选择题构成，上、下午共计80题，每题1分，试卷满分80分，上、下午考试时间仍分别为4小时。6个专业的题量分配如下(一级专业考试)：钢筋混凝土结构15道试题，钢结构14道试题，砌体结构与木结构14道试题，地基与基础14道试题，高层建筑、高耸结构与横向作用15道试题，桥梁结构8道试题。考生在作答时，须在试卷上每道试题所给出的4个备选答案中选出一个正确答案，同时还须在试卷上写出每道试题的主要作答过程，并将答案选项所对应的字母用2B铅笔填涂在计算机计分答题卡上。考试评分采取计算机读卡与专家人工复评相结合的方式，首先通过对全国计算机读卡成绩的统计分析，经全国注册工程师管理委员会(结构)确定本年度的合格分数线后，再由评分专家对读卡成绩达到合格分数线的考生试卷进行人工复评，未达到复评标准的试卷其读卡成绩无效;对读卡成绩未达到合格分数线的考生试卷不进行人工复评，

这种评分方式可以极大地提高考试阅卷的工作效率。

3 改革后的考题设计特点

选择题通常是作业题中的一部分，一组连锁的选择题综合在一起就能构成一道作业题。连锁型的选择题就是在作业题的基础上选择若干个关键步骤编制成一组试题，为了避免在一组考题中各选择题之间所使用的数据相互株连，所以在考题设计中，各选择题之间往往只在计算步骤上相互衔接，而每一道题的一些控制参数通常另作专门规定。

作业题答案的特征是完全不知道，需要考生作答求解。而选择题的特征是答案已给出在4个答案选项中，4个答案选项中只有一个是正确答案，其余3个选项是错误答案。错误答案的设计特点是似是而非、以假乱真，如果考生在作答过程中用错公式、找错了系数或漏掉相关步骤，得出的则是一个错误答案，而这个错误答案也存在于4个答案选项之中。

选择题命题方式的基本特点就是命题范围十分宽广，这与作业题的命题范围相对比较集中是不同的，这就是两种命题方式最主要的区别。新型考题所涉及的知识面大约是过去旧题型的2至3倍，这就要求考生必须按照新的考试大纲要求全面复习，了解和掌握一些新技术、新知识以及相关的新规范。选择题命题的优点就在于消除了考试中“机遇”的因素，考生无法猜题、押题，从而保证了注册结构工程师资格考试成绩的公正性，使之更能正确和有效地评价考生的真实水平。

年在全国一级注册结构工程师专业考试中首次推出了施工图审校类试题，该类考题的出现有利于客观评价在工程设计一线工程师的实际设计能力，有利于使工作年限相对较长、担任结构负责人的工程师取得较为合理、更符合其真实水平的考试成绩，有利于指导年轻工程师在更高的层次上学习掌握提高设计质量的能力，有利于改变考试过程中可能出现的生搬硬套规范规定完成试题作答的情况。施工图审校类试题的推出适应了当前勘察设计行业需要进一步提高设计人员队伍整体技术水平的实际情况，也是对注册结构工程师考试题型改革的探索与实践。

4 题型改革的深远意义

随着我国20多年来的改革开放，基本建设事业飞速发展，建筑市场越来越大，这些因素促使了结构工程师队伍的迅速发展。长期繁重的设计任务使众多的结构工程师疲于奔命、忙于应付出图，特别是计算机设计软件的普及替代了结构工程师进行结构计算(手算)，客观上造成了他们在技术上进一步提高的机会和动力，在所发生的建筑工程事故中，涉及设计问题的主要原因往往是因为结构工程师设计错误造成的。我们应该看到，结构工程师肩负着结构安危的重担，其所设计的工程直接影响着人民生命和财产的安全，正是由于这一职业的特殊要求，我国注册结构工程师资格考试始终坚持高标准、高起点，考试标准不低于目前国际上发达国家现行标准，同时又充分考虑到我国目前的国情。随着我国市场经济体制的不断完善，优胜劣汰的法则对于每一位结构工程师都是适用的。

主观题客观化的题型改革以及评分方式的改革得到了业界专家的一致好评，同时也为广大考生所接受。题型改革这一举措从长远看可以提高我国结构设计人员的素质，从根本上保证工程的结构设计质量，并促进大学教育评估和建立专业学位的进程，提高高校教学质量和学生素质。注册结构工程师资格考试改革的成功经验目前已推广到勘察设计行业其他注册工程师资格考试中去。

篇6：「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

膜结构作为一种现代化的工程结构，显示了当今建筑技术、建筑材料与建筑科学的发展水平，因其简洁、优美的曲面造型和卓越的光学、力学、保温、耐火、防水、自洁等性能，被誉为二十一世纪的建筑。具有巨大的发展潜力和广阔的使用范围.在新的世纪中，膜结构必将在建筑结构中占有越来越重要的地位。

膜结构在发达国家应用已有50年的历史，发展势头强劲。而在我国，膜结构的理论和实践则起步相对较晚。目前国内已建成的大型膜结构，如上海八万人体育馆屋顶膜结构等，主要由国外公司设计制作，膜材全部选用进口材料。因此，学习并引进国外先进技术，开发生产我国自己的膜材，解决设计中存在的问题。相信膜结构在中国也将会得到越来越多的应用。

膜结构的突出特点之一就是它形状的多样性，曲面存在着无限的可能性。对于气承式空气膜结构来说，充气之后的曲面主要是圆球面或圆柱面，可能没有太多的选择余地。而对于以索或骨架支承的膜结构，其曲面就可以随着建筑师的想象力而任意变化。膜结构形状的千变万化突出地表现在历年各国举行的博览会上。在这些博览会上，大大小小的展览馆，无不以新颖奇特的造型来吸引观众，而膜结构就能用来达到这样的目的。在众多的展览馆中膜结构尤为夺目，有的以钢梁与索组成的骨架支承扁平的凹凸屋面，有的以高耸的桅杆悬挂银白色的屋面。有的以中央塔架悬吊多个尖顶帐篷，夜晚通过灯光的反射宛如燃烧的火焰。其他象在候车亭、电话亭、走廊、厕所上也都出现了用膜材构成形式各异的建筑小品，蔚为大观。

