導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

摘要：建筑的空間形態(tài)是由結(jié)構(gòu)傳力體系支撐的，傳力體系的剖面形式直接反映結(jié)構(gòu)豎向荷載傳遞的路徑，也關(guān)系到建筑物的使用功能。不同建筑結(jié)構(gòu)其傳力體系也是不同的，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮諸多細(xì)節(jié)并采用正確的計(jì)算方法，使建筑物傳力體系清晰，并滿(mǎn)足抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求。本文主要結(jié)合實(shí)例，對(duì)框架剪力墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：框架剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；連梁設(shè)計(jì)

Abstract: the construction of the space form is the force transmission system by the structure of support, power transmission system directly reflect the profile form of vertical structure of load transfer path, but also related to the use function of the building. Different building structure its power transmission system is different, so in the structural design also should consider when many details and the correct calculation method, make clear the force transmission system building, and meet the standard aseismatic design requirements. This paper examples, the frame shear wall design points are discussed.

Keywords: frame shear wall; Structure design; Even beam design

1框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)注點(diǎn)

1.1合理配置

剪力墻的平面布置一般原則是均勻、分散、對(duì)稱(chēng)、周邊。分散原則是要求剪力墻片數(shù)不宜太少，而且每片剪力墻剛度不宜太大，連續(xù)尺寸不宜太長(zhǎng)，使抗側(cè)力構(gòu)件數(shù)量多一些，且分散一些，要求每片剪力墻的彎曲剛度適中，在使用中不會(huì)因?yàn)閭€(gè)別墻的局部破壞而影響整體的抗側(cè)力性能，也不至使個(gè)別墻的受力太過(guò)集中，負(fù)擔(dān)過(guò)重而引發(fā)過(guò)早地被破壞，剛度過(guò)大的墻承擔(dān)的內(nèi)力也大，相應(yīng)的基礎(chǔ)處理難度增加，同時(shí)也考慮到剪力墻相距太遠(yuǎn)，樓面剛度要求又大，很難滿(mǎn)足要求，周邊原則是考慮建筑物抵抗扭轉(zhuǎn)的能力，便于保證剛度中心與平面中心相吻合，剪力墻布置在周邊對(duì)稱(chēng)位置，可以增加抵抗扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力臂，從而在不增加剪力墻面積的情況下，,提高建筑物抗扭轉(zhuǎn)能力。

剪力墻應(yīng)布置在平面形狀變化處,角隅、端角、凹角部位往往是應(yīng)力集中處,設(shè)置剪力墻給予加強(qiáng)是很有必要的,在高層建筑的樓梯間,電梯間,管道井處,樓面開(kāi)洞嚴(yán)重削弱樓板剛度,對(duì)保證框架與剪力墻協(xié)同工作極為不利。因此,在工程設(shè)計(jì)中使用鋼筋混凝土剪力墻來(lái)加強(qiáng)這些薄弱端部是十分有效的。

剪力墻的間距，對(duì)于現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋L/B=2—4為宜， 對(duì)于裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋L/B=1—2.5為宜，原則是建筑物愈高,抗震設(shè)防烈度愈高取值愈小。

1.2提高軸壓比

軸壓比主要為控制結(jié)構(gòu)的延性，隨著軸壓比的增大，結(jié)構(gòu)的延性越來(lái)越差，對(duì)高層建筑抗震十分不利。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范均有相應(yīng)要求。本工程在初步設(shè)計(jì)階段時(shí)，業(yè)主提出當(dāng)?shù)鼗炷翑嚢枵緹o(wú)法保證C40以上混凝土施工質(zhì)量，混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)為C40。根據(jù)規(guī)范，一級(jí)框架剪力墻結(jié)構(gòu)框架柱軸壓比為0.75，若依據(jù)框架柱軸壓比為0.75設(shè)計(jì)，則框架柱的截面面積過(guò)大，影響建筑平面布局。故采取規(guī)范提出的構(gòu)造措施提高柱軸壓比限值至0.90。底部加強(qiáng)區(qū)剪力墻厚度為350mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。但在其他的一些高層建筑結(jié)構(gòu)的底部幾層，由于混凝土強(qiáng)度等級(jí)低，為使剪力墻軸壓比不超過(guò)規(guī)范規(guī)定的限值，則會(huì)出現(xiàn)剪力墻厚度很大的不合理情況。

規(guī)范僅根據(jù)結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)和設(shè)防烈度給出了混凝土剪力墻的軸壓比限值，并沒(méi)有考慮通過(guò)采取構(gòu)造措施提高其軸壓比限值。國(guó)內(nèi)研究表明，即使高寬比為1.0的低剪力墻，同樣可具有良好的延性性能。研究剪力墻約束邊緣構(gòu)件配箍率、位移延性比、剪力墻高寬比等因素對(duì)剪力墻軸壓比限值的影響，并給出滿(mǎn)足具體延性需求、對(duì)應(yīng)不同約束邊緣構(gòu)件配箍特征值的剪力墻軸壓比限值，供工程設(shè)計(jì)參考。

