高层剪力墙结构设计选型问题探究

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1、高层剪力墙结构设计选型问题探究　　【摘要】本文首先阐述了剪力墙的含义、特点、分类以及其设计需遵循的基本原则，在此基础上重点讨论了不同特点的高层住宅剪力墙的选型。【关键词】高层剪力墙；设计原则；选型中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：一、引言改革开放以来经济取得了飞速发展，基础设施建设也日趋完善，特别是近几年来，城市化进程加速、加深，各种高层建筑拔地而起，剪力墙是高层建筑的组成部分及常见的结构施工技术，剪力墙以其良好的抗震及抗移等优点获得了广泛应用，剪力墙施工前需要根据住宅特点选择合适的类型，这样才能保证其发

2、挥应有的作用。二、剪力墙结构的概述1.剪力墙结构的含义7剪力墙结构即是指建筑墙肢的截面高度与厚度的比值在5—8范围内的剪力墙体。当建筑结构内的剪力墙比较多时，多采用筒体和剪力墙共同抵抗水平作用力的剪力墙结构。而在高层建筑的结构中则不宜采用全部剪力墙的结构设计。剪力墙结构的抗震设计，要求墙体承受的第一振型的底部地震倾覆力矩不小于其结构总底部所承受地震倾覆力矩的一半。同时，当墙体较少时，其承受地震倾覆力矩范围可以减少为15％～40％。2.剪力墙的特点及分类（一）剪力墙的特点主要包括：（1）优点：侧移小、抗侧刚度大，吸收

3、地震能量大、结果后自重大，室内墙面平整。（2）缺点：造价较高、施工程序复杂。（二）剪力墙的分类主要包括以下几种类型：（1）实体墙。即为没有开洞或者其开洞面积小于15%的墙体。实体墙的受力特点为墙体的弯矩图既不产生反弯点，也不会发生突变。（2）整体小开口的剪力墙。即为开洞面积在15%以内的墙体。它的受力特点为墙体的弯矩图不会发生反弯点，但在连梁处会发生突变。（3）双肢或多肢的剪力墙。即为洞口成列状分布或者开洞比较大的墙体。这种剪力墙的受力特点与整体小开口的剪力墙大体相似。（4）壁式框架剪力墙。即为洞口尺寸较大，墙肢线

4、刚度与连梁线刚度较为接近的剪力墙。它的受力特点为弯矩图会在楼层处产生突变，并在建筑的大多数楼层内产生反弯点。3.剪力墙的结构设计原则7在进行剪力墙的结构设计时，要遵循以下几个方面的原则：（一）楼层层高与层间最大位移之比的原则。即为在规定和规范遭遇地震作用较多的建筑楼层的最大弹性层间位移值时，除了以变形弯曲为主要形式的高层建筑外，在计算其他建筑时可以不扣除其结构整体的弯曲变形，而转为计算扭转变形。在通常的高层建筑结构计算中，其剪力墙结构的设计计算的重点多为楼层间的扭转变形和剪切变形。其中，剪切变形的控制多是由竖向构件

5、的数量决定的，但竖向构件过多时会引起结构的扭转变形，因此，其对高层建筑的结构设计应该尽可能地减小扭转变形。（二）连梁超限的原则。这一原则主要指的是在进行剪力墙的设计时，其连梁的跨高比值一般要大于2.5。因为若连梁的跨高比值在2.5以下，则容易造成墙体的弯矩和剪力值超过技术所规定的限值。（三）楼层最小剪力系数的原则。即指在设计剪力墙的承受地震倾覆力矩值时，要在不超过规定系数范围的前提下尽量地减少剪力墙的布置，以便于楼层的最小剪力系数尽可能地接近设计要求所规范的限值。三、剪力墙结构选型方案1.层数较少(20层以下)的高

6、层住宅207层以下的高层住宅采用传统的现浇剪力墙设计结构，各墙肢轴压比的计算值常常较小，墙体配筋为构造配筋墙体的承载能力不能很好发挥出来，工程花费偏高，这种情况下，如果采用一种经改良的现浇剪力墙结构———属于联肢剪力墙的短肢剪力墙结构(整体系数保持在3.5左右)，上述缺点就能到获得解决。短肢剪力墙结构的具体方式是：将位于建筑平面中部抗侧刚度很大的楼梯间、电梯间作为一个抵抗水平力的抗剪核心筒，这个核心筒有多片剪力墙构成，用以抵抗大部分由风荷载和地震作用引起的水平力。通常情况下，此区域剪力墙不做成短肢墙，当某片剪力墙的

7、长度大于8m时，中间开一个结构洞，使其成为双肢剪力墙。除核心区外的其他所有的剪力墙，根据其所处位置的不同，将其划分成若干个L形、T形或一字形短肢剪力墙，这些短肢剪力墙的墙肢长度一般为4～6bw(bw为剪力墙厚度)，但尽量避免出现长度小于3.5bw的小墙肢.如果出现了，要将小墙肢配筋加强。建筑平面上此部位短肢剪力墙主要承担结构的竖向荷载。连梁连接各墙肢，共同工作，使整个结构构成一个优秀的的抗震体系.在7度区，20层以下的高层住宅利用短肢剪力墙结构，结构顶点位移、周期、底部剪力一般均可控制在合理范围内。2.层数较高的高

8、层住宅7目前，高层住宅建筑绝大部分采用的是现浇剪力墙结构体系，其特点是住宅平面形状布置较为灵活，可根据采光通风的需求形成凹凸的平面布置，达到室内空间规整、无外露梁柱的效果，适合当前大多以毛坯交房的消费习惯。但从住宅产业化角度来看，这种结构体系由于构件数量多，不利于工业化生产，特别是国家的预制结构体系相关标准还未发行。若剪力墙采用全预制形式，由于水平及竖向接缝