就形状而言，对建筑师说来是至关重要的。采用一般结构的建筑物，其形状往往是先由建筑师确定。膜结构则不同，首先它的变形比一般结构要大一些，其次它的形状是在施工过程中逐步形成的，有一个形状确定的问题，需要结构工程师的参与。要确定在初始荷载下结构的初始形状，即结构体系在膜自重（有时还有索）与预应力作用下的平衡位置。在初步设计阶段，先按建筑要求设定大致的几何外形，然后对膜面施加预应力使之承受张力，其形状也相应改变，经过不断调整预应力，最后就可得到理想的几何外形和应力分布状态。在这点上，悬索结构中的索网与膜结构一样也有形状确定问题

由于在小比例模型上测量的误差尚不足以保证曲面几何形的正确性，故对足尺的建筑外形只能起参考作用。但这还不失为一种有效的手段，能为设计者提供一个直观的形象。随着计算机技术的不断进步，膜结构的形状就更多地依靠计算机来确定。在膜结构设计理论中还出现了专门的研究课题——“找形”。为了寻求合理的几何外形，这个过程通过计算机的几次迭代，就可确定膜结构的初始形状。膜结构设计打破了传统的“先建筑、后结构”做法，要求建筑设计与结构设计紧密结合。在设计过程中，建筑师和结构工程师要坐在一起确定建筑物的形状，并进行必要的计算分析。这时，所设计建筑物的平面形状、立面要求、支点设置、材料类型和预应力大小都将成为互相制约的因素，一个完美的设计也就是上述矛盾统一的结果。

膜材屋面以什么支承，始终是膜结构设计中有待于探索的问题。也许当初是从气球或橡皮艇受到的启发，人们考虑以空气为支承，就是向气密性好的膜材所覆盖的空间注入空气，利用内外空气的压力差使膜材受拉，结构就具有一定的刚度来承重。

膜材也完全可以支承在平面或空间结构上，如拱、网壳等，其材料可选用钢、木或铝合金。

篇7：「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

2、教材：个人推荐天大版。建工版虽详细，但不适合短期复习。且天大版习题一般均为历年考题。

3、时间与心血：一两周的复习时间只对基础功扎实的人适用。

4、周云的题：一定要做一遍，通过做题总结与反思。

5、模拟题：找三套，考试前一个月做一遍。判断一下自己的水平，找到薄弱环节。

6、考试知识点：比如某科某章占几分，一定要统计出来，有重点的看，做到心中有数。来源有二：一为通过辅导班老师渠道；二为通过往年考题自己统计。

7、历年考题：一定要搞到最新的一套，有的书会附一套考题。

8、高数：占24分，重点。辅导班的老师讲课对基础薄弱的人可一周内提高5～10分。自己应作重点看一遍原书＋周云习题。只要掌握各章分数分布，参照去看，即可得分，本门课一定要花时间重点去看，且必须大量做题。

9、物理：根据天大版看，做好题，题型一般不难，只是根据原理变化出题。

10、化学：严格掌握参考书各条规律，做好每一道习题并反思到化学规律上去。此门课最好听一下辅导班，有几个总结的公式是老师直接总结的最后结果，如自己算要10分钟左右，如Ksp与S的关系式等。本课关键是要弄懂化学原理并灵活运用。

11、理力：理科拿分的地方。学习班的老师会给你很大益处。

12、材料力学：很多部分要看一下原书。弄懂原书例题，做好周云习题。

13、流体力学：很多人没有学过这门课。实际上这门课只要花三周是最容易拿分的。（最好有一本原版教材看一遍，便于全面理解）天大版的教材很好，涉及了各方面，不要做太复杂的题，会有一道较复杂的而已。量纲分析一章较难，简单涉及以下即可。

14、建筑材料：主要拿分的地方。一定要把所找到的题做一遍，知道考点。因为天大版虽然很全，但这门课考点可能需要你一句一句的细看。不作全题是不行的。

15、电工学：即使不看书，对照考试手册，也会有4分左右可拿，连续两年如此，不知明年会否改革。

16、工程经济：换了新大纲，基本上全是计算题，要会做题，不是以前考概念题的样子了。

17、计算机：白给的分。考98了，数值方法删了，一般有一道较难的，正常人会得7分左右。建议：98题看一遍计算机应用基础培训教程（考工程师发的那本），程序语言看谭浩强版的FORTRAN程序设计（二级）教程。这门课程序方面听辅导班的收获不大。

18、结构力学：少看计算，多看概念，以分析为主。很多题是具有迷惑性的，看了结构原理不等于会用他做题。重点，占30分，一定要拿下。要看原书。

19、土力学：做结构的没有避开的，都熟悉。找清知识点分布，最好看一遍原书，今

年就有一道原书上原话的，辅导书就没有。

20、工程测量：一定要通过《做题》掌握好复习参考书各章内容。

21、混凝土、砌体、钢结构：少看计算，基本不考（2004年以前），均为概念性题，看一下原书（教材），以及规范那些概念和构造的东西。

22、施工：有不少概念题，按知识点复习。

23、试验：天大版＋周云足已。

24、法规：把主要的几个法规（网上有），打印下来，考前几天浏览一遍，做几个题型了解一下即可。

25、模拟题：一定要做，通过模拟题掌握速度、自己答题的缺点、目前水平等。注意，很多题看似简单，但如不仔细审题，极易错误。一时马虎，考后后悔。

26、时间：基本上午没时间检查。下午2个小时答完，这个样子。

27、考试手册：数学公式很全，基本全有，可直接得几分；物理仅有几个基本公式（声强、速率分布、速率、碰撞频率、绝热做功表达式）；化学几个（蒸气压渗透压、沸点、凝固点、尼乌斯、速率与温度、平衡常数与温度、能斯特、周期表、电极电势表）；理力有汇交力系的合成、平衡方程、滑动摩擦、摩擦角、自

锁、重心公式、点的运动公式、刚体定轴转动、点的合成、刚体平动公式、运动学微分方程、动量定理、动量矩定理动能定理、达郎伯原理、虚位移原理、单自由度振动等；材力：各章简单公式均有且有悬臂梁、简支梁挠度、转角公式、压杆临界力公式；流力：各章基本公式均有，加莫迪图；电工学：较全；经济：只有资金价值复利计算基本公式以及图表；结构力学：较少，但有固端弯矩、剪力公式；土力学：仅有少量基本公式；结构设计仅几个表，一般用不上，有抗震等级表，钢筋面积表；施工：计算板桩的假定、井点公式、浇筑量、冷拉能力公式、预应力筋成品长度、起重机最小杆长、固定节拍流水持续时间和一般成倍节拍专业流水工期公式。