1.3框架剪力墻中連梁設(shè)計(jì)

鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu),在強(qiáng)烈地震作用下能有效地通過(guò)反復(fù)的非彈性變形耗散地震能量,是一種較好的抗震結(jié)構(gòu)體系。對(duì)于與框架一剪力墻平行的框架梁，即縱向梁構(gòu)件采用帶非線(xiàn)性轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧的線(xiàn)彈性彈簧梁?jiǎn)卧M。對(duì)于柱單元?jiǎng)t假定其只發(fā)生非彈性彎曲變性而不發(fā)生非彈性軸向變形。由于框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中的橫向梁兩端承受不同的豎向位移,并且由于節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)與兩節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)量的不同，橫向梁還承受扭轉(zhuǎn)。因此可采用豎向與轉(zhuǎn)動(dòng)彈性彈簧來(lái)模擬該效應(yīng)。模型中指定相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心位于墻構(gòu)件中心軸上高度點(diǎn)處,認(rèn)為參數(shù)的合適值可基于沿層間高度預(yù)期的曲率分布選取。

一般多豎向單元模型考慮了墻截面中性軸的移動(dòng),可預(yù)測(cè)墻的彎曲反應(yīng),是一種適合于多層鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性分析的擬三維模型。

2工程實(shí)例

2.1工程概況

某項(xiàng)目總建筑面積20041m2。其中，地上部分建筑面積18880m2，共16層，帶5層裙房和一層設(shè)備轉(zhuǎn)換層，建筑高度68.8m，地下部分建筑面積1161m2，共1層。結(jié)構(gòu)體系為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度7°，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震為第一組，II類(lèi)場(chǎng)地，設(shè)計(jì)特征周期為0.4s。

2.2剪力墻平面布置

剪力墻的平面布置遵循均勻、分散、對(duì)稱(chēng)、周邊原則。由于剛度愈大的墻肢吸收的荷載也愈大，所以考慮墻肢開(kāi)洞來(lái)減輕墻肢的剛度集中問(wèn)題。在平面形狀變化處，例如角隅、端角布置剪力墻，是因?yàn)榘纪菇遣课皇菓?yīng)力集中處，宜設(shè)置剪力墻加強(qiáng)。電梯間、樓梯間樓面開(kāi)洞嚴(yán)重地削弱樓板剛度，不能保證框架與剪力墻協(xié)同工作，亦需要設(shè)置剪力墻來(lái)加強(qiáng)。同時(shí)為了保證結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)能力，使剛度中心與平面中心相吻合，在結(jié)構(gòu)周邊對(duì)稱(chēng)位置布置剪力墻，提高抗扭轉(zhuǎn)能力。但平面圖1中3軸與A軸處建筑平面不允許布置剪力墻，故在4軸與A軸處布置剪力墻。本設(shè)計(jì)中，主樓樓層面積Af為1050m2，剪力墻面積AW為18.50m2，框架柱面積AC為14m2，AW/Af=1.76%，(AC+AW)/Af=3.09%。

圖1：工程布置圖

2.3扭轉(zhuǎn)效應(yīng)控制

設(shè)計(jì)中對(duì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的控制采取了一些措施:①由于主樓標(biāo)準(zhǔn)層凸出部分大于平面總寬度的30%，故將該凸出部位板厚加厚至150mm，并在計(jì)算時(shí)設(shè)為彈性樓板；②設(shè)備層層高低，其剛度雖大于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%，但剛度相對(duì)其相鄰層還是比較薄弱，故將設(shè)備層及其相鄰的上下層強(qiáng)制設(shè)為薄弱層，加強(qiáng)該處的豎向構(gòu)件；③采取措施使各樓層的剛心、質(zhì)心的偏心距控制在0.15以?xún)?nèi)，主樓與裙房屋面的質(zhì)心、剛心偏心距小于建筑相應(yīng)邊長(zhǎng)的20%；④在裙房的一側(cè)合理布置剪力墻；⑤對(duì)框架柱傾覆彎矩及樓層框架總剪力進(jìn)行調(diào)整，主樓的底部總剪力為裙房屋面的總剪力。模型經(jīng)過(guò)調(diào)整，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析判斷，確認(rèn)后作為工程設(shè)計(jì)依據(jù)。結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1：結(jié)構(gòu)計(jì)算表

3結(jié)束語(yǔ)

案例中工程的計(jì)算結(jié)果是可信的，合理的，結(jié)構(gòu)方案是安全可靠的。通過(guò)底層結(jié)構(gòu)剪力墻與框架柱面積與樓層面積之比初步確定剪力墻數(shù)量，然后通過(guò)計(jì)算判斷剪力墻設(shè)置的合理性。軸壓比控制結(jié)構(gòu)延性，剪力墻軸壓比限值可以根據(jù)剪力墻延性需求、約束區(qū)箍筋配筋特征值及剪力墻高寬比等因素確定。設(shè)計(jì)時(shí)，若連梁內(nèi)力過(guò)大，可以通過(guò)連梁剛度折減和設(shè)置水平通縫來(lái)解決。

參考文獻(xiàn)

[1]孫雪蘭. 淺談高層剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 山西建筑， 2010，(24) .

