剪力墙设计与建筑结构论文

摘要：剪力墙结构的应用日益广泛，优化了建筑工程的结构，同时也促进了建筑工程结构设计能力的有效提升，提高了建筑工程项目的质量安全，基于此，对剪力墙结构设计进行规范十分必要。本文分析了高层建筑结构设计特点与剪力墙设计。下面是小编精心推荐的《剪力墙设计与建筑结构论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

剪力墙设计与建筑结构论文 篇1：

高层建筑结构设计特点与剪力墙设计

摘要：高层及多层建筑结构设计的科学性、合理性是确保建筑稳定、安全的重要前提。剪力墙结构在高层及多层建筑当中的应用较为广泛，在其设计应用过程中需要充分了解结构形式特点，根据高层及多层建筑建设标准要求，結合设计原则进行合理设计。论文阐述了高层及多层建筑剪力墙结构特点、缺陷、类型，分析了高层及多层建筑剪力墙结构设计应用情况。

关键词：高层建筑;结构设计;剪力墙

引言

剪力墙在建筑中的作用是承受水平荷载，主要包括风荷载、地震荷载等，因此剪力墙也被叫作抗震墙或抗风墙。剪力墙可以有效防止水平剪力对建筑产生的破坏，并可以对建筑坚固性提供有效的保障，一般情况下，剪力墙是通过钢筋混凝土制作而成的。

1结构分类

剪力墙主要是根据墙体开洞的数量与洞口的尺寸来进行分类，主要可以分为四种结构，为实体墙、多肢剪力墙、壁式框架剪力墙、小开口剪力墙。实体墙不需要开洞，其他三种墙体都需要进行开洞，但开洞的尺寸不同。实体墙是墙面不需要开洞的一种剪力墙，该剪力墙在变形时一般为曲形，实体墙弯矩图不会出现反弯与突变情况，结构稳定性较高，不会产生异常情况，墙体本身的强度也较高;多肢剪力墙，该剪力墙要在墙体进行开洞，开洞的面积较大，开洞成列状。该剪力墙弯矩图不会出现异常情况，墙体的整体强度与小开口剪力墙相似;壁式框架剪力墙，该剪力墙需要开洞，且开洞尺寸大。

2剪力墙结构的受力情况分析

在进行结构设计的过程中需要注意，剪力墙有着独有的设计原理与设计原则，剪力墙与普通墙相比具备更厚的厚度与宽度，因此其特征比较像板，但与板之间还存在着一定区别。剪力墙是应用压弯构件的方法来进行计算，而板是应用弯曲构件的方法来进行计算。因此，在进行结构设计的过程中，要对具体存在的设计差异进行充分的分析与考虑。除此之外，剪力墙的墙肢长度与壁厚都具备着独有的特征。该结构主要是由纵向剪力墙、横向剪力墙与梁板三者组成。两种负荷主要为竖向荷载和水平荷载，竖向荷载来源主要是地震作用和墙体的自重，水平荷载主要是横向地震作用与风力作用产生的。剪力墙的内力与变形分形主要包括承载力极限与正常使用极限两种状态的分析，在极限承载力的状态下，剪力墙处于各个工况下也不会损坏。处于正常使用的极限状态之下，结构的变形要满足相关规范的要求，在保证符合设计要求的情况下，具备较高的耐用性。

3剪力墙结构设计

3.1厚度设计

在对剪力墙结构进行设计的过程中，要严格遵循我国的相关规定，对于剪力墙厚度要根据震级来进行选择，对于抗震等级处于一级、二级的建筑物，剪力墙的底部加强范围的剪力墙厚度不能低于200mm，并且不应小于无支长度1/16或层高，其余部位的墙体厚度也不能小于160mm，且不能低于层高或无支长度1/20。抗震等级为三级和四级的建筑物，剪力墙的厚度不能小于160mm，且不能小于层高或无支长度1/20，其余墙体的厚度不能小于140mm。无端柱和无翼墙的情况下，一级和二级建筑物不能低于层高，不能小于1/12的无支长度，三级和四级建筑物不能低于层高，不能小于1/16的无支长度。此外，对剪力墙的厚度进行设计的过程中，如果遇到特殊情况，相关设计人员要采取合理的措施来对墙肢的轴压比情况进行有效结合，保证施工过程中钢筋绑扎与混凝土浇筑流程质量，对建筑结构安全性进行全面的控制，以提高建筑物的整体结构强度。