28、细节：考前要带身份证、准考证，我们考场就有没带的；铅笔，一定要上正规大商场或文具商店购买，说明是考试涂卡用的，很多超市买的假2B铅笔计算机读不出来，一定要慎重，高考专用2B铅笔假货较少。

29、精神：最后奉劝，考前一天休息好，住好宾馆，以饱满的精神，胆大心细的参加考试。

篇8：「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

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:1) 剪力墙设计的主要方法分析、2) 合理布置剪力墙的各部分结构、3) 对剪力墙的延伸性进行有效处理、4) 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[1]。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[2]。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

建筑行业的技术水平的逐渐提升, 给建筑结构设计以及工程项目施工提出了越来越高的要求, 剪力墙结构设计作为建筑工程项目整体的一部分应给予重视, 合理规范的剪力墙结构设计能够促进项目施工的进度, 保证建筑物的稳定安全, 也能够促进建筑行业的发展[3]。

参考文献

[1]吴志坚.钢板剪力墙和组合剪力墙的抗剪静力性能[D].哈尔滨工业大学, 2006.

[2]李汗珠.建筑工程结构设计中的剪力墙设计分析[J].江西建材, 2015, 02:42.

篇9：「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

摘要：剪力墙结构是当前建筑工程项目施工中一种常见的结构形式，有着较强的承载能力，受到了建筑行业的告诉重视，并被广泛应用与多个工程领域建设中，取得了十分显著的成果。而地下防水工程作为剪力墙结构中的重要组成部分，其施工质量的好坏将会直接影响到建筑物结构的安全可靠性。但是，就我国目前地下防水工程施工现状来看，其中仍旧存在很多的问题和不足，需要引起施工企业的告诉重视。因此，本文针对剪力墙结构中的地下防水工程进行研究讨论，并具体介绍了其细部作法，从而得出以下相关结论，以供参考。

关键词：剪力墙结构；地下防水工程；细部作法

一、引言

对于任何一个建筑工程项目来说，地下防水工程都是十分关键的施工环节，其中稍有一个施工工序出现错误，都将会影响到整个防水系统的稳定运行，对于剪力墙结构的承载性有着重要的意义。因此，加强对地下防水工程的施工质量技术控制是非常有必要的。在实际的施工过程中，施工现场管理人员要对施工全过程进行动态的监管，从而确保地下防水工程的施工质量，避免日后质量危害的发生。下面，笔者就根据自身多年的工作经验，结合某工程实例，对剪力墙结构中的地下防水工程细部做法进行探讨分析，并提出相关有效的改善对策。

二、工程概况

某商业楼的建筑结构形式为剪力墙结构，建筑总面积为17500㎡。在进行本工程的地下室施工过程中，施工单位为了提高其防水性能，采用了外防外贴的方法进施工作业，并选用了防水效果佳的防水材料，降其輻射厚度保持在合理的单位内。其中，对于铺设最外部的防水层，需要在其表面增加一层带有砂石面层的卷材，这样做得主要原因是为了起到一定的防水保护作用。与此同时，在全部的施工中，施工人员还通过采用热熔法来提高整个工程项目的施工质量，以此来达到防水的目的。

一、底板防水作法

在进行地下防水工程施工以前，施工人员必须对地下防水工程结构有着全面的掌握，并在地下室基础底板垫层上砌筑一层保护砖墙。而在这一过程中，施工人员要将砖墙厚度保持为240mm，还要在墙体底部铺设一层卷材，使其起到良好的防水隔离作用。除此之外，在实际的施工过程中，为了避免其他已经完成的工程项目受到损坏，应当在砖墙周围砌筑一层保护墙。

其次，在地下工程的阴角处，施工人员可以抹一个半径为50mm的圆弧，并将防水卷材搭接于该部分，要求其搭接宽度与长度分别为100mm、150mm。在这一工程施工过程中，施工人员一定要保证其接缝粘贴的严密性，若发现其接缝处依然存在空气，那么施工人员则需要采用与卷材有相容性的密封材料进行封闭，将其封闭宽度控制在10mm左右，这样才能够提高其密实度，保证其施工质量。

第三，在地下工程的上下层与相邻两道卷材之间的接缝进行处理的过程中，施工人员应将其错开1/2幅。但是在这一工作操作之前，施工人员还需要在其表面设置一层宽度为500mm的附加层，以保证工程的施工质量。

第四，在对地下室进行大面积铺贴的过程中，施工人员应该保证其铺贴方向与保护墙相互垂直，从平面与里面的交接处开始，采用自下而上的方式进行铺贴，并且在铺贴的过程中应该保证其交叉搭接的方式，避免在铺贴过程中出现空鼓现象。等到铺贴完毕之后，施工人员还需要对其进行闭水试验，如果没有发现渗漏水现象，那么我们也就可以在其中浇筑一层厚为50mm的混凝土，以起到保护作用，如果发现其出现渗漏水现象，那么必须要对其进行处理之后再浇筑混凝土，这样才能够提高整个地下室的防水功能，保证整个工程的施工质量。

二、外墙防水作法

可以说，外墙防水作法是整个地下防水工程施工中的核心组成部分，更是地下室防水性能好坏的重要保障。而通常情况下，当外墙防水混凝土施工完成以后，浇筑质量也达到了规定的强度要求。这时，施工人员才可以对其外墙表面基层进行加固处理，从而进一步提高地下室的防水能力。

1、采用角磨机将各模板之间的接缝部位进行打磨，直到达到设计的要求为止，在必要的情况下，施工人员还应该将金刚石砂纸应用在其中，以保证其打磨的平整度。

2、在施工过程中，为了便于施工，施工人员会对穿墙止水螺栓进行割除，这就导致墙面出现一个较大的空洞，此时为了保证其施工质量以及防水性能，施工人员可以采用1：2比例的水泥砂浆进行封严与磨平。如果在实际施工过程中，墙面上出现一些麻面，那么施工人员首先应对墙面凿毛，然后在通过洒水湿润，然后在采用水牛必将进行找平。而在地下室的地处底板上，施工人员同样也需要采用比例为1：2的水泥砂浆进行找平施工，另外，还有地下室中的左右阴阳角，施工人员可以采用水泥砂浆抹成圆弧，并保证整个工作的施工质量。