[2]王艷軍. 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)淺析[J]. 山西建筑， 2010，(05) .

篇2

關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

Abstract: This paper mainly for high-rise shear wall in the structure arrangement, beam and plate layout, continuous calculation method of shear wall linked three aspects such as the design and control are analyzed.

Key words: high-rise building; shear wall; structural design

中圖分類(lèi)號(hào)：TU973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)要點(diǎn)

剪力墻的位置要遵循均勻、分散、對(duì)稱(chēng)和周邊的原則，應(yīng)沿房屋縱橫兩個(gè)方向布置。剪力墻宜布置在房屋的端部附近、平面形狀變化處、恒荷載較大處以及兩端樓（電）梯處，在結(jié)構(gòu)中部盡量減少剪力墻的布置量。在平面布置上盡可能均勻、對(duì)稱(chēng)，以減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)。不能對(duì)稱(chēng)時(shí)，應(yīng)使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心接近。沿高度均勻變化；在豎向布置上應(yīng)貫通房屋全高，使結(jié)構(gòu)上下剛度連續(xù)、均勻。多均勻長(zhǎng)墻（增加抗側(cè)剛度和減少剪力墻數(shù)和混凝土用量），少短墻（抗震性差）；可布置成單片形（不少于三道，長(zhǎng)度不超過(guò)8m）、L形、T形、工字形、十字形或筒形最佳，H/L≥2,少?gòu)?fù)雜形狀轉(zhuǎn)折。洞口布置在截面中部，避免布置在剪力墻端部或柱邊。

為了保證樓（屋）蓋的側(cè)向剛度，避免水平荷載作用下樓蓋平面內(nèi)彎曲變形，應(yīng)控制剪力墻的最大間距。而剪力墻的厚度則由以下因素確定：

（1）通過(guò)結(jié)構(gòu)分析，在滿(mǎn)足最大層間位移、周期比、位移比的各項(xiàng)指標(biāo)確定每層剪力墻的厚度；

（2）不同抗震等級(jí)的軸壓比的限制；

（3）構(gòu)造性及穩(wěn)定性要求（而穩(wěn)定性一般會(huì)滿(mǎn)足）；

（4）對(duì)于普通的住宅建筑在7度或8度地區(qū)，墻厚大多情況下是按穩(wěn)定性和 構(gòu)造要求所控制的；

首先剪力墻厚度應(yīng)滿(mǎn)足《高規(guī)》7.2.1條7.7.2條規(guī)定（其實(shí)是高厚比要求），當(dāng)不能滿(mǎn)足上面幾條的時(shí)候應(yīng)按《高規(guī)》附錄D 計(jì)算墻體的穩(wěn)定,從大量工程實(shí)例看,按《高規(guī)》附錄D計(jì)算的墻厚比《高規(guī)》7.2.1條7.7.2條規(guī)定的小得多[1]。故穩(wěn)定性一般會(huì)滿(mǎn)足；此時(shí)剪力墻墻厚主要由構(gòu)造與施工要求控制。建筑物高度在百米以下時(shí)剪力墻厚度一般取200~300mm。

剪力墻墻肢長(zhǎng)度不能太短，否則就短肢(4-8倍)，不能太長(zhǎng)（大于8m），受彎后產(chǎn)生的裂縫寬度會(huì)較大，墻體的配筋容易拉斷。故我們控制剪力墻的墻肢長(zhǎng)度大于厚度的8倍一點(diǎn)點(diǎn)，比如200墻；取1650墻肢長(zhǎng)度，300墻取2450墻肢長(zhǎng)度就行，但整個(gè)剪力墻的墻肢長(zhǎng)度一般不要超過(guò)4m，當(dāng)墻的長(zhǎng)度很長(zhǎng)時(shí)，可通過(guò)開(kāi)設(shè)洞口將長(zhǎng)墻分成兩段長(zhǎng)度較小的墻段。用以分割墻段的洞口上可設(shè)置約束彎矩較小的弱連梁(其跨高比一般宜大于6)。墻肢旁邊為門(mén)垛時(shí)，門(mén)垛與墻肢合為整體。門(mén)窗邊離墻肢距離較近時(shí)（

二、梁板布置設(shè)計(jì)控制要點(diǎn)

對(duì)高層住宅,荷載一般不大,樓板絕大多數(shù)均為構(gòu)造配筋,板厚就決定了樓板用鋼量的大小,所以樓板厚度一般按撓度、裂縫及板內(nèi)設(shè)備穿管的最低要求取值,不必過(guò)厚。