3.2延性设计

对剪力墙进行结构设计的过程中，要对以下方面加大重视程度：保证墙体底部能具备良好的耗能能力与延性，保证在一定高度范围下，结构在底部不会出现屈服现象，提高墙体底部的受剪承载力，构建有效的抗震构造，保证建筑物的底部具备较高的弹性与变形能力，进一步提高结构的抗倒塌能力。此外，在强震情况下，结构出现损坏后是连梁先出现问题，随后是墙肢的底部出现塑性铰。

3.3结构参数

建筑物所承受的荷载力较大，因此在剪力墙设计过程中，要对各项的结构参数进行全面考虑，实现对参数的有效控制，保证建筑物荷载力能处于可控制的范围。对结构参数进行设计的过程中，对建筑物比例与位移方面要进行全方位分析，随后开展设计工作，使建筑物的各项参数都控制在有效范围内，保证建筑结构设计具备较高的规范性。

3.4工艺方案设计

剪力墙结构在施工过程中会涉及复杂的施工工艺，因此在设计环节，相关设计人员要对施工过程中的具体要求进行准确的分析，提高施工方案设计的合理性。在对混凝土浇筑环节进行设计的过程中，要从多个角度来对工艺实施情况进行设计，对于设计方向要进行有效的控制。混凝土浇筑工作开展之后，工作人员要保证可以一次浇筑完成，设计人员在浇筑流程、设备与材料方面要进行科学的设计。

此外，前期的输送环节及混凝土的配制环节也会对混凝土浇筑产生影响。最好是在使用的时候当场配制混凝土，配制后的混凝土不应存放太久，在混凝土的输送上，输送时间不可以太长，需要选择运输距离合理的混凝土搅拌工厂。对于混凝土浇筑的速度，设计人员要根据浇筑要求来对相关参数进行设置，在施工设计方案的执行过程中，对于浇筑的温度、后期的养护都要当作设计要点来进行设计。针对相关要求采取具体的控制措施，保证钢筋混凝土剪力墙结构可以保持稳固性，进一步提高设计的严谨性。

3.5防止出现轴向变形

建筑物竖向自重会产生较大的荷载，因此需要采取科学的措施防止出现轴向变形，否则甚至可能对梁弯矩产生影响。除此之外，还可能制约其他构件出现的侧移问题，对高层建筑质量产生影响，甚至导致高层建筑出现安全隐患，威胁人们的生命安全。

3.6结构的平面布局

在对框架剪力墙结构进行设计的过程中，由于结构体系存在着较大的复杂性与不规则性，同时部分建筑在结构布置方面也不够对称，结构的平面布局设计要经过多次验算之后，才能进行布置。除此之外，在进行布局设计的过程中，对于剪力墙的布置要严格遵循设计规范来开展，在布置过程中，要对其均匀性、分散性与扭矩进行详细分析，保证结构的竖向构件出现水平位移的数值与层间位移数值间的比值低于1.4，从而进一步提高剪力墙结构的抗扭性能。

3.7抗震设计

在剪力墙结构的设计过程中，应用机构控制可以实现总体屈服。在特定位置上设置塑性铰可以对出现次序形变的位置进行有效的控制，使结构在地震作用下也能形成良好的耗能机构。水平方向构件先于竖向结构出现屈服。对结构高度与抗剪能力要进行平衡，剪力墙结构中如果增加墙数量，结构体积也就会进一步增加，结构高度也会随着提高，结构自身的自振周期就会降低，反之，结构自身高度也会降低。在实际的设计环节，要根据实际情况进行综合性的设计，对于高层建筑抗震性与内部装饰都要考虑在内，从而对剪力墙数量与整体体积进行合理的确定，保证建筑具备良好的安全性与经济性。设计过程中要保证框架结构的延展性与刚度达到协调与统一，剪力墙结构的黏性系数与高度存在差异，导致难以提高结构抗震能力。因此，在设计环节要对各个构件进行有效的连接，使其可以进行充分的协调，实现高度与延展性的良好统一，保证剪力墙结构具备较高的抗震性。