3、外墙铺贴时，应先将基础底板外侧预甩的250mm长卷材从临时保护墙中剥出，清除表而浮灰和污物，注意避免损坏卷材，用“热熔法”将剥出卷材牢固粘贴在基础挑板的水泥砂浆找平层上。

4、墙体卷材与底板卷材接搓，其搭接长度为150cm，应错开接搓，上层卷材应盖过下层卷材，并在接搓部位加120mm宽的卷材盖缝条。

5、在对大面积墙体结构进行铺贴时，铺贴顺序应该由下至上，并在转角处加设附加层。与此同时，施工人员还要确保卷材表面的温度，在对其进行粘贴时，应该向着水平方向均匀压实，不能漏刷任何一个部位，尤其是在进行基层表面处理时，处理剂必须完全晾干以后，才可以再次进行粘贴。

三、穿墙比水套管和后浇带作法

1、穿墙比水套管采用长条形附加层和圆形附加层作法，卷材边日处用聚氨酷密封膏嵌牢，比水套管和女装后的管道间缝隙用油麻塞严，补洞采用细石混凝土，掺膨胀剂。

2、后浇带处防水作法可采用6mm厚盖缝钢板满焊或采用竹胶板铺粘，以降低造价，外作一层附加卷材，外墙外侧最上层采用带砂卷材以利抹水泥砂浆保护层。

四、保护层施工

卷材防水施工完毕后，在防水卷材外侧水泥砂浆上粘贴水泥聚苯板或泡沫塑料软保护层，以防回填土打夯时破坏防水层。保护层铺贴时必须对缝严密，应采用粘结剂粘贴，将保护层花粘在防水砂浆保护层上，自下而上粘贴，板与板接缝处用1：2.5水泥砂浆填平、填实，这样也就能够保证其整体性，提高其防水性能。

本文上述中已经对地下防水工程的细作方法进行了详细的阐释说明。而在实际的地下防水工程施工中，施工人员作为主体，是整个工程项目中的参与者，更是施工质量好坏的关联者。因此，施工单位应该加强对施工人员专业技能知识方面的培训，充分做好技术交底工作，使其在具备较强施工能力的同时，还能够保持强烈的安全意识与责任感，严格按照规范的操作流程进行施工作业，这样不仅确保其施工质量充分满足了设计图纸要求，还大大提高了地下室防水工程施工效率与质量，从而达到理想的防水效果，为人们创造更加舒适的居住环境。

五、结束语

剪力墙结构是现代化建筑工程中常见的结构形式，在对这一结构的建筑工程进行施工的过程中，地下室的防水工程是最关键的施工环节，其施工质量对于整个建筑工程的质量与稳定性都会产生非常大的影响，因此在实际工作中，施工人员必须要严格按照设计要求以及相关规定要求严格施工，保证每一个环节的施工质量，才能够保证整个地下工程，乃至整个建筑工程的施工质量，提高其防水能力，保证建筑工程的稳定性，这样才能够为企业以及工程创造更多经济效益。

参考文献：

[1]杨卫文.剪力墙结构中地下防水工程细部施工方法[J].内蒙古科技与经济.2010（09）

[2]曲秀莉.高层建筑地下防水工程的施工监理[J].北京建筑工程学院学报.2003（04）

篇10：「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

根据人力资源和社会保障部办公厅文件《关于2012年度勘察设计注册工程师资格考试合格标准有关问题的通知》(人社厅发【2013】13号)，2012年度勘察设计工程师资格考试基础考试合格标准为132分(试卷满分为240分)，专业考试专业知识科目合格标准为120分(试卷满分为200分)、专业案例科目合格标准为60分(试卷满分为100分)。

篇11：「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

A.大

B.小

C.相同

D.不能肯定

答案：A

15.对钢筋混凝土梁来说，当钢筋和混凝土之间的粘结力不足时，如果不改变梁截面的大小而使它们之间的粘结力达到要求，以下这些方法中，哪个最为适当?

A.增加受压钢筋的截面

B.增加受拉钢筋的周长

C.加大箍筋的密度

D.采用高强度钢筋

提示：增加受拉钢筋的周长，既增加了钢筋与泥凝上之间的接触面积，又增大了摩擦力。

答案：B

16.在以下有关钢筋混凝土结构的论述中，哪一项是不正确的?

A.柱的主筋其主要作用是抵抗弯矩和轴向压力

B.箍筋的间距越大，柱的抗弯强度越大

C.楼板的作用，一方面是将楼板上的荷载传递到梁上，另一方面是将水平荷载传递到框架或剪力墙上

D.建筑物上如果剪力墙配置适当，一般来说，因水平力而产生的变形要小

提示：箍筋的间距越大，柱的抗弯强度越小。

答案：B.

17.少筋梁的正截面极限承载力取决于下列中的哪一项?

A.混凝土的抗压强度

B.混凝土的抗拉强度

C.钢筋的抗拉强度及其配筋率

D.钢筋的抗压强度及其配筋率

答案：B.

18.《砌体结构设计规范》规定采取以下哪项措施，可防止或减轻砌体房屋顶层墙体的裂缝( )?I女儿墙设置构造柱，且构造柱仅应设在房屋四角处;II屋面应设置保温、隔热层;III在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面设置水平滑动层;IV房屋顶层端部墙体内适当增设构造柱

A.I、II、III

B.I、II、IV

C.I、III、IV

D.II、III、IV

提示：如墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于4叫因此仅设在房崖四角处是不够的。

答案：D.

19.钢筋混凝土楼盖梁如出现裂缝，应按下述哪一条处理?

A.不允许的

B.允许，但应满足构件变形的要求

C.允许，但应满足裂缝宽度的要求

D.允许，但应满足裂缝开展深度的要求

答案：C

20.一钢筋混凝土梁，断面尺寸见图，弯矩设计值为150kN.m，采用C.25，fC.=11.9N/m㎡，fy=360N/m㎡，计算所需的钢筋面积(近似取内力臂为0.9h0)( )?