客廳、臥室、廚房、衛(wèi)生間：

LO(短跨)≤2.9m,h=90mm；LO=2.9~3.9m,h=100mm；LO=4.0~4.4m，h=110㎜；LO=4.5~4.8m，h=120㎜；LO=4.9~5.2m，h=130㎜

陽(yáng)臺(tái)：h=90

屋面板:h≥120㎜,屋面板負(fù)筋拉通筋應(yīng)優(yōu)先用Φ10@200或Φ10@180（HRB335），板面通長(zhǎng)鋼筋不足時(shí)，板支座處另設(shè)計(jì)附加鋼筋，施工圖中應(yīng)注明貫通鋼筋與附加支座鋼筋應(yīng)間隔錯(cuò)開(kāi)布置；

樓層梁布置時(shí),應(yīng)保證梁具有簡(jiǎn)單明確的傳力路徑,避免多重次梁、多次傳力的情況。剪力墻結(jié)構(gòu)中的梁經(jīng)濟(jì)跨度一般在3.0~5.0m之間;若非剛度及連接一字形墻的需要,不宜設(shè)置高連梁；建筑的洞口頂可設(shè)置后澆過(guò)梁[2],再砌梁上填充墻;較小跨度(3.6m以?xún)?nèi))的板上有隔墻或開(kāi)有洞口時(shí),墻位置或洞口邊可不設(shè)置梁,可在板內(nèi)設(shè)置加強(qiáng)筋的方式予以解決。梁截面一般按如下規(guī)定?。?/p>

外墻梁：200(250)×600

內(nèi)墻框梁：200(250)×400~600

內(nèi)墻小梁：200×300~400

陽(yáng)臺(tái)挑梁和邊梁：200×400（受力較大處，不影響立面處可加大）

100厚小隔墻下梁：150×300~350三、連續(xù)化方法計(jì)算聯(lián)肢剪力墻

對(duì)于聯(lián)肢墻，連續(xù)化方法是一種相對(duì)比較精確的手算方法，而且通過(guò)連續(xù)化方法可以清楚地了解剪力墻受力和變形的一些規(guī)律。連續(xù)化方法把連梁看做分散在整個(gè)高度上的連續(xù)連桿。

基本假定

（1）連梁的反彎點(diǎn)在跨中，連梁的作用可以用沿高度均勻分布的連續(xù)彈性薄片代替（連梁連續(xù)化假定）；

a結(jié)構(gòu)尺寸； b計(jì)算簡(jiǎn)圖；c基本體系

（2）忽略連梁軸向變形，即假定兩墻肢水平位移完全相同，同一標(biāo)高處，兩肢墻的轉(zhuǎn)角和曲率相等。 （3）層高h(yuǎn)和慣性矩I1、I2、Ib及面積A1、A2、Ab等參數(shù)，沿高度均為常數(shù)。2．方程的建立在連梁的反彎點(diǎn)處切開(kāi)，雙肢墻變成兩個(gè)靜定的懸臂墻，切口處的軸力σ(x)和剪應(yīng)力τ(x)是未知力，由切點(diǎn)處的相對(duì)位移為零的變形協(xié)調(diào)條件，可得沿剪應(yīng)力τ(x)方向的變形連續(xù)條件的表達(dá)式：

δ1(x)——由墻肢的彎曲和剪切變形產(chǎn)生的豎向相對(duì)位移；

δ2(x)——由墻肢的軸向變形產(chǎn)生的豎向相對(duì)位移；

δ3(x)——由連梁的彎曲和剪切變形產(chǎn)生的豎向相對(duì)位移。

在x處作截面截?cái)嚯p肢墻，由平衡條件有:

3．聯(lián)肢墻的內(nèi)力計(jì)算

由以上兩式，可得連梁中點(diǎn)處的剪應(yīng)力τ(x)，計(jì)算j層連梁內(nèi)力，用該連梁中點(diǎn)處的剪應(yīng)力乘以層高得剪力（近似于層高范圍內(nèi)積分），剪力乘連梁凈跨度的1/2得連梁根部的彎矩：

墻肢的總彎矩和總剪力：式中，Mpj，Vpj——第j層由于外荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力。ms——第s層（s≥i）的總約束彎矩：

式中, 是墻肢考慮剪切變形后的折算慣性矩：4．聯(lián)肢墻計(jì)算結(jié)果討論

（1）整體系數(shù)

式中，s——聯(lián)肢墻洞口列數(shù)，s+1即為墻肢數(shù)； ai，ci——2ai，2ci分別為第i個(gè)洞口的凈寬及相鄰墻肢重心到重心的距離； T——軸向變形影響參數(shù)；——第i列連梁的慣性矩。