4结束语

综上所述，在高层建筑的结构设计过程中，加强对剪力墙结构的设计至关重要，设计人员要遵循设计原则来对结构进行合理化设计，保证结构荷载具备较高的合理性，进而保证高层建筑剪力墙结构的稳定性。

参考文献：

[1]刘军.高层住宅建筑框支剪力墙结构设计探讨重点探寻[J].建筑技术开发，2020，47（03）：23-24.

[2]张颖，肖帆.高层建筑框支-剪力墙结构设计优化策略探究[J].门窗，2019（23）：156.

作者：黄金喜

剪力墙设计与建筑结构论文 篇2：

高层建筑结构设计特点与剪力墙设计

摘要：剪力墙结构的应用日益广泛，优化了建筑工程的结构，同时也促进了建筑工程结构设计能力的有效提升，提高了建筑工程项目的质量安全，基于此，对剪力墙结构设计进行规范十分必要。本文分析了高层建筑结构设计特点与剪力墙设计。

关键词：高层建筑;结构设计;剪力墙设计

在社会经济发展的当下，人口基数不断增加，土地资源日益匮乏，建筑工程项目中高层建筑的比例逐渐提升，同时人们的建筑工程质量安全意识也逐步提升，基于此，建筑工程必须不断提升自身的剪力墙结构设计能力，全面提升建筑工程的质量安全，以满足建筑使用者的需求。

一、建筑结构设计中剪力墙结构设计原则和要点

建筑结构设计中剪力墙结构设计原则和要点，体现在以下三个方面：第一，在设计剪力墙结构的时候，应当对墙体的受力情况进行分分析。基于墙体的平面布置，需要了解墙体纵向和横向的受力状况，分析其剪力，并将分析得出的数据和结果，作为剪力墙结构设计的依据;第二，在设计剪力墙结构平面布置图的时候，需要与主轴方向保持一致，纵向的布置要遵循自上而下原则，在布置的时候应当均匀，不可中断，而且还需要考虑和预防刚度突变状况;第三，需要根据施工的实际情况，来调整相应的指标。例如，剪力墙的抗震设计，必须达到施工标准要求。

二、高层民用建筑剪力墙结构的设计特点

2.1 剪力墙结构的设计特点

为了剖析高层民用建筑剪力墙结构稳定性设计的特点，有必要认识民用建筑的结构与剪力墙的混凝土结构。通常来说，高层民用建筑纵向和横向承载力与结构的设计有关，剪力墙结构形状增加了结构的稳定性，结构设计时应考虑到墙体结构抗震性能和自然摆动性能，以防止变形，因此剪力墙结构设计具有良好的稳定性。

2.2 剪力墙结构的分类和结构设计要求

根据墙肢是否开设洞口，可将剪力墙分为以下几种：整截面剪力墙、壁式框架、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙。整截面剪力墙为开洞较小或无开洞的墙，整个剪力墙类似竖向的悬臂杆;当剪力墙开洞面积很大，连系梁和墙肢的刚度均较小，这类剪力墙称为壁式框架。当剪力墙开洞介于以上两者之间时，根据连系梁刚度的大小，可分为整体小开口剪力墙和双肢或多肢剪力墙。整体小开口剪力墙指的是孔面积超过15% 但开口面积较小的墙。这堵墙的受力特征是弯矩图上的变化，但是在整个高度上没有回弹点或者只有一个点。双肢或多肢剪力墙是指具有大孔区的墙，该墙的力学特性类似于上述带有小开口的整体剪力墙。应做好连肢墙的结构设计，并特别注意墙肢轴压比的计算。掌握剪力墙结构设计的具体要求，优化结构设计细节，是高层民用建筑剪力墙结构设计的重要内容。

