剪力墙结构设计论文

下面是小编精心推荐的《剪力墙结构设计论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。摘要：近年来，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，原来普通框架结构的露梁露柱结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅剪力墙结构型式。

第一篇：剪力墙结构设计论文

框支剪力墙结构设计与分析

【摘要】结合一栋框支剪力墙高层建筑的结构设计过程，针对项目的超限情况，通过大量的计算分析以及严格的抗震措施，确保结构在地震作用下具有良好的抗震性能。

【关键词】高层建筑;框支剪力墙结构;结构设计

1、工程概况

某高层商住楼位于广东省英德市，是集底部商业裙房、住宅塔楼于一体的高层建筑。工程主体高89.10m，地下2层，地上26层;裙房地上三层，建筑高度18.0m。

本商住楼底部三层为商业裙房，首层层高6.80m，2～3层层高5.60m;4层为设备转换层，层高4.0m;5层以上为住宅，层高均为3.05m。为实现底部大开间与上部剪力墙之间的转换，在裙房顶部设置结构转换层，形成底部大空间的框支剪力墙结构。裙房结构平面布置图如图1所示。

本工程所在地区的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组为第一组;场地类别为II类;场地特征周期Tg=0.35s; 按建筑类别及场地调整后确定抗震等级的地震烈度为6度;建筑结构的阻尼比取5%;50年一遇的基本风压为0.30kN/m2，地面粗糙度为C类[1][2]。

图1 裙房结构平面布置图

2、结构选型

本工程转换层采用了传力直接明确、传力途径清楚的梁式转换方式。楼梯间、电梯间以及设备管井处布置落地剪力墙，组合成筒体布置形式，其余剪力墙均为框支剪力墙。结构转换层结构平面布置图如图2所示。

图2 转换层结构平面布置图

3、结构超限情况

通过结构整体计算分析，结合《广东省超限高层建筑工程抗震设防专项审查实施细则》(粤建市函[2011] 580号)，对本工程的不规则情况进行判断分析，结构不规则情况见表1。

4、结构计算分析

4.1 抗震等级确定

剪力墙底部加强区高度为转换层以上两层且不小于房屋高度的1/10。本工程转换层设置在3层，属于高位转换，框支柱的抗震等级为一级，框支梁的抗震等级为二级，底部加强区落地剪力墙抗震等级为一级，非底部加强区的剪力墙抗震等级为三级。

4.2 主要计算结果

为分析整体结构的特性，采用SATWE、GSCAD对结构进行整体对比计算。结构嵌固端取为地下室顶板，计算中考虑双向地震作用和偶然偏心的扭转耦联影响。计算结果见表2。

4.3 补充计算分析

4.4. 弹性时程分析

为了校核多遇地震下上述振型分解反应谱法的计算结果，采用SATWE软件进行了弹性时程分析补充计算。RH4TG035为场地地震安全性评价报告提供的人工地震波，TH2TG035、TH4TG035分别为天然波。按照规范要求进行双向地震波输入，主、次方向峰值加速度最大值按1：0.85的比例调整。弹性时程分析得到的结果如图3所示。

(a)最大楼层位移角曲线

(b)最大楼层剪力曲线

图3 弹性时程分析结果

从以上计算结果可以看出，三条时程曲线计算得到层间位移角均满足规范要求。X、Y 向的最大楼层位移曲线、最大层间位移角曲线、最大楼层剪力的分析结果与振型分解反应谱方法计算结果趋势基本是一致的，没有出现异常情况。

5、抗震措施

经过上述计算分析，除计算结果满足规范要求以外，为保证结构安全，还需采取抗震构造措施。

(1)转换层楼板承担着完成上下部分剪力重分配的任务;并且由于转换层楼板自身平面内受力很大，而变形也很大，所以转换层楼板必须有足够的刚度作保证。转换层楼板厚度取为180 mm，双层双向钢筋拉通，每层最小配筋率为0.25%。另外，为了协助转换层楼板完成剪力重分配，将转换层上层楼板也适当加强，厚度取150mm。

(2)在核心筒内增加底部落地剪力墙的数量和厚度，调整裙房结构的刚心，加强裙房部分抗扭刚度，以减小裙房结构的的扭转位移。

(3)严格控制转换柱、落地剪力墙的轴压比，以提高整体结构的抗震性能。

(4)通过优化上部结构布置，减小框支梁因偏心荷载产生的扭矩。

6、结 论

本工程为高位转换的框支剪力墙结构，存在扭转不规则、竖向构件不连续等不规则项。结构设计时，通过大量的计算分析以及严格的抗震措施，确保了结构在地震作用下具有良好的抗震性能。