α值小，說(shuō)明洞口很大，連梁的剛度相對(duì)很小，墻肢的剛度又相對(duì)較大，連梁的約束作用很弱，水平力作用下，雙肢墻轉(zhuǎn)化為由連梁鉸結(jié)的兩根懸臂墻。當(dāng)洞口很小，連梁的剛度很大，墻肢的剛度又相對(duì)較小時(shí)，α值較大。連梁的約束作用很強(qiáng)，墻的整體性很好，雙肢墻轉(zhuǎn)化為整體懸臂墻。這時(shí)，墻肢中的軸力抵抗了水平荷載產(chǎn)生的彎矩的大部分，墻肢中的局部彎矩較小。當(dāng)α值介于上述兩種情況之間時(shí)[3]，墻肢截面上的實(shí)際正應(yīng)力，可以看作是由兩部分彎曲應(yīng)力組成，其中一部分是作為整體懸臂墻作用產(chǎn)生的彎曲正應(yīng)力，另一部分是作用獨(dú)立懸臂墻作用產(chǎn)生的局部彎曲正應(yīng)力。 （2）聯(lián)肢墻側(cè)移和內(nèi)力分布

聯(lián)肢墻的側(cè)移曲線(xiàn)呈彎曲型，整體系數(shù)α越大，墻的抗側(cè)剛度越大，側(cè)移減?。徽w系數(shù)α越大，墻肢彎矩越小。連梁最大剪力在中部某個(gè)高度，向上、下都逐漸減小。整體系數(shù)α越大，剪力增大，最大剪力位置越接近底截面。因?yàn)閴χS力是該截面上所有連梁剪力之和，整體系數(shù)α越大，墻肢軸力增大。 （3）墻肢剪切變形和軸向變形的影響20層聯(lián)肢墻分以下三種情況按連續(xù)化方法計(jì)算得到的內(nèi)力和位移比較圖。第一種考慮彎曲、軸向、剪切變形；第二種考慮彎曲、軸向變形；第三種僅考慮彎曲變形。第一種和第二種計(jì)算結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，不考慮剪切變形，誤差不大，不超過(guò)10%。從第一種和第三種計(jì)算結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，不考慮軸向變形的影響誤差較大。層數(shù)愈多，軸向變形的影響越大?！陡咭?guī)》：對(duì)50m以上或高寬比大于4的結(jié)構(gòu)，宜考慮墻肢在水平荷載作用下的軸向變形對(duì)內(nèi)力和位移的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李東升.高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新規(guī)定探討[J].山西建筑,2011,37(1):36-37.DOI:10.3969/j.issn.1009-6825.2011.01.022.

篇3

【關(guān)鍵詞】高層建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

引言

剪力墻這種結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)成為目前高層住宅結(jié)構(gòu)形式的首選，剪力墻結(jié)構(gòu)布置靈活，抗震性能好，容易滿(mǎn)足各種使用功能的要求來(lái)增加使用中的舒適度。因此，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要充分了解其受力原理，合理設(shè)計(jì)出安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的高層剪力墻結(jié)構(gòu)。本文以高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究為主題，從剪力墻的相關(guān)概念出發(fā)，重點(diǎn)研究高層建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，并結(jié)合相關(guān)案例分析說(shuō)明。研究的目的在于通過(guò)對(duì)剪力墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析，使得建筑結(jié)構(gòu)得到整體優(yōu)化，從而促進(jìn)高層建筑的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及科學(xué)性。

一、剪力墻的相關(guān)知識(shí)

（1）剪力墻是用鋼筋混凝土墻板來(lái)代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，能承擔(dān)各類(lèi)荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，這種用鋼筋混凝土墻板來(lái)承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為剪力墻結(jié)構(gòu)。它的空間結(jié)構(gòu)由一系列縱向、橫向剪力墻及梁、板等組成。

（2）剪力墻和其他的框架結(jié)構(gòu)一樣，既有其優(yōu)點(diǎn)，也存在不足。由于現(xiàn)澆鋼筋混凝土對(duì)水平地震荷載的承受，使得水平荷載對(duì)墻、柱產(chǎn)生一種水平的剪切力。為了與這種水平剪切力形成平衡，剪力墻結(jié)構(gòu)由縱橫方向的墻體支撐，從而形成抗側(cè)向力的體系。這是剪力墻的最大優(yōu)點(diǎn)。此外，剪力墻的剛度很大，而且空間的整體性好，從房間里無(wú)法看出梁、柱楞角，使得室內(nèi)的布置更加容易，方便而實(shí)用，簡(jiǎn)單而美觀(guān)。剪力墻結(jié)構(gòu)還具有良好的抗震性能，這也是被廣泛運(yùn)用于高層建筑的原因之一。剪力墻的最大的不足就是結(jié)構(gòu)自重大，另外剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大，會(huì)引起較大的地震反應(yīng)；剪力墻墻體中軸壓低，墻肢承載力發(fā)揮不足等。預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)常?？梢宰龀龃蟮目臻g住宅布局，完全滿(mǎn)足現(xiàn)代人對(duì)舒適寬闊的居住空間需求。既然剪力墻有其優(yōu)缺點(diǎn)，就要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)中因勢(shì)利導(dǎo)，趨利避害，使其發(fā)揮最大的功能性作用。