三、建筑结构设计中剪力墙结构设计的有效应用

3.1 科学选择剪力墙肢的厚度和长度

设计剪力墙结构时，需要根据实际情况来合理选择墙肢的长度，墙肢的长度过长或过短，都会直接影响剪力墙结构的质量，不利于剪力墙结构稳定性的提升。墙肢的厚度也是关键因素之一，在设计厚度参数的时候，应当从剪力墙结构的刚度来考虑。通常情况下，高层建筑剪力墙结构的墙肢体厚度应为20 cm，与其填充墙厚度保持一致。但是如果高层建筑中没有设计地下室，基础埋深需超过250 cm，墙体的高度应达到500 cm以上，墙肢的厚度要高于填充墙厚度。下墙肢的长度不可超过800 cm，下跨的高度要大于600 cm。另外，在确定墙肢厚度和长度的时候，还可以从两方面着手：一方面是设计抗震墙的厚度，严格按照施工标准中的要求来设计参数。一般来说如果抗震性达到一或二级，其厚度至少要达到16 cm以上，而且要大于层高长度的1/20 ;若是达到三级或四级，墙体厚度应当等于或大于14 cm，并且要大于层高的1/25。底部加强部位的墙肢厚度参数同样可以根据级别的不同来进行设计，一级和二级的时候其厚度要大于层高的1/16，且要在20 cm之上;三级和四级的时候厚度要大于层高的1/20，不小于16 cm。合理的墙肢厚度、长度设计，有利于加固剪力墙结构，使其更加安全。

3.2 设计连梁

在剪力墙结构设计过程中，需要注重连梁部分的设计，指的是要科学连接墙肢和墙肢，以避免剪力墙发生变形。在设计连梁的时候，首先明确剪力墙结构中截面的尺寸，了解其跨高，控制连梁的刚度，刚度过大容易影响连梁的设计效果。严格按照相关规章制度的要求完成剪力墙折减工作，需要根据施工过程中的实际情况采取相应的办法。若是施工操作难度过大，可适当地将内力转换到墙体中。剪力墙墙体防裂指数与折减指数成正比，防裂指数越小，折减系数也就越小，反之则越大。在现有的剪力墙结构设计中，其折减指数大多在0.5以上，才能有效提高剪力墙连梁的效果。

3.2.1 合理设置边缘构件

在剪力墙结构设计过程中，边缘构件的设置是其中一项重要环节，其需要施工人员充分了解施工的相关信息，分两种情形来解决边缘构件问题。一种是处理具有约束性的边缘构件剪力墙，另一种则是处理无约束能力的边缘构件剪力墻。这两者之间存在一定的差异性，相较于无约束力的边缘构件来说，有约束力的在承载性上要更强，最大的承载力度可以达到40%以上。在剪力墙结构施工中，可基于施工实况，来选择边缘构件的种类，无论是构造边缘构件，还是约束边缘构件，都需要满足于施工需求。正常情况下，若是指定值高于压轴指数，那么可设置后一种类型的边缘构件;建筑水平为三级或四级，底部加强位置压轴指数小于指定值，可以构造类为主。

3.2.2 做好计算工作

在设计剪力墙结构的时候，如果其结构较为简单，需要计算建筑的使用空间协同面积;如果结构比较复杂，那么要计算建筑的抗震性、内力。在此过程中，可以充分利用计算机信息技术，开发相应的程序和软件来达到准确计算目标。各参数和指标的设定，需要依情况而定，应做到具体问题具体分析，以此来规避对剪力墙结构的负面影响，提高剪力墙的稳固性，保障剪力墙结构设计工作的顺利开展。

四、结束语

剪力墙结构设计是否规范会对整个建筑工程的施工进度与建筑的质量安全产生直接影响。建筑机构的设计人员必须完善自身的剪力墙结构设计技能，进而促进建筑行业的发展与进步。

参考文献

[1]张颖，肖帆.高层建筑框支-剪力墙结构设计优化策略探究[J].门窗，2019（23）：156.

[2]刘凯.论剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].居舍，2019（35）：104.