参考文献

[1] JGJ 3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011

[2] GB 50011-2010 建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010

作者：徐克林

第二篇：剪力墙结构设计要点分析

摘 要：近年来，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，原来普通框架结构的露梁露柱结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅剪力墙结构型式。本文首先对高层建筑结构的设计特点和剪力墙结构特点进行了系统的阐述，最后就剪力墙结构设计的相关要点进行了详细的分析与探讨，以期对大家以后的工作起到一定的借鉴和指导作用。

关键词：高层建筑;剪力墙结构设计;要点分析

引 言

随着我国社会经济的发展以及人们生活质量的提高，越来越多农村人口向城市聚集，使得城市人口越来越拥挤，这势必会带来住房紧张等各类问题，然而想要缓解城市人口以及住房压力等问题就只能不断扩大城市建设的同时新建高层建筑，从而扩大城市人口容纳量，加快城市化进程。在高层建筑中，剪力墙结构因为其独有的抗震性能好、抗侧刚度大、侧移较小的优势而被广泛应用于其中，特别是高层剪力墙住宅。然而剪力墙结构设计过程中仍没有一个明确的规定用以判断剪力墙截面尺寸大小及其形状、位置布置等合理与否情况，一般情况下都是根据工程师经验来进行设计、判断的。这就使得一些不合理设计问题容易出现，从而导致建筑结构安全性不足或造价增加等。

1 高层建筑结构设计特点和剪力墙结构特点分析

1.1 高层建筑结构设计特点

(1)水平荷载是结构设计时的决定性因素。这是因为结构由自重等竖向荷载产生的轴力和弯矩的大小，仅与楼房高度的一次方成正比;而结构由于水平荷载产生的倾覆力矩及在竖构件中产生的轴力，是与楼房高度的两次方成正比;同时，对一建筑来说，自重等竖向荷载基本上是定值，而风荷载和地震作用等水平荷载，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

(2)轴向变形不容忽视。因为在高层建筑中，自重等竖向荷载很大，能够使柱产生较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生较大的影响，对预制构件的下料长度产生影响，另外对构件的剪力和侧移也会产生影响，易使结构设计不够安全。

(3)侧移是结构设计的关键因素。水平荷载下结构的侧移变形随着楼房高度的增加迅速增大，因此水平荷载作用下结构的侧移应控制在规定限度之内。

(4)结构延性是重要设计指标。与较低楼房相比，高层建筑结构在地震作用下的变形更大一些。为了能让结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，防止建筑倒塌，必须采取一定的构造措施，以保证结构具有足够的延性。

1.2 剪力墙结构的特点

(1)承载能力和抗侧力能力好。该结构体系能够很好地承受竖向荷载和抵抗水平荷载，常用于高层住宅建筑。

(2)侧向刚度大。该结构体系侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小。

(3)建筑空间利用率高。由于剪力墙与楼板组成受力体系，建筑室内空间比梁柱结构简洁和宽敞。同时，楼盖一般为不设梁的平板，增加净高，空间利用率高。

(4)该结构自重很大，能够很好地吸收地震能量。

(5)该结构体系施工较麻烦，且造价也高。

2 剪力墙结构设计要点分析

2.1 剪力墙结构的合理布置

(1)剪力墙应沿主轴方向双向均匀布置，宜使两个方向抗侧刚度接近，不宜采取单向的方式进行布设。尽量使得刚度中心与质量中心靠近，减小地震造成结构扭转。

(2)在对剪力墙结构进行布设时，墙肢使用不宜选择“一”字形的，带翼缘的T型或L型等最为适宜。

(3)为减轻结构自重，加大建筑可用空间，剪力墙不宜布置太密使结构有合适的刚度，以满足规范的侧移限制为好。

(4)剪力墙竖向刚度要求匀称，由下到上连续布置，可沿高度改变剪力墙厚度和混凝土强度等级。

(5)剪力墙上要布置洞口，应尽量布置成成排成列，能够形成很明确的墙肢和连梁，使得应力分布比较规则，又与计算简图较为吻合，设计结果比较可靠。

2.2 剪力墙长度和厚度的选择

为了使剪力墙结构具有足够的延性，剪力墙墙肢长度一般不宜大于8m，这是因为细高的剪力墙(高宽比大于2)具有很好的延性，可以防止脆性的剪切破坏。当墙的长度大于8m或更长时，为了满足延性要求，可通过开设洞口将长墙分成长度较短、较均匀的联肢墙，洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁，使其可近似成独立的墙段。