（3）剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：[1]剪力墻的布置應(yīng)分布均勻，沿房屋縱橫兩個(gè)方向設(shè)置，使剪力墻剛度合理。剪力墻宜布置在房屋的端部附近、平面形狀變化處、恒荷載較大處，在結(jié)構(gòu)平面中部盡量減少剪力墻的布置，使剪力墻分布于建筑物周邊，在較少的剪力墻情況下取得較大的剛度，結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心盡量接近。[2]剪力墻沿高度應(yīng)均勻變化，在豎向布置上應(yīng)貫通房屋全高，使結(jié)構(gòu)上下剛度連續(xù)、均勻。[3]為了保證樓屋蓋的側(cè)向剛度，避免水平荷載作用下樓屋蓋平面內(nèi)彎曲變形，應(yīng)控制剪力墻的最大間距。[4]剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)具有延性，細(xì)高的剪力墻容易設(shè)計(jì)成具有延性的彎曲破壞剪力墻。當(dāng)墻的長(zhǎng)度很長(zhǎng)時(shí)，可以通過(guò)開(kāi)設(shè)洞口將長(zhǎng)墻分成長(zhǎng)度較小的墻段，使每個(gè)墻段成為高寬比大于3的獨(dú)立墻肢或聯(lián)肢墻，分段宜較均勻，通常墻段的長(zhǎng)度不宜超過(guò)8m。[5]結(jié)構(gòu)計(jì)算分析應(yīng)滿(mǎn)足最大層間位移、周期比、位移比、軸壓比及墻體穩(wěn)定性等方面的要求。

二、實(shí)例分析

（1）工程概況：以某住宅小區(qū)高層住宅設(shè)計(jì)為例，該建筑為地上33層和地下2層，地下兩層為非機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)庫(kù)，地上為住宅。地下室的層高均為3.5m，地上1～33層高為2.9m，地上建筑總高度為96m。該建筑物為剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi)，設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計(jì)地震第二組，場(chǎng)地土類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)，特征周期為0.55s。

（2）結(jié)構(gòu)選型：根據(jù)本建筑的使用功能和建筑高度選擇其結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ)。

（3）結(jié)構(gòu)計(jì)算：本工程采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的PKPM系列高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE進(jìn)行計(jì)算分析。計(jì)算分析結(jié)構(gòu)表明本工程的自振周期正常合理，平動(dòng)周期為第一振動(dòng)周期，扭轉(zhuǎn)周期與第一平動(dòng)周期之比為0.80，小于0.90，滿(mǎn)足規(guī)范，振型曲線(xiàn)光滑連續(xù)，無(wú)突變。按彈性方法計(jì)算的風(fēng)荷載或多遇地震標(biāo)準(zhǔn)值作用下的樓層層間最大水平位移與層高之比小于1/1000。在規(guī)定的水平力作用下，樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），不大于該樓層兩端最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.2倍。計(jì)算結(jié)果顯示本工程無(wú)平面不規(guī)則或豎向不規(guī)則的情況。剪力墻軸壓比滿(mǎn)足規(guī)范要求。

（4）剪力墻布置：剪力墻應(yīng)在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)豎向及水平荷載的前提下盡可能地布置在隔墻位置，對(duì)剪力墻的數(shù)量進(jìn)行控制，還要減少邊緣構(gòu)件數(shù)量，結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)滿(mǎn)足剪力墻實(shí)現(xiàn)彎曲破壞的延性破壞模式。剪力墻的厚度按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2010和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010的規(guī)定選取后進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)墻體的穩(wěn)定性和軸壓比對(duì)所選取的墻厚進(jìn)行調(diào)整。最終本工程地下室墻體均采用300mm厚，地上住宅部分采用200mm厚。

（5）混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選擇：本工程層高較低，剪力墻墻體穩(wěn)定性均能滿(mǎn)足規(guī)范要求。墻體的混凝土強(qiáng)度等級(jí)根據(jù)規(guī)范對(duì)剪力墻軸壓比的限制選擇。地下室剪力墻采用C35，1～6層為C40，7～12層為C35，7層以上為C30。由于住宅建筑房間開(kāi)間小，平面分格多，梁板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)在施工時(shí)不易于剪力墻區(qū)分，因此本工程梁板及樓梯的混凝土強(qiáng)度等級(jí)均同本樓層的剪力墻。

