关于剪力墙结构设计探析

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1、关于剪力墙结构设计探析摘要：剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构形式，被广泛运用于现代高层建筑。剪力墙结构既抵抗侧向力又承受竖向荷载，由于它是截面高度大而厚度相对很小的“片”状构件，有着承载力大和平面内刚度大等优点，但也具有剪切变形相对较大、平面外较薄弱的不利性能。此外，开洞后的剪力墙形式变化多，受力状况比较复杂，因而了解剪力墙的特性，发挥其所长，克服其所短，是正确设计剪力墙的关键关键词：剪力墙结构设计设计要点引言随着我国经济社会的快速发展，城市土地越来越紧张，住宅类建筑向高层及超高层发展已成为趋势。一般的高层住宅多选用剪力墙结构体系

2、，本人在工作实践中发现，同一建筑平面方案，不同的结构墙体布置其经济指标差异很大，主要是混凝土用量及含钢量差距很大。由于高层住宅建设的量大面广，若不注意提高设计水平则会造成很大的浪费，在地震区也未必对结构有利。目前我国房地产业得到了迅猛的发展，不少房地产开发商要求设计单位为其节省工程投资，有些甚至要求限额设计，要求钢筋用量不得超过多少等等。作为一名结构设计工作者，如何在激烈的市场竞争中立足，如何执行好国家各项设计规范，如何在保证结构安全的前提下使得结构设计经济合理，是值得我们思考的。俗话说“艺高人胆大”，这就要求我们对规范的条文有清楚

3、的认识，理解规范的精髓，灵活运用。1剪力墙结构的优缺点剪力墙结构刚度大，整体性好，用钢量较省。在居住性建筑中，居室和客房均为小间，分隔墙较多，采用现浇剪力墙结构，可以将承重墙与隔墙合二为一，相对来说比较经济。另外，采用现浇剪力墙结构，室内较框架结构简洁，没有露梁和露柱现象，外形美观，便于室内布置。但是，也有一些缺点：(1)剪力墙结构的抗侧刚度大，引起较大地震反应，使得上部结构和基础费用增加；(2)由于混凝土墙体较多，使得建筑物重量增加，这也同样引起较大地震反应，造成浪费；(3)剪力墙结构中各墙肢轴压比往往较低，使得各墙肢的承载能力得

4、不到充分发挥；(4)剪力墙结构中墙体多为构造配筋，配筋率较低，使得结构延性较差。建筑物刚度的大小，历来争议较多。但对于钢筋混凝土结构，通过历次震害表明，刚度较大的结构一般震害较轻。但是，结构刚度不能无限制增大，因为一般情况下，建筑物刚度越大，工程费用越高，对高层建筑，控制这个“度”主要有两个因素，一个是控制结构的水平位移，首先应使结构水平位移满足JGJ3-2002《髙层建筑混凝土结构技术规程》中有关结构水平位移的限值；另一个是控制地震力，因为在地震力计算值偏小的情况下，有时也会出现结构顶点位移满足要求、构件为构造配筋的"安全”假象。

5、所以，只有底部剪力在合理范围内，检查位移、内力及配筋情况才有意义，剪力墙结构的底部剪力系数&=底部剪力/结构自重，并控制在表1所列范围内较合适。在高层剪力墙结构设计中，既要发挥它具有足够的抗侧能力等优点，又要改进其工程费用较高的缺点，成为这一个关键问题。为此，根据建筑物的高度不同，提出如下几种改进的现浇剪力墙结构形式，并通过控制结构水平位移和底部剪力系数这两个因素来满足设计要求2剪力墙结构设计计算原则剪力墙结构设计时，应根据规范要求综合考察结构是否合理，比如说剪力墙结构刚度不宜过大，应以规范规定的楼层最小剪力系数为目标，使计算结果接

6、近规范限值（不小于限值），同时要使楼层层间最大位移与层高之比满足规范限值。其次，考察剪力墙底部加强区的轴压比是否满足（对抗震等级为一、二级的剪力墙），剪力墙连梁是否超限等。要控制好结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度的剪力墙结构不应大于0.9,B级髙度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂髙层建筑不应大于0.85；在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高

7、层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。一般情况情况宜控制在1.2左右，特别不规则平面也宜控制在1.4以内。剪力墙结构用钢筋及混凝土指标以下再较细致的分析剪力墙结构设计中需重点关注的各种技术指标的调整方法。2.1楼层最小剪力系数（剪重比）的调整原则：在满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩的不超过40%的前提下尽可能少布置剪力墙，以大开间剪力墙布置方案为目标，使结构具有适宜的侧向刚度，使楼层最小剪力系数接近规范限值（不小于限值）。这样能够减轻结构自重，有效减小地震作用的输入

8、，同时降低工程造价。2.2楼层层间最大位移与层高之比（位移）的调整原则：规范规定多遇地震作用标准值产生的楼层最大的弹性层间位移在计算时，除以弯曲变形为主的高层建筑外，可不扣除结构整体弯曲变形；应计入扭转变形。由此可见，对于一般的高层建