《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.2条规定了剪力墙的最小厚度，以保证剪力墙的刚度和稳定性能。在短肢剪力墙结构中，《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定其抗震等级应采用比第7.2.2条中规定的抗震等级提高一级。如剪力墙住宅中，填充墙厚一般为200mm，相应的剪力墙厚也应取200mm。以保证剪力墙平面外有足够的刚度，防止结构在偏心荷载下产生屈曲失稳。

2.3 剪力墙结构中连梁的设计

剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。在风荷载、地震作用等水平荷载作用下，墙肢发生弯曲变形破坏时的形态与连梁有很大的关系。因此，在设计剪力墙结构时，应重视连梁的设计，以减少剪力墙的破坏几率。在剪力墙结构设计中应遵循强墙弱梁的原则，提高结构的延性。如在本工程中，在窗洞露面和窗台之间部分使用轻质砌筑材料;在有飘窗时，在窗台处再增加一根梁且在梁之间用轻质材料填充。

2.4 剪力墙结构中过渡层的设计

对于存在过渡层或者转换层的剪力墙结构，比如底层框架剪力墙结构，其过渡层或者转换层的剪力墙墙体在地震中需要提供的抗倾覆力矩和抗剪切力最大，且其受力也最不利。除此之外，由于在垂直均匀荷载的作用下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体处于拉剪或者压剪的应力状态，而一旦有横向荷载作用时，过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力及其抗裂性能都将相应地降低。根据试验表明，在垂直和反复横向荷载的作用下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力大约会降低两到三成。而如果按验算一般墙体横向承载力的方法，当其托梁的高跨比或者垂直荷载较小时，就将会过高地估计过渡层或者转换层剪力墙的抗震承载力，从而降低结构抗震的安全可靠性。

2.5 剪力墙结构的计算和配筋

(1)剪力墙的墙身。剪力墙中包括的有竖向钢筋和水平向钢筋，在对其进行构造和计算时，要对其用量进行确定，主要对正截面中的抗弯承载力、斜截面中的抗剪承载力进行验算。剪力墙中的钢筋配置要求为：在一级、二级、三级的抗震设计中，竖向配筋率与水平配筋率不能低于0.25%;在四级、一级非抗震设计中，其配筋率不能低于0.2%。另外，剪力墙的竖向钢筋与水平钢筋之间的距离适宜在300mm左右，直径不能低于8mm。

(2)连梁。剪力墙自身只有具备了一定的强度和刚度，才能够保证墙体与连梁的协调工作。通常情况下，连梁具有提高剪力墙刚度、紧密连接墙肢的作用。因此，在对高层建筑结构整体进行计算的过程中，要相应的折减连梁的刚度。其折减值不能低于0.5，取值范围适宜控制在0.5～1.0。如果在对折减刚度后，建筑结构的正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力不足，那么可以通过降低连梁高度、减小整体刚度的方式，来减少地震带来的影响。

3 结束语

总之，随着我国建筑行业的不断发展，剪力墙结构技术将会得到越来越广泛的运用。因此，为了充分的将剪力墙结构技术的作用充分发挥出来，切实提高建筑物自身的抗震性能，就需要我们每一个设计者，本着精心设计的原则，考虑多方面因素，确定出合理的结构布置方案，最终确保建筑工程的安全性以及经济性。

参考文献

[1]张建勋.框架剪力墙结构的概念设计要点分析[J].建筑设计管理，2011，10(03).

[2]钟建兴.关于高层住宅剪力墙结构设计的一些探讨[J].企业科技与发展，2010，16(26).

作者：曹佳莹

第三篇：高层建筑剪力墙结构设计初探

【摘　要】 随着我国社会经济的飞速发展和城市化建设进程的加快，尤其是高层建筑的与日俱增和社会对抗震要求的逐渐重视，混凝土剪力墙结构在民用建筑尤其是高层建筑中已经得到了越来越广泛的应用。本文针对高层建筑混凝土剪力墙结构设计进行了浅要的分析。

【关键词】 混凝土剪力墙 结构设计

1. 高层建筑结构设计的特点

随着城市人口的增长，大规模的城市高层建筑越来越多。高层建筑在结构设计上有着以下共同特征：①水平荷载成为决定因素;②轴向变形不容忽视;③侧移成为控制指标;④结构延性是重要设计指标。伴随着这些设计特点逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构形式，即“剪力墙结构”形式。抗震设计时，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙;B级高度高层建筑以及抗震设防烈度为9度的A级高度高层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。

2. 高层建筑混凝土剪力墙的结构设计

2.1建筑高度要求

根据资料和研究证明，随着楼层数及高度的增加，剪力墙结构的震害将会加剧，所以规范对于结构形式为剪力墙结构的建筑物的高度有着明确的限值要求。其中的建筑高度指的是从室外地面至檐口或者屋面板板面的高度，对于半地下室结构则从室内地面算起，而对于全地下室或者嵌固条件较好的半地下室则仍然应从其室外地面算起。对于那些带阁楼的坡屋顶则应算至山墙的半高处。

2.2过渡层的设计

对于存在过渡层或者转换层的剪力墙结构，比如底层框架剪力墙结构，其过渡层或者转换层的剪力墙墙体在地震中需要提供的抗倾覆力矩和抗剪切力最大，且其受力也最不利。除此之外，由于在垂直均匀荷载的作用下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体处于拉剪或者者压剪的应力状态，而一旦有横向荷载作用时，过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力及其抗裂性能都将相应地降低。根据试验表明，在垂直和反复横向荷载的作用下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力大约会降低两到三成。而如果按验算一般墙体横向承载力的方法，当其托梁的高跨比或者者垂直荷载较小时，就将会过高地估计过渡层或者转换层剪力墙的抗震承载力，从而降低结构抗震的安全可靠性。因此过渡层或者转换层应在每开间设置圈梁以及构造柱，以形成类框架体系，从而增强过渡层或者转换层传递地震剪切力的能力，并大大增加其展延性以及耗能能力。

2.3連梁设计

剪力墙的连梁是一件耗能构件，因此它的剪切破坏将对抗震不利，并会使结构的延性大大降低。在设计过程中就要注意对连梁进行强剪弱弯的验算，以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。所以切忌人为来加大连梁的纵筋，这样就有可能无法满足其强剪弱弯的要求，也不能单纯地认为加大箍筋就一定能保证其强剪弱弯的要求。因为当连梁不能满足其截面控制条件时，一味盲目地增加箍筋必然会导致连梁在其箍筋还未充分发挥作用时就发生剪切破坏。而连梁截面的抗剪计算中，对于那些跨高比大于2.5的连梁，应注意将其剪力设计值乘以增大系数。

2.4长墙肢的处理

剪力墙不宜过长，较长剪力墙宜设置跨高比较大的连梁将其分成长度较均匀的若干墙段，各墙段的高度与墙段长度之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8m。

高层建筑剪力墙结构还必须具备足够的延性，特别是对于呈高细形状的剪力墙(即墙段的高度与墙段长度之比不小于3的剪力墙)而言，就具有较好的展延性和弯曲破坏的属性，从而能够很好地避免发生脆性剪切破坏。然而在墙肢长度比较长的情况中，为了满足其每个墙段的高宽比都不小于3，就可以采取开洞的方式、用跨高比较大的连梁将长墙分割成为独立的、小而均匀的若干墙段。此外，当其墙段的长度较小时，因受弯而导致产生裂缝的宽度也比较小，这样就可以充分地发挥出剪力墙墙体配筋的作用。另外对于剪力墙结构当中存在的不多的长度超过8m的剪力墙长墙肢而言，在理论计算当中其楼层的剪力绝大部分都是由这些剪力墙的长墙肢来承担。因此在发生地震尤其是超烈度的强震时，这些长墙肢就是最容易遭到破坏的，而短墙肢则会因没有足够多的配筋，从而使整体结构遭到全面的破坏。为了避免这种不利的现象发生，应尽量避免单片剪力墙墙段长度大于8m。

结语

总而言之，在剪力墙结构设计中，要根据其受力的特点，充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后，并选择合理的布置形式，正确掌握计算分析方法，它将在高层的住宅中有着广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 于 群.小高层住宅中短肢剪力墙结构的设计应用[J].中国科技信息,2005.

[2] 李国胜.多高层钢筋混凝结构设计中疑难问题的处理及算例[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[3] 高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3-

2010) 北京 中国建筑工业出版社，2010.

(作者单位：辽宁省葫芦岛市建设工程质量监督站)

作者：赵长海　崔智