浅析剪力墙结构设计中存在的问题.pdf

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1、规划与设计n弼目蒜商2012年10月浅析剪力墙结构设计中存在的问题江敏(华优建筑设计院)摘要：近年来，随着人们对住宅平面与空问的要求越来越高，普通框架结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间使用和立面美观的要求，而剪力墙结构恰恰能够满足人们的这一需求，这就使得剪力墙结构的应用十分广泛。本文主要通过对剪力墙结构设计中存在的问题的讨论，加深对剪力墙结构设计的理解，提出适用的方法，解决高层建筑剪力墙结构出现的问题。关键词i剪力墙；结构设计；问题1引言随着社会经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，

2、安全、经济、适用是人们对建筑工程设计提出的三大要求，即高层建筑在保证安全的前提下。应尽可能满足住宅经济性、适用性。剪力墙结构既可以使室内空间布置合理，又可以保证结构安全，所以剪力墙结构在高层建筑结构中应用越来越广泛。剪力墙具有结构的变形竖向位移小、受力变形小、内力分配合理、传给基础的荷载均匀合理等特点，这能使建筑能够取得较好的经济效果和建筑功能效果。2工程概况某市一剪力墙办公楼，建筑占地11341．02ma，地上主楼16层(17层为机房层)，地下3层，建筑高度72．8m，防洪设计的建筑分类为一类，耐火等级

3、一级，设计使用年限为50年，安全等级为二级，建筑抗震设防为丙类，抗震设防烈度Ⅷ度，地基类别为天然地基浅基础。3剪力墙结构的基本概念剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小，几何特征像板，受力形态接近于柱，而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值，当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱，按双向受压构件设计。当比值小于或等于4时可按柱设计。在剪力墙结构中，墙是一种平面构件。墙主要承受竖向压力、弯矩和沿平面作用的水平剪力。剪力墙在剪力、轴力和弯矩的共同作用下工作，其所受到的水平力就像一底部嵌固于基础上的悬臂梁。

4、墙肢应尽量设计成延性弯曲型，这样才能放置墙体发生剪切破坏。在风载或地震作用下，剪力墙需要满足非弹性变形反复循环下的能量耗散、延性、刚度、强度、控制结构裂而不倒等要求。在实际工程中，剪力墙主要分为联肢墙和整体墙两类：由连梁连接起来的剪力墙称为联肢墙，连梁的刚度比较小，在连梁中部出现反弯点处要注意墙肢轴压比的限值。在设计剪力墙时，应该根据墙体内力分布状态、墙体的特点、墙体的破坏形态，合理地考虑构造措施和设计配筋。联肢墙的设计是在竖向和水平作用下分析结构整体。计算出出内力，然后按偏拉或偏压进行斜截面受剪承载力验

5、算和正截面承载力验算。整体墙的受力就像是竖向悬臂梁。为防止整体墙剪切破坏，应加大配筋率或提高底部截面的组合设计内力来提高延性。为避免整体墙斜压破坏，墙肢不宜过小也不能过长，以防止截面应力相差过大。当剪力墙墙肢较长时，破坏形态似偏心受压柱，尽量在墙肢两端布置竖向钢筋，当有较大荷载作用在整体墙时，需要验算整体墙的局部受压承载力。在带翼墙剪力墙承载力计算中，应该先计算出墙肢总高度的1／10、剪力墙之间的间距、门窗洞口之问的翼缘宽度、剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度这四个数值，翼墙的计算宽度应该取这四个数值的

6、最小值。4剪力墙设计中几个重要问题及其解决办法4．1连梁设计要求连梁是剪力墙开洞形成的跨高比小于5的梁。因为连梁跨高比较小，竖向荷载下的弯矩所占的比例较小，它主要承受风荷载和水平地震作用。在水平荷载作用下，连梁的墙肢发生了弯曲变形，在连梁端部产生了转角，从而使连梁产生内力，同时连梁端部的内力又反过来减小与之相连的墙肢的内力，改变墙肢的受力状态。因此连粱在剪力墙结构中占着重要的地位，它不仅能连接，还能约束所连接的墙肢。在剪力墙结构中．设计时应遵循强墙弱连梁、强剪弱弯的原则，即连梁要先于墙肢屈·16·服，连梁

7、和墙肢均应为弯曲屈服。对剪力墙结构，连粱是主要的耗能构件，其延性大小对整体结构的安全至关重要。因此设计中，要尽可能地提高连梁的延性，保证连粱的延性系数。通过加强连梁的构造措施，可以有效提高连梁的延性，如控制连梁的纵向受力钢筋的锚固长度：控制连梁箍筋的最小赢径和最大间距；保证连梁两坝4水平钢筋的设置等均可提高连粱的延性。设计中即使按有关规范取用最小刚度折减系数，还是会经常出现连粱抗剪能力不满足规范要求，这主要是部分连梁跨高比较小。刚度较大，造成连梁剪力过大，致使连梁抗剪能力不满足规范对连梁剪压比限值的要求。

8、针对以上情况，设计中通常是采取减少连梁刚度或增大连梁宽度来解决，减少连梁刚度可以通过减少连梁高度或加大连梁跨度(既加大剪力墙洞口尺寸)来实现，增大连梁宽度一般可以通过加大剪力墙的厚度或采用双连梁来实现，也可以通过提高混凝土强度等级来解决通常采用双连梁是较经济且有效的措施。实际工程设计应根据每个工程的具体情况采用最适合该工程的措施。4．2边缘构件构造设计矩形截面剪力墙的延性比槽形或工字型截面剪力墙差，在矩形截面剪力墙中，’应该在