A.827m㎡

B.902m㎡

C.1102m㎡

D.716m㎡

篇12：注册结构工程师规范

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）

《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2004）

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）

《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002、J220-2002）

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）

《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001、J130-2001）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）

《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002、J218-2002）

《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98）

《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）

《多孔砖砌体结构技术规范》（JGJ137-2001、J129-2001）（2002年版）《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）

《木结构设计规范》（GB50005-2003）

《木结构工程施工质量验收规范》（GB50206-2002）

《烟囱设计规范》（GB50051-2002）

《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002、J186-2002）

《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）（2005年版）

《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）

《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）

《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）

《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

篇13：「结构工程师学习经验」注册结构工程师剪力墙设计中的基本概念

随着经济发展和生活水平的提高, 人们对住宅, 特别是高层住宅平面与空间的要求也越来越高。若采用框架结构, 往往因柱楞突出隔墙, 妨碍美观, 影响使用效果。若采用一般剪力墙结构, 虽无柱体外凸的缺点, 但对于底部有停车场等公共设施的情况则矛盾很大, 满足不了建筑的使用功能。而且, 对于房屋高度不太大的小高层建筑, 采用剪力墙结构会造成刚度过大, 重量增加, 导致地震反应过强, 使得上部结构和基础造价提高。所以说, 对于小高层建筑, 一般剪力墙结构体系也不是一种理想的设计方案。为了避免上述缺陷, 以一般剪力墙结构为基础, 吸取框架结构的优点, 使结构刚度调整到适宜, 由此形成了一种结构体系——“短肢”剪力墙结构体系。短肢剪力墙结构是指墙肢截面高度为厚度5倍～8倍的剪力墙结构, 常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型及少量的“一”字型, 和一般剪力墙相比, 这种结构型式的优点在于:

(1) 墙肢较短, 布置灵活, 可调整性大, 容易满足建筑平面的要求。

(2) 减少了剪力墙而代之以轻质砌体, 结构自重相应减轻, 从而减小结构整体刚度, 增大振动周期, 降低地震作用力。

(3) 墙肢高宽比较大, 延性较好, 对抗震有利。

(4) 连梁跨高比较大, 以受弯破坏为主, 地震作用下首先在弱连梁两端出现塑性铰, 能起到很好的耗能作用。

(5) 墙肢的承载力得到了较充分的发挥。

目前, 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002已对短肢剪力墙结构的设计作出了规定。现以某小区一栋小高层住宅为例, 介绍一下短肢剪力墙结构的设计情况。

2工程概况

某工程3#楼, 是1栋小高层带电梯的住宅楼, 总建筑面积约1.02万m2, 房屋总高度31.8 m。主楼共10层, 平面尺寸为45.6 m×22 m, 其中架空层一层, 层高4.8m, 作车库使用;地上9层为住宅标准层, 层高3 m;局部突出屋面部分为电梯机房。裙楼为外扩地下室, 也作车库使用, 平面尺寸为45.6 m×18 m, 层高3.3 m, 顶板面比主楼1层楼面低1.5 m。本工程建筑结构的安全等级为二级, 抗震设防类别为丙类, 抗震设防烈度为6度, 设计基本地震加速度为0.05 g, 设计地震分组为第一组, 地面粗糙度为B类, 基本风压值取0.35 kN/m2, 场地土类别为Ⅱ类, 属抗震有利地段。

3上部结构体系

本工程的平面体型较为复杂, 住宅层结构平面Y向一侧凹进的尺寸为10.8 m, 为Y向总尺寸的49.1%, 大于30%, 按《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.4.2条, 属平面不规则类型。加上主、裙楼高差较大, 地下室外扩部分面积也较大, 故本工程设置了两道防震缝, 将上部结构划分为三个较规则的抗侧力结构单元, 即主楼为两个结构单元 (完全相同) , 裙楼为1个结构单元。其中, 主楼结构单元局部高差较大部分采用后浇带处理。

由于业主要求承重构件不能突出墙面, 且架空层要尽量满足停车位的需要, 根据房屋高度, 决定主楼采用短肢剪力墙结构。主楼10层, 属于高层建筑, 剪力墙抗震等级按JGJ3-2002第4.8.2条应定为四级, 但由于是短肢剪力墙, 根据JGJ3-2002第7.1.2条, 决定按三级进行设计。裙楼采用框架结构, 框架抗震等级为四级。

4主楼上部结构抗震计算结果分析

4.1 主要结构构件

剪力墙截面厚度同相邻砌体填充墙厚度:四周外墙肢肢厚240 mm, 内墙肢肢厚200 mm;但无端柱的一字形短墙肢除外:底层肢厚300 mm, 其余肢厚240 mm。剪力墙砼强度等级2层以下为C35, 3层以上为C25梁、板的砼强度等级均为C25。主要连梁的尺寸多为240×500 mm核心筒处楼板的厚度为200 mm, 顶层楼板厚度为120 mm。

有别于肢长肢厚比不大于4.0的异形柱, 短肢剪力墙的肢长肢厚比按规范要求控制在5～8范围内, 一般剪力墙的肢长肢厚比均大于8。值得注意的是, 对肢长肢厚比为4～5范围内的墙肢, 目前规范尚无明确条文规定其构件类型, 故设计时建议不要采用。

4.2 计算结果分析

从构件力学特性上来说, 短肢剪力墙的肢长与肢厚比≥5.0, 更接近于剪力墙, 故计算时将短肢剪力墙作为剪力墙而不是柱考虑应更合理。因此, 结构整体计算采用中国建筑科学研究院开发的SATWE程序 (2003年版) 进行。SATWE采用的是在每个节点有六个自由度的壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙, 墙元不仅具有平面内刚度也具有平面外刚度, 可以较好地模拟工程中剪力墙的真实受力状态, 计算结果较精确;同时, 对楼板SATWE可以考虑其弹性变形。

虽然主楼结构平面较规则, 立面也无刚度突变现象, 但由于刚度较大的电梯井处筒体有点偏置, 会产生扭转的影响, 为了计算准确, 地震作用计算考虑了结构的扭转耦联和5%偶然偏心的影响, 取了9个振型计算。

4.2.1 自振周期的控制

考虑扭转耦联时的自振周期 (计算时自振周期折减系数取0.8) 如表1所示。从表1可得, 结构扭转为主的第一自振周期T3=0.7233 s, 平动为主的第一自振周期T1=1.0532 s, T3/T1=0.687<0.9, 满足JGJ3-2002第4.3.5条的规定。

