剪力墙结构设计研究

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1、剪力墙结构设计研究剪力墙结构设计研究　　【摘要】由于我国的城市建设的发展，高层住宅建筑以空前的规模和速度向前发展，高层住宅建筑主要采用剪力墙的结构。剪力墙通过钢筋混凝土板来代替框架结构中的梁柱，满足承担负荷，提高结构整体水平力的要求，能够较好的满足高层建筑的功能需求。然而剪力墙在结构受力和抗震的设计上有很大的缺点，在地震中会造成薄弱层变形以及构件的应力集中，导致严重的损害。新规范对于剪力墙的结构有了更为严格和详细的规定，并在短肢剪力墙的设计上做了严格的限制。　　剪力墙结构的整体性较好，结构刚度大，抗侧刚度大，具有较好的抗震能力。而由于剪力墙较大的抗侧刚度，使地震的反应

2、增大，需要加强建筑上部的结构和基础的设计，增加了费用，同时，剪力墙的配筋墙体也使剪力墙的延展性降低，剪力墙墙肢的轴压比和剪力墙的平面间距上的局限，都使剪力墙的应用受到了一定的限制。因此，合理的进行剪力墙的设计，能够在最大程度上发挥剪力墙的优点，使限制因素的作用减小，提高剪力墙的应用效率。　　在剪力墙的布置中，应仔细分析数据，确定需要用钢筋混凝土的剪力墙，以及分析剪力墙的开洞大小和开洞位置。　　(一)平面布置　　剪力墙的结构布置应具有较好的整体性,布置均匀对称,简单规则。在布置时应尽量使剪力墙的质量中心和剪力墙的结构刚度中心相重合，避免扭转力产生不利的影响。剪力墙的结构

3、设计中，剪力墙的布置应当沿着墙体的主轴方向进行双向的布置，形成空间结构，并宜使两个方向刚度接近。针对L型和T型的平面，剪力墙应当沿着双轴线的方向进行布置，对于Y型和三角形的平面应当以三个轴线的方向来布置。进行抗震设计时，不应采用仅单向有墙的结构布置。结合建筑平面，采用L、T、十等带翼墙的布置方式，且翼缘长度大于其厚度的3倍。一字型剪力墙因其延性及平面外稳定均十分不利，应尽量避免采用，如不可避免时应严格按照高规条确定墙厚，并验算其稳定性，抗震设计时严格控制其轴压比。要避免在一个结构单元只有个别截面高度大于8m的大墙肢而多数为较小墙肢，一旦遭受强震，大墙肢破坏后，余下的小

4、墙肢又无足够的配筋难以承受水平地震力，是整个结构可能形成给个击破，致使房屋倒塌。对于短肢剪力墙较多的结构，避免将短肢剪力墙集中布置在一处，若短肢剪力墙布置过于集中，所承受的第一振型底部倾覆力矩占结构底部总倾覆力矩甚至不足40%，也有可能会造成结构的严重破坏;避免将短肢剪力墙布置在结构的一个方向上，因两个方向的抗侧力刚度差异大，会使结构产生过大扭转，导致结构破坏。　　(二)竖向布置　　高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和收进。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，如果在某一层或几层切断剪力墙，易造成结构刚度突变，变形会集中于刚度小的下部楼层而形成结构软弱

5、层。因建筑功能要求必须中断剪力墙时，在转换层要采取加强措施。带转换层剪力墙结构的的竖向布置中，应尽可能强化转换层的下部结构的刚度，同时弱化转换层的上部结构的刚度，使转换层的上下层的结构刚度和变形的特征尽可能的接近，用以保证剪力墙的结构底部的大空间有足够的刚性，延性以及刚度。在设计规范中，对于转换层的上下层结构的等效刚度比有较为严格的规定，要求等效刚度比接近于1。国外有的规范中也提到，由于需要必须中断剪力墙时对结构的侧移刚度不会造成太大的影响，对顶部的位移也很小，并且认为转换层的结构构件的截面设计只至于分配到的绝对地震作用有关也不必要采取特殊的加强措施。这样将减少了混凝

6、土的用量，大大降低了工程造价，但在实际的工程设计过程中，只能严格遵守国家现行的行业规范、强制性条文以及强制性标准的前提下进行设计。　　总之，剪力墙应当简单并规则布置，使剪力墙的密度降低，提高了剪力墙的结构利用空间，充分的发挥了剪力墙的承载能力以及结构的抗侧拉刚度。　　(一)计算的一般要求　　1.在剪力墙的计算中，所选的分析模型应能较准确地反映结构中各构件的实际受力情况，以及符合的三维空间的分析软件对整体进行分析，并对计算的结果进行分析判断。　　2..在进行剪力墙的抗震计算时，计算单向地震时应考虑偶然偏心的影响。对于B级高度的建筑，宜考虑平扭耦联计算结构中的扭转效应，对

7、于多塔楼的结构振型数不宜小于塔楼数目的9倍，在计算振型数时，应当使振型的参与质量至少占总质量的90%。同时应采用弹性时程分析法进行补充计算，必要时宜采用弹塑性时程分析法补充计算。对于复杂高层还应考虑施工过程的影响。　　3.在进行带转换层建筑的计算时，应采用有限元方法对转换结构进行局部补充计算，并按应力进行配筋设计校核。当上部剪力墙与转换梁不对中时，必须手算上部竖向荷载作用对转换梁产生的扭矩，该扭矩引起的剪力非常大，整体计算一般是没有计算梁扭矩的功能。　　(二)计算中内力的调整　　1.在抗震设计时，为实现强剪弱弯的设计原则，剪力设计值应由实配受弯钢筋反