（6）高層建筑梁板布置：考慮到住宅建筑以實(shí)用性和舒適性為最基本的要求，梁設(shè)置時(shí)盡量布置于填充墻下面，避免房間內(nèi)露梁，如果出現(xiàn)難以避免的情況盡量把梁凸出到衛(wèi)生間或廚房等相對(duì)次要的房間。另一方面就是要注意房間凈高的要求，在滿(mǎn)足受力的前提下盡量保證房間凈高以增加使用的舒適性。

三、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)造要點(diǎn)

（1）剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距：裝配式建筑為65m，現(xiàn)澆式建筑為45m。當(dāng)采用以下措施時(shí)可以適當(dāng)增加伸縮縫的最大間距：[1]采取減小混凝土收縮或溫度變化的措施；[2]采用專(zhuān)門(mén)的預(yù)加應(yīng)力或曾配構(gòu)造鋼筋的措施；[3]采用低收縮混凝土材料，采用跳倉(cāng)澆筑、后澆帶、控制縫等施工方法，并加強(qiáng)施工養(yǎng)護(hù)。

（2）剪力墻結(jié)構(gòu)的最大高度比：非抗震設(shè)計(jì)時(shí)為7，抗震設(shè)防烈度為6度和7度時(shí)為6、8度時(shí)為5、9度時(shí)為4。高層建筑的高寬比是對(duì)結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀(guān)控制。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的承載力、穩(wěn)定、抗傾覆、變形和舒適度等基本要求后，僅從結(jié)構(gòu)安全角度講高寬比限值不是必須滿(mǎn)足的，主要影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

（3）剪力墻結(jié)構(gòu)的防震縫：剪力墻結(jié)構(gòu)的防震縫按照同高度的框架結(jié)構(gòu)防震縫要求的50%取值，且不小于100mm。

（4）剪力墻底部加強(qiáng)部位的范圍：[1]底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)從地下室頂板算起；[2]底部加強(qiáng)部位的高度可取底部?jī)蓪雍蛪w總高度的1/10二者較大值；[3]當(dāng)結(jié)構(gòu)計(jì)算嵌固端位于地下一層底板或以下時(shí)，底部加強(qiáng)部位宜延伸到計(jì)算嵌固端。

（5）軸壓比限值：在重力荷載代表值作用下剪力墻墻肢軸壓比限值分別為0.4（9度一級(jí)）、0.5（6、7、8度一級(jí)）、0.6（二、三級(jí)）。

4.6軸壓比限值

一般剪力墻底部加強(qiáng)部位―三級(jí)抗震無(wú)規(guī)定、二級(jí)抗震0.6、一級(jí)抗震0.5或者是0.4。

四、結(jié)論

在實(shí)際的工程減值中，設(shè)計(jì)方只有把握住剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，才能真正設(shè)計(jì)出安全穩(wěn)定的建筑物，從而保障居住者的生命安全，同時(shí)還可以最大程度地節(jié)約建筑工程的設(shè)計(jì)成本。

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篇4

關(guān)鍵詞：框支剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、項(xiàng)目概況

此項(xiàng)目工程位于四川成都，為高層住宅小區(qū)，由5個(gè)塔樓圍合而成，其中地上18層，地下一層大底盤(pán)，總建筑面積6萬(wàn)方左右。當(dāng)時(shí)開(kāi)發(fā)商要求地下3層做大開(kāi)間商鋪，因而上部剪力墻需要在結(jié)構(gòu)的四層部位進(jìn)行轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)形式需要做成框肢剪力墻結(jié)構(gòu)。

二、框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

框支剪力墻指的是結(jié)構(gòu)中的局部，部分剪力墻因建筑要求不能落地，直接落在下層框架梁上，再由框架梁將荷載傳至框架柱上，這樣的梁就叫框支梁，柱就叫框支柱，上面的墻就叫框支剪力墻。下面從三個(gè)方面進(jìn)行分析。

1.結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析

在結(jié)構(gòu)計(jì)算上我們主要軟件采用SATWE及PMSAP,同時(shí)也對(duì)結(jié)構(gòu)做了彈性時(shí)程分析。

1.1 結(jié)構(gòu)總體參數(shù)

正負(fù)0.000標(biāo)高相當(dāng)于絕對(duì)高程507.29m。安全等級(jí)二級(jí)，抗震設(shè)防類(lèi)別丙類(lèi)，設(shè)計(jì)使用年限50年，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)甲級(jí)。

1.2 抗震參數(shù)

抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組屬第一組，場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，設(shè)計(jì)特征周期為0.35秒，多遇地震影響系數(shù)最大值0.08。

1.3 SATWE及PMSAP主要計(jì)算參數(shù)

(1) 雙向地震，考慮耦聯(lián)，考慮偶然偏心選項(xiàng)都選中。驗(yàn)算偶然偏心下的位移比是否滿(mǎn)足規(guī)范要求時(shí)采用單向地震。 (2)剛性樓板假定