作者：张福奎

剪力墙设计与建筑结构论文 篇3：

高层建筑结构设计特点与剪力墙设计

摘 要：随着社会经济的快速发展，我国的城市化水平不断提高，城市中的人口越来越多，同时对住房的需求也越来越大。但是土地资源是有限的，这时候就出现了大量的高层建筑，人们对高层建筑的质量有着极高的要求，其中剪力墙的设计是很重要的一个环节，只有保证高层建筑剪力墙设计的优化特点，才能提高高层建筑结构的稳定性以及可靠性。

关键词：建筑结构；设计特点；剪力墙设计

引言

近年来，在剪力墙结构优化方面，许多专家投入了大量的研究，并取得了一些成效，尤其是在结构构件方面。然而，到目前为止仍然没有一个成熟的数学模型。因此，相应的施工单位要对剪力墙结构设计现今所存在的问题进行分析的基础上，通过合理的优化措施来实现结构设计的优化，进而促进建筑工程的后续发展。

一、剪力墙结构概念

剪力墙结构又被称为抗风墙、抗震墙或者结构墙，是一种剪力墙体，它实际厚度较小，但建设规模较大，主要采用钢筋混凝土板来代替传统框架中的梁柱，承载外界的各种压力，自身所具备的承受能力较高，与柱子的受力程度不相上下，并能够控制结构的水平力。剪力墙结构是建筑物主要的支撑结构，不能被拆除或无法被轻易破坏，承受的压力主要是外界风力或地震等自然灾害引起的水平荷载，抵抗来自外界的破坏，在一定程度上提升建筑的稳定性和安全性。根据墙体开洞的情况，通常将剪力墙分为双肢或多肢型剪力墙、壁式框架剪力墙等类型。

二、高层民用建筑剪力墙结构的设计特点

2.1 剪力墙结构的设计特点

为了剖析高层民用建筑剪力墙结构稳定性设计的特点，有必要认识民用建筑的结构与剪力墙的混凝土结构。通常来说，高层民用建筑纵向和横向承载力与结构的设计有关，剪力墙结构形状增加了结构的稳定性，结构设计时应考虑到墙体结构抗震性能和自然摆动性能，以防止变形，因此剪力墙结构设计具有良好的稳定性。

2.2 剪力墙结构的分类和结构设计要求

根据墙肢是否开设洞口， 可将剪力墙分为以下几种：整截面剪力墙、壁式框架、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙。整截面剪力墙为开洞较小或无开洞的墙，整个剪力墙类似竖向的悬臂杆；当剪力墙开洞面积很大，连系梁和墙肢的刚度均较小，这类剪力墙称为壁式框架。当剪力墙开洞介于以上两者之间时，根据连系梁刚度的大小，可分为整体小开口剪力墙和双肢或多肢剪力墙。整体小开口剪力墙指的是孔面积超过15% 但开口面积较小的墙。这堵墙的受力特征是弯矩图上的变化，但是在整个高度上没有回弹点或者只有一个点。双肢或多肢剪力墙是指具有大孔区的墙，该墙的力学特性类似于上述带有小开口的整体剪力墙。应做好连肢墙的结构设计，并特别注意墙肢轴压比的计算。掌握剪力墙结构设计的具体要求，优化结构设计细节，是高层民用建筑剪力墙结构设计的重要内容。

三、高层建筑剪力墙结构设计策略

3.1 确定剪力墙墙肢的长度

剪力墙的截面高度就是剪力墙墙肢的长度，墙肢的长度直接关系到墙体结构的稳定以及外观是否协调。一般来说，剪力墙的墙肢长度在8m以内，在实际施工的过程中为了确保墙体结构的延展性，减少外力情况下对于墙体的损坏，可以将剪力墙的高度与宽度比例相差较大的地方进行弯曲设计。部分的建筑墙体在实际的施工过程当中由于墙体的长度跨度比较大，为了确保墙体高度与宽度比值在合理的范围之内，可以采用墙体连续开洞的方式，将墙体间隔长度较小、均匀的、连续的剪力墙肢墙。墙体跨度较大的墙，在进行连续开洞时需要结合弯矩约束较小的连梁，通过这种建筑设计的应用可以有效的保证墙体结构的稳定。

