浅谈剪力墙结构设计

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1、浅谈剪力墙结构设计摘要：近年来短肢剪力墙体系在房地产市场上颇受欢迎，这种体系在布置上具有较大的灵活性且造价较低，尤其适合建造住宅建筑。文章对短肢剪力墙体设计进行了分析，指出了短肢剪力墙结构布置和设计思路。　　　　随着商品住宅建筑在我国城市建设中的发展，10层以上的高层住宅建筑大量采用剪力墙结构。相对于框架结构来说，剪力墙结构室内无柱及梁的棱角露出，更为美观，使用功能也更好，且增大了使用面积，故受到开发商和业主的广泛欢迎。　　《建筑抗震设计规范》GB50011-2001及《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ

2、3-2002颁布实施后，新规范对剪力墙结构的规定更为严格和详细。所谓短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙，一般剪力墙则是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。　　1、剪力墙结构的基本含义　　剪力墙结构的定义：（1）剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙；（2）高层建筑结构不应采用全部剪力墙的剪力墙结构；（3）剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构。　　剪力墙结构的必要条件：抗震设计时，墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩

3、不大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。　　剪力墙结构的下限：当墙较少时，如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15%～40%，则可以按普通剪力墙结构设计。如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应看成剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。　　2、剪力墙结构的布置原则　　剪力墙结构是利用建筑物墙体作为建筑物的竖向承载体系，并用它抵抗水平力的一种结构体系。由于其良好的抗侧性、整体性和抗震性能，可以建造较高的建筑物。剪力墙的布置原则为：　　剪力墙结构中全部竖向力和水平力都由剪力墙承受。所以

4、一般应沿建筑物的主要轴线双向布置。特别是在抗震结构中，应避免仅单向有墙的结构布置形式，并宜使两个方向抗侧刚度接近，即两个方向的自振周期宜相近。　　剪力墙应尽量拉通对直，以增加抗震能力。门窗洞口上下各层对齐，形成明确的墙肢和连梁，使受力明确，计算简单。叠合错洞墙的特点是洞口错开距离很小，甚至叠合，不仅墙肢不规则，而且还在洞口之间形成薄弱部位，对抗震尤为不利。　　剪力墙沿竖向应贯通建筑物全高。剪力墙沿竖向改变时，允许沿高度改变墙厚和混凝土等级，或减少部分墙肢，使抗侧刚度逐渐减小，避免各层刚度突变，造成应力集中

5、。剪力墙要避免洞口与墙边，洞口与洞口之间形成小墙肢。小墙肢宽度不宜小于三倍墙厚，并用暗柱加强。　　较长的剪力墙宜开设洞口，将其分为均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2，墙长较小时，受弯产生的裂缝宽度较小，墙体配筋能够充分的发挥作用，因此墙肢截面高度不宜大于8m。　　高层建筑不应采用全部为短肢剪力墙的结构形式，短肢墙应尽可能设置翼缘。在短肢剪力墙较多时，应布置筒体，以形成共同抵抗水平力的剪力墙结构。　　控制剪力墙平面外弯矩，应采取增加与沿梁轴线方向的垂直墙肢

6、，或增加壁柱、柱等方式，来减少梁端部弯矩对墙的不利影响。因为一方面主梁端部约束达不到要求，连梁没有抗扭刚度去抵抗平面外弯矩；另一方面对连梁本身不利，连梁本身剪切应变较大，容易出现裂缝，因此应尽量避免　　3、短肢剪力墙结构设计　　3.1结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾。　　3.2墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置。　　3.3能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案简单。　　3.4连接各墙梁，随墙肢位置而

7、设于间隔墙竖平面内，可隐蔽。　　3.5根据建筑平面的抗侧刚度的需要，利用中心剪力墙，形成主要的抗侧力构件，较易满足刚度和强度要求。　　对20层左右的高层住宅，国内采用比较多的是框架—剪力墙体系或全剪力墙本系。根据平面布置的特点，通常利用中部的竖向交通区设置较多的剪力墙，组成一个较完整或基本完整的筒体，而外围部分则要视建筑的平面布局而定，可以布置为框架或剪力墙，形成框架—剪力墙体系或全剪力墙体系。　　4、短肢剪力墙设计要求　　短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙，一般剪力墙是指墙肢截面高度与

8、厚度之比大于8的剪力墙。但是由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，考虑高层住宅建筑的安全，其剪力墙不宜过少、墙肢不宜过短，可以对短肢剪力墙的应用范围应在设计中加以限制，并采取一些加强措施。　　4.1应用范围　　高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。设计时应注意：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；其次，具有较短肢剪力墙的墙的剪力墙结