浅谈剪力墙结构设计的应用

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1、浅谈剪力墙结构设计的应用　　摘要：剪力墙结构由于具有抗侧刚度大，侧移小和抗震性能好等一系列的特点，因此被广泛地运用于许多不同的建筑结构设计中，特别是在高层建筑的结构设计中，更是屡见不鲜。本文探讨了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的相关问题及其应用。关键词：剪力墙；结构；设计；应用　　　　引言：　　在建筑结构的设计中，剪力墙结构又正是以其自身突出鲜明的优势和特点成为了多层或者是高层混凝土建筑中的必然选择。剪力墙的优势就体现在其具有较大的抗侧刚度，在建筑结构中能够较好的减少侧边位移，除此之外还具有较好的抗震作用，正是因为这样才促成了剪力墙在建筑工程中的广泛应用。　　1剪力

2、墙结构设计概述　　剪力墙高和宽尺寸都比较大，但是其厚度却非常小，这就决定了剪力墙的几何特征和受力形态。其几何特征类似于板，但是受力形态却和柱子惊人的相似，但是在比值上与柱子有着一定的区别。在剪力墙的结构中，墙是一个平面结构，它承受着竖向压力和其平面作用下的水平剪力的双重力量。地震作用和风载下剪力墙仅仅满足刚度强度是远远不够的，其还必须满足非弹性变形反复循环下的延性和能量消耗和控制结构断裂却不倒的要求。所以，在剪力墙的设计中要求将其设计成延性弯曲型.　　2剪力墙的结构设置　　采用剪力墙结构建造高层建筑时，对空间的要求比较高，这就要求剪力墙双向分布组成一定的空间结构，并

3、减小两个方向上的刚度差异且分布均匀，同时减小刚度中心与建筑物中心的水平位移，可使得剪力墙整个结构的扭转效应减弱。因为剪力墙结构的水平地震作用力较大、自振周期较短，对结构本身的稳定性会有不好的影响，所以应尽量减小纵横墙体的厚度，也可采取主次结构体系增大墙体间的间距，来减弱剪力墙墙肢的水平地震剪力和整体弯矩，结构本身的抗侧移刚度和结构自重也随之减小。剪力墙有较大洞口时，洞口位置应上下对齐；剪力墙在平面位置上应力求均匀、对称；剪力墙的中心线与框架柱中心相重合，任何情况下剪力墙轴线偏离框架中心线的距离，不宜大于柱子宽度的1/4。房屋底部有框支层时，落地剪力墙的数量不宜少于上

4、部剪力墙数量的50%。剪力墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比，应符合抗震的规定，否则应考虑楼板平面内变形的影响。　　　　3剪力墙结构的厚度和长度的选取　　剪力墙长度和宽的尺寸比较大，但是其厚度却比较小。根据其设计的长度和厚度的比值可以将其按照柱形和双向受压构件设计。　　剪力墙结构的厚度　　抗震规范条有明确规定，剪力墙底部加强墙厚一、二级抗震等级时最好大于200mm，而且不得小于楼层高度的1/16，其它地方的则不得小于160mm。在剪力墙结构设计中，遇到特殊情况的建筑物应该采取概念设计分析，有效控制墙肢轴压的比值，确保整体的连结从而达到减少墙的厚度的效果。　　墙肢的长度

5、　　剪力墙墙肢截面的高度就是剪力墙墙肢的长度，这个长度一般不应超过8m。在剪力墙结构设计中应确保剪力墙结构的延性，为了避免脆性的剪切破坏，可将高宽比大于2的细高剪力墙设计成弯曲破坏的延性剪力墙。但是有的墙体长度很长，为了确保墙体的高宽比值大于2，就要采取开设洞口的方法将长墙分成均匀的、长度较小的连肢墙，而其洞口则最好采用约束弯矩比较小的弱连梁。　　4剪力墙结构应用分析　　剪力墙墙肢的处理　　对于高宽比小于3的剪力墙结构，进行结构设计时必须使其具有较好的延性，结构在发生脆性破坏时会导致整个结构的破坏。当墙肢长度很长时，可使用开洞的方式均匀分解长墙，使得各个墙段的高跨比

6、大于3，与此同时，墙段受弯时产生的裂缝也相对较小，提高了墙体配筋的作用程度。在剪力墙结构中，当墙肢长度超过8m时，楼层中的剪力将主要由大墙肢承受，剧烈震动发生时这些大墙肢将最先受到破坏，又因小墙肢配筋率较小，会使整个墙面结构遭到破坏。这种情况下应采取计算洞和开施工洞的方式解决，计算洞做法就是在设计计算时有洞口存在，实际施工时以混凝土墙代替，可增强小墙肢的配筋能力；开施工洞做法就是在施工时预留洞口，施工末期将那些预留洞口填满，就把长墙肢分解为短墙肢。　　剪力墙结构设计中混凝土的强度等级　　剪力墙结构混凝土强度等级不宜低于C20；而带有短肢剪力墙和筒体的剪力墙结构的混凝

7、土强度等级不宜低于C25。　　设置构造边缘构件和约束边缘构件　　剪力墙一般在一、二级抗震的一般部位以及三、四级抗震设计和非抗震设计的时候，剪力墙的墙肢端部应该设置构造边缘构件；在一、二级抗震的底部加强部位以及其上一层的墙肢端部应该设置约束边缘构件。　　只有确定了竖向分布钢筋的最小配筋率，才能防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限抗弯承载力。另外，如果想进一步防止斜裂缝出现后发生脆性剪拉破坏，那么就必须规定水平分布筋的最小配筋率。一般剪力墙的竖向和水平分布筋的配筋率为：一、二、三级抗震等级时不宜小于%，四级抗震等级及非抗震等级时为%，间距不应大于300mm，直