4.2.2 结构位移的控制

最大层间位移角 (应≤1/1000) 、最大水平位移与层平均位移的比值 (不宜大于1.2, 不应大于1.5) 及最大层间位移与平均层间位移的比值 (不宜大于1.2, 不应大于1.5) 见表2, 从中可以看出结构在风荷载和地震作用下的位移均能很好地满足规范限值。

4.2.3 楼层最小地震剪力的控制

GB50011-2001及JGJ3—2002规范中, 均没有对6度设防烈度区的楼层最小地震剪力系数值作限制, 故本工程不予考虑。

4.2.4 短肢剪力墙与一般剪力墙刚度比的控制

短肢剪力墙及一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩见表3。由表中数据可见, 本工程一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力矩的50%, 满足JGJ3—2002规范第7.1.2条的规定。

5结构设计的主要技术措施

5.1 短肢剪力墙设计

为了保证结构有足够的抗侧刚度, 设计中将电梯井道与楼梯间的剪力墙形成本结构的核心筒, 其余剪力墙采用短肢剪力墙通过连梁连接, 形成了具有一定抗侧力的短肢剪力墙结构体系。根据短肢剪力墙结构的特点:地震作用下的抗扭能力较弱, 因此本工程设计中将一般剪力墙布置在建筑四角处, 短墙肢尽量均匀对称布置, 以减小水平力作用下的扭转效应, 且短墙肢绝大多数在两个方向有连接, 即截面型式多采用L、T型。少量短墙肢由于建筑需要采用了一字型, 为了减少剪力墙平面外弯矩, 设计时尽量不布置与之垂直相交的大跨度单侧楼面梁, 避免不了的墙肢, 尽量设端柱。短肢剪力墙的肢长肢厚比按规范要求控制在5～8范围内, 并且保证每一段墙肢长度不小于1.2 m, 另外, 对短肢剪力墙的轴压比均控制在0.6以内, 短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率均大于1.2%。由于短肢剪力墙的肢长较短, 故截面配筋型式参照异形柱 (见图1) , 纵向钢筋间距不大于200 mm, 箍筋肢距不大于300 mm, 箍筋间距100 mm。

5.2 连梁设计

本工程中, 由于剪力墙数量较多, 且比较分散, 布置均匀, 墙肢较短, 各片剪力墙之间抗侧刚度相差不大, 在水平力作用下, 每片剪力墙受力较均匀, 因此, 构成剪力墙壁的主要构件连梁无超筋现象。跨高比≥5的连梁按框架梁进行设计 (顶层处按连梁的构造要求配筋) , 其余连梁按JGJ3-2002中第7.2.26条的规定设计。为保证楼层处的梁连成一个整体, 框架梁、连梁及暗梁设有一定数量的纵向钢筋拉通。

5.3 楼板设计

由于核心筒处的楼板受到电梯井及楼梯开洞的削弱, 使得核心筒上下两部分平面的连接较为薄弱, 故与建筑专业协商, 要求该部分楼板的连接宽度不小于5 m, 并在设计时加厚为200 mm, 配双层双向通长筋ϕ12@200。为加强建筑物的顶部约束, 提高抗风、抗震能力, 顶层楼板加厚为120 mm。

6短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节及概念设计

短肢剪力墙结构是介于框架-剪力墙结构和一般剪力墙结构之间的一种结构形式, 其抗震薄弱环节是建筑平面外边缘及角点处的墙肢、“一字形”短肢剪力墙及连梁。当有扭转效应时, 建筑平面外边缘及角点处的墙肢会首先开裂;在地震作用下, 高层短肢剪力墙结构将以整体弯曲变形为主, 短肢剪力墙因截面面积小且承受较大的竖向荷载, 破坏严重, 尤其“一字形”小墙肢破坏最严重;在短肢剪力墙结构中, 由于墙肢刚度相对减小, 连接短肢剪力墙间的连梁已类似普通框架梁, 其受剪破坏的可能性增加。因此, 在短肢剪力墙结构设计中, 对这些薄弱环节, 应加强概念设计和抗震构造措施。例如, 短肢剪力墙在平面上分布要力求均匀, 必要时可用一般剪力墙来调整刚度中心, 使刚度中心尽量接近建筑物质心, 以减小扭转效应;由于短肢剪力墙的抗侧移刚度相对较小, 故设计时应尽量利用电梯、楼梯间来形成一个核心筒, 确保结构有足够的刚度, 共同抵抗水平力;核心筒作为主要抗侧力构件时, 设计中应保证核心筒与其外围结构的连接区域可靠;短肢剪力墙的最小截面厚度要满足规范要求的200 mm, 适当增加建筑平面外边缘及角点处的墙肢厚度及长度, 严格控制短肢剪力墙截面的轴压比不超过规范要求, 并加强短肢剪力墙 (尤其是底部) 的配筋, 以提高墙肢的抗扭刚度、承载力和延性;短肢剪力墙截面小, 壁薄, 平面外稳定性差, 故宜在两个方向均有梁与之拉结, 连梁宜布置在各肢的平面内, 避免采用“一字形”墙肢, 否则应采取加大配筋、减小轴压比、设置端柱等加强措施;高层结构中连梁是一个耗能构件, 连梁的剪切破坏会使结构的延性降低, 对抗震不利, 故连梁设计中应按“强剪弱弯”的原则进行, 如对跨高比≥5的连梁应按框架梁进行设计, 以保证连梁的受弯屈服先于剪切破坏。

7结束语

作为剪力墙结构体系的分支, 短肢剪力墙结构由于结构布置方面的灵活性和可调整性, 使其各项技术经济指标均较一般剪力墙结构理想, 因而在小高层住宅楼结构设计中已被广泛采用。设计短肢剪力墙结构时, 应区别于一般剪力墙结构, 多结合住宅特点, 使结构刚柔适中, 并运用抗震概念设计的原则, 采取有效的抗震措施, 注重细部设计, 从而做到结构设计安全、经济、适用。

摘要：短肢剪力墙结构是介于框架-剪力墙结构和一般剪力墙结构之间的一种结构形式, 其抗震薄弱环节是建筑平面外边缘及角点处的墙肢、“一字形”短肢剪力墙及连梁。本文主要阐述了某住宅楼工程短肢剪力墙的结构设计。

关键词：短肢剪力墙,结构刚度,概念设计

参考文献

[1]JGJ3—2002, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[2]GB50011-2001, 建筑抗震设计规范[S].