A.計(jì)算周期比、位移角、位移比、剛度比等內(nèi)容時(shí)必須采用強(qiáng)制剛性樓板假定。

B. 1號(hào)樓計(jì)算配筋采用強(qiáng)制剛性樓板假定。

C. 2號(hào)樓計(jì)算配筋采用彈性樓板假定。轉(zhuǎn)換層、局部開(kāi)大洞周邊樓板及E區(qū)中部細(xì)腰處設(shè)置為彈性樓板，采用彈性膜假定（彈性樓板6用于板柱體系，彈性樓板3用于厚板轉(zhuǎn)換）。

(3)連梁剛度折減系數(shù)：采用程序缺省值0.7?？绺弑却笥?的連梁，受力類(lèi)似框架梁（豎向荷載比水平荷載作用效應(yīng)明顯），宜按框架梁設(shè)計(jì)，不考慮剛度折減，特殊構(gòu)件中注意檢查這種梁如程序自動(dòng)設(shè)定為連梁應(yīng)取消。

(4)梁柱重疊部分是否作為剛域：是。一般工程梁柱重疊部分作為剛域，常用于異型柱；不作為剛域常用于一般矩形柱。本工程柱主要為框支柱，截面尺寸相對(duì)較大，且部分上部墻全部轉(zhuǎn)換于柱上，故考慮為剛域。

(5)是否雙偏壓計(jì)算：是。高層框架角柱及異型框架柱應(yīng)按雙偏壓計(jì)算，其余柱可用單偏壓計(jì)算。由于雙偏壓的不確定性，有可能出現(xiàn)不合理的柱配筋且雙偏壓配筋偏大。一般說(shuō)來(lái)，應(yīng)先以單偏壓計(jì)算，實(shí)配鋼筋后以雙偏壓驗(yàn)算。本工程柱主要為框支柱，直接按SATWE雙偏壓計(jì)算參考PMSAP結(jié)果進(jìn)行配筋，如發(fā)現(xiàn)某柱配筋結(jié)果異常，按單偏壓計(jì)算雙偏壓校核。

(6)總剛模型/側(cè)剛模型

A. 1號(hào)樓及2號(hào)樓在采用強(qiáng)制剛性樓板計(jì)算時(shí)，可采用側(cè)剛模型或總剛模型。

B. 2號(hào)樓在采用彈性樓板計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用總剛模型。

(7) 考慮風(fēng)振系數(shù)：是。荷載規(guī)范GB50009局部修訂規(guī)定，對(duì)基本自振周期T1大于0.25秒的工程結(jié)構(gòu)如大跨度屋蓋、各種高聳結(jié)構(gòu)以及對(duì)高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋，均應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)發(fā)生順風(fēng)向風(fēng)振的影響。

2.程序計(jì)算控制分析

（一）選用軟件

1號(hào)樓采用SATWE程序計(jì)算。

2號(hào)樓采用SATWE及PMSAP程序計(jì)算，并采用時(shí)程分析補(bǔ)充計(jì)算。

2號(hào)樓主要轉(zhuǎn)換構(gòu)件采用FEQ程序進(jìn)行應(yīng)力分析。

（二）SATWE及PMSAP

1.層間位移角。( SATWE位移文件輸出)

（1)本工程不大于1/1000。

（2)應(yīng)在剛性樓板假定下進(jìn)行計(jì)算，且不考慮扭轉(zhuǎn)影響和偶然偏心影響的地震作用下。

2.最大水平位移/本層平均水平位移及最大層間位移/平均層間位移。

（1)本工程不大于1.4。

（2) 大于1.2時(shí)判定為結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。

（3)應(yīng)在剛性樓板假定下，考慮偶然偏心影響的地震作用下進(jìn)行計(jì)算。多塔應(yīng)分別計(jì)算。

（4)根據(jù)超限高層建筑抗震專(zhuān)項(xiàng)審查要點(diǎn)，層間位移角不大于位移角限值的1/3時(shí)，位移比的控制可略有放寬，但不超過(guò)10%。

3.樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力。（SATWE計(jì)算總信息文件輸出）

（1)不應(yīng)小于上一層的65% (B級(jí)高度高層為75%)，不宜小于上一層的80%。

（2)如某層此項(xiàng)不滿(mǎn)足，則判定為結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則。該層應(yīng)設(shè)定為薄弱層由SATWE程序予以考慮。

4.轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比。

（1)不應(yīng)大于1.3。

（2)轉(zhuǎn)換層位于2層及以上時(shí)驗(yàn)算。

（3) SATWE計(jì)算應(yīng)選擇“剪彎剛度比”法計(jì)算。多塔應(yīng)分別計(jì)算。

5.轉(zhuǎn)換層與相鄰上層樓層的樓層側(cè)向剛度比。

（1)不應(yīng)小于60% (SATWE計(jì)算總信息文件中Ratx1及Raty1不小于0.6/0.7=0.857) 。

（2)轉(zhuǎn)換層位