3.2 规定剪力墙的具体厚度

国家在建筑设计中明确规定在进行剪力墙设计，剪力墙的界面尺寸必须符合建筑的抗震等级需求。剪力墙在进行抗震等级设计时，需要增强墙体底部的厚度，确保墙厚度满足最低200mm 的标准，对于墙体的其他部位也要满足最低标准160mm 的要求，而独立的剪力墙在工程实施的过程中底部厚度要满足最低标准180mm。

3.3 平面布置

根据剪力墙设计的原则及要点，在对剪力墙的平面布置时，要符合均匀对称的要求，确保两大中心即刚度中心和质量中心能够重合，增强结构的稳定性。内在剪力墙和外在剪力墙要尽量拉直或者延伸，这样可以避免一些不平衡力的出现。除此之外，在进行抗震结构设计时，最好对剪力墙进行双向或者多向设置，以便于更大程度上发挥剪力墙的功能作用。同时，还要重视剪力墙结构抗侧力刚度的设计。结合实际，根据相关的计算公式精确地算出抗侧力刚度数值，避免抗侧力刚度过大导致墙体的自身重力上升以及产生过大的震力，不仅增加建设的成本投入，还影响建筑的稳定性和可靠性。

3.4 连梁设计

剪力墙连接梁作为连接墙肢结构的重要构件，如果被过度加固、压缩变形，对整个施工项目的整体质量控制效果影响很大。在剪力墙结构设计过程中，应适当调整剪力墙连接梁的高度，并根据工程实际情况，科学地设计整体高度，以避免因尺寸增大而导致连接梁变形。布雷姆。严格控制剪力墙结构塑性标准，适当调整抗震设计。通过对载荷的科学分析，在可控范围内，结合不同的应力条件，进行相应的计算，从而选择更科学的实施对策。

3.5 配筋设计

配筋设计需以剪力墙的厚度为依据，当墙体厚度大于0.7m 时，应采用四排钢筋，并设置主筋。在应力下应均匀排列成一行。当墙体厚度小于14cm时，应采用双排钢筋；当墙体厚度为40～70cm 时，应采用三排钢筋。在第一、二、三、四级抗震设计和非抗震设计中，剪力墙竖向配筋与水平配筋的配筋率应不小于0.20%，配筋直径应不小于8mm，间距应不大于30cm。对某些框支剪力墙结构，配筋率应不小于0.3%，配筋直径应不小于8mm，间距应不大于20cm，非抗震设计应不小于0.25%。

3.6 边缘构件设计

剪力墙的边缘构件可分为两类：边缘构件的构造和边缘构件的约束。这两部件的设计方法不同。合理设计边部结构可以使剪力墙结构更加合理。受限边缘构件主要为暗柱、端柱和翼壁。这些边缘构件在砖混结构中起约束作用。当结构刚度较小时，在地震作用下，層与不动点之间的位移较大。此时，边缘构件也会起到相当大的约束作用。因此，应适当增加暗柱和端柱等边缘构件的截面尺寸和加固。受限边缘构件沿墙肢方向的长度和箍筋的特征值应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》的要求。

四、结束语

综上所述，本文针对高层建筑剪力墙结构设计问题进行了相应的分析与探讨，并总结出了相应的优化措施，相应的设计人员要做好结构整体与局部的协调工作，通过对剪力墙结构设计方案的制定、平面形态的优化以及合理的平面设置来提高整个剪力墙结构的使用效能，进而提高高层建筑结构设计质量，确保建筑结构的稳定性和安全性，推动建筑企业的稳定发展。

参考文献：

[1]钟振.浅谈高层建筑结构设计特点与剪力墙设计[J].居舍，2019（04）：103+164.

[2]杨华.基于实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计[J].四川水泥，2018（11）：87.

[3]尚超，韩萌.高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略[J].绿色环保建材，2018（10）：78+81.

[4]武英俊，杨家宝.高层建筑框架剪力墙结构设计的分析[J].建材与装饰，2018（41）：87-88.

[5]袁江满.小高层建筑中短肢剪力墙结构设计浅析之我见[J].居舍，2018（11）：67.

作者：张金凯 顾莹