篇14：钢结构设计中的基本概念探讨

关键词：钢结构设计；高强度螺栓；涂装

中图分类号：TU392.5

文献标识码：A

文章编号：1000-8136(2009)20-0017-03

随着经济的发展，钢结构在土木工程中的应用日趋广泛，这就要求设计人员必须掌握与此相关的各种知识。本文论述的几个问题几乎是任何一项钢结构设计都要遇到的基本问题。从表面上看这几个问题非常简单，然而不少设计人员在处理这几个问题时却把握不准。究其原因，这几个问题看起来简单，其内涵却非常丰富，涉及到很多非结构专业的问题。笔者翻阅了有关资料，对钢结构设计中这几个经常遇到的基本问题进行论述。希望能对钢结构设计者有所裨益。

1钢材的选型

很多设计人员在设计时说明关于钢材的选型中往往写道：“钢材选用Q235-B，其抗拉强度、屈服点、伸长率、碳、硫、磷极限含量，应符合有关规定，且保证其可焊性。”这种说法是不正确的。其错误的原因是对我国现行的钢产品标准不熟悉，老、旧标准相混淆。目前，我国建筑钢材一般只用两种，即碳素结构钢和低合金高强度结构钢，其相应的国家标准为《碳素结构钢》(GB700-88)和《低合金高强度结构钢》(GB／T1591-94)。以前常说的三号钢和16Mn钢就分别属于碳素结构钢和低合金高强度结构钢。按(GB700-88)碳素结构钢分为Q195、Q215、Q225、0235、Q275，0235又分为A、B、C、D 4个质量等级，即Q235-A～D。A级钢不做冲击试验，而B、C、D级则分别保证在20、0、-20℃时V型冲击功不小于27J。冲击功的大小反映了材料的韧性，在研究船舶脆断的试验中发现V型冲击功在最低使用温度下不小13.7J时，船舶脆断事故很少发生。因此，当设计承受动力荷载的结构时要根据环境温度的不同情况，选用不同级别的钢材。如果我们选用了Q235-B，那么只要它是符合标准的产品，则钢材的屈服点、抗拉强度、伸长率、碳、硫、磷等化学成分，冷弯试验值、V型冲击功试验值都是有保证的(即以前所说的5项保证)，不必另行强调。因此正确的说法应该是：“钢材选用Q235-B，其性能应符合国家标准(GB700-88)的规定。”

要特别提到的是：在国家标准(GB700-88)中第5.1.1.5条注明：“在保证钢材力学性能符合本标准规定情况下，各牌号A级钢的碳、锰、硅含量和各牌号其他等级钢碳、锰含量下限可以不作为交货条件，但其含量(熔炼分析)应在质量证明书中注明。”这就表明A级钢的碳、锰、硅含量是不保证的。在国家标准(GB700--88)中第5A.1.3条注明：“各牌号A级钢的冷弯试验，在需方有要求时才进行。当冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不作为交货条件。”由于碳含量对钢材的可焊性影响很大，从表面上看，既然A级钢的碳、锰、硅含量不保证，那么Q235-A是不能用于焊接结构的，似乎Q235-A是一种质量很差的钢材，除平台板和支撑构件外，几乎很少场合可以用Q235-A。事实并非如此。压力容器应该是典型的焊接结构，对其性能的要求也比普通的建筑钢结构要严格。然而，我国的最新压力容器标准《钢制压力容器》(GB150-1998)却明文规定在压力≤1.0MPa，温度0-350℃，壳体厚度≤16mm时，除极度危害介质的压力容器外，可以使用Q235-A(见该标准第4.2.2，4.2.3条)。这就表明Q235-A是可以用于焊接结构的。除了像吊车梁这样以动荷载为主要荷载的承重结构，一般对冲击韧性没有特殊要求的承重结构都可以选用Q235-A。首先，评价一种钢材的可焊性，并非仅仅由含碳量决定，而是由碳当量决定。目前我国生产的符合标准的Q235-A。其碳当量不会超过0.45％，其可焊性是有保证的，可以用于焊接结构使用。其次，Q235-A的屈服强度、抗拉强度、伸长率是有保证的，只是当冷弯试验合格时，抗拉强度上限不保证，而设计时，一般都把屈服强度作为强度计算和稳定计算的依据，结构的实际应力值都远低于屈服强度，因此只要材料的屈服强度有保证，则结构的强度是有保证的。至于结构的刚度只与结构形式和截面尺寸有关，与抗拉强度并无关系。一般而言，当一种钢材的伸长率和冷弯试验合格时，就表明它具有了一定的韧性。因此，对于一般承重结构所需要的基本力学性能，Q235-A是可以保证的。

综上所述，Q235-A是可以用于焊接承重结构的，但不能用于低温环境和动荷载较大的结构(即对材料的韧性有较高要求的结构)。这一点已经为大量的工程实践所证明。当然，在选用Q235-A时，要附加冷弯试验合格的保证，并且要根据质保书核算碳当量是否满足要求。为可靠起见，板材的厚度一般不宜超过16mm。目前，国内钢材市场上Q235系列的板材和型材大都为Q235-A。如果不分场合，所有的承重结构都选择Q235-B～D。则不仅工程造价提高，而且也给材料的采购带来麻烦，以至延误工期，是不可取的。

2焊接检验

当结构的母材和焊接材料选定以后，就要确定焊缝的质量等级。选择合适的质量等级是非常重要的，不恰当地提高焊缝的质量等级将提高工程造价。

鉴于现有的焊接技术尚无法避免焊接过程中焊接缺陷的产生，因此必须采取一定措施将焊接缺陷控制在允许的范围内。实践证明，通过制定焊接缺陷质量要求标准进行约束是一种有效的手段。在《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205)中就将焊缝质量等级分为一、二、三3个等级。如果经过检查，焊接缺陷不超过所要求的级别的各项规定，则焊接过程中焊接缺陷就得到了控制。

对于建筑钢结构，焊缝质量要达到一级标准是很困难的。特别是在采用手工电弧焊且剖口较深时，一般的焊工很难做到。在实际工程中，除了大跨度重级工作制吊车梁的下翼缘对接，以及大跨度钢桥的受拉构件的对接这种对质量要求很高的焊缝要求一级焊缝以外，其他场合很少用到一级，一般都要求二级。

对于角焊缝，除了在要求熔透的情况(如对于轮压较大的吊车梁的上翼缘和腹板连接的角焊缝)，其质量等级要求二级外，其他场合一般都用三级。

在《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205)中，3个质量等级对于焊缝的内部缺陷检验、外观质量标准及检验方法都作了明确的规定：设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验。焊缝内部缺陷分级及探伤方法应符合国家现行标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》(GB11345)的规定，对于一、二级焊缝的探伤结果应符合表1的规定。

在CB11345中检验等级分为A、B、C3个级别，评定等级分为I、II、III、Ⅳ4个级别。所谓检验等级就是检验方法(有的设计手册把焊缝质量等级和检验等级混为一谈，出现“一级焊缝应

符合检验等级中的B级”这样明显的错误)。焊缝中缺陷的位置、形状和方向直接影响缺陷的声反射信号强度。由于缺陷存在的任意性，因此超声波探测焊缝的方向愈多，波束垂直于缺陷平面的概率愈大，则缺陷的检出率也愈高。根据探测方向(取决于探头角度、探伤侧、探伤面及探头移动角度等)的多少，分为A、B、C3个级别，它体现了检验的完善程度，按A、B、C逐级提高，其检验工作的难度系数也逐级提高(A为1，B为5-6，C为10～12)。各级别探伤面、探伤侧、探头角度及探测方法等在GB11345中都有明确的规定。对于建筑钢结构以及压力容器，目前我国超声波探伤的检验等级都采用B级。当检验方法(即检验等级)确定以后，根据用该种方法检测出焊缝中缺陷的情况，对其结果进行等级分类，就是所谓的评定等级。对于焊缝宏观质量控制，缺陷的尺寸超过1mm才有实际意义。CB11345根据缺陷的长度按表2中的规定予以评级。表2中的12、8／3等均为超声波探伤仪测出的缺陷尺寸。

3螺栓

建筑钢结构所用的螺栓有两大类，即普通螺栓和高强度螺栓。普通螺栓和高强度螺栓的主要区别在于其机械性能不同，也即性能等级不同。在设计中经常注明的“高强度螺栓8.8级”，8.8即为性能等级，小数点前一个数字8表示该螺栓材料热处理后的抗拉强度为800 MPa，小数点后一个数字8则表示该材料的屈强比(屈服强度与抗拉强度比值)0.8，10.9级则表示该材料的抗拉强度为1000MPa，屈强比为0.9。屈强比大，则材料的韧性差，不宜重复使用。尤其是10.9级的只能用一次。目前我国使用的高强度螺栓只有8.8级和10.9级，可以写为8.8s和10.9s。普通螺栓如果用Q235(通常用Q235-B以保证有良好的韧性)则性能等级为4.6，如果用Q345则为6.6级。普通螺栓一般在设计时不注明性能等级，只注明钢号。

一些设计人员在设计说明中往往写道：“高强度螺栓采用承压型高强度螺栓10.9s”，这是一种不正确的说法。对于设计者只要给出高强度螺栓的性能等级和连接材料摩擦面的抗滑移系数即可。不必规定制造商采用何种螺栓。当然，如果确有必要，可以推荐用大六角头高强度螺栓，或是扭剪型高强度螺栓。

承压型高强度螺栓(或摩擦型高强度螺栓)是一个错误的术语，它将螺栓的连接方式(连接的力学模式)和螺栓的种类(外形和性能)这两个不相及的概念混为一谈。谈到承压型(Bearing Type)与摩擦型(Friction Type)，它应该属于连接形式(Type of Joint)的范畴。承压型连接和摩擦型连接只是抗剪连接的两种形式。前面提及的两种螺栓既可以用于承压型连接，也可以用于摩擦型连接，性能都是可靠的。至于这两种连接形式的区别和具体计算，在规范、教科书和设计手册中都有详尽的说明。目前高强度螺栓的连接多用于摩擦型连接，这种连接使得结构的刚度较大，是其主要的优点。

大六角头高强度螺栓的外观和普通螺栓基本一致，只是材料和拧紧的方式不同。扭剪型高强度螺栓为日本人首创，20世纪70年代末随宝钢工程引进。这种螺栓的尾部设有槽口和梅花形卡头，在拧紧螺母时用专用的电动扳手套住螺母和卡头一起拧。直至卡头拧断，此时螺栓也达到了规定的预拉力值。这种高强度螺栓紧固简单，便于检查是否有漏拧或是欠拧，但耗材略多，预拉力值离散性大且需要专用扳手，也是其缺点。扭剪型高强度螺栓目前我国只有10.9级。这两种高强度螺栓的类型与尺寸及性能都有对应的国家标准。所谓连接副指一个螺栓、一个螺母和一个垫圈(大六角头高强度螺栓为两个垫圈)。大六角头高强度螺栓之所以要两个垫圈是因为其螺栓的加工精度较低，难以保证它与构件的紧密结合。

普通螺栓按制作精度分为A、B、C级3种，分别称为精制螺栓、半精制螺栓和粗制螺栓。A、B级螺栓除了螺栓本身制作精度要求较高以外，对螺孔的精度也要求较高(I类孔)，以前在建筑钢结构中多用于永久螺栓，现在已逐步为高强度螺栓所取代。这是因为如果用8.8级的大六角头高强度螺栓，其价格与精制螺栓相差不多，但高强度螺栓对螺孔的要求和粗制螺栓几乎一样，这样不仅构件的制作和安装成本可以降低，而且施工方便且性能可靠。C级螺栓一般都用于安装螺栓，地脚螺栓也属于粗制螺栓。

4涂装

涂装其意思与防腐基本一致，不仅包括涂料，还包括对钢材表面的除锈要求。“钢材表面须认真除锈”这样的说明缺乏具体的标准，应该注明除锈等级Sa2.5，或除锈等级St3。Sal、Sa2、Sa2.5、Sa3是喷射或抛射(通常说的喷砂只是其中一种)的等级要求，共有4级。手工和动力工具除锈等级只有St2、St3两种。我国对于除锈等级早已有国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923-88)。喷射除锈不仅除锈彻底，而且能在钢材表面形成微小的凸凹面，有利于涂料与钢材的黏结，大大提高防腐年限。当构件有残余应力时，喷射还可以消除部分残余应力，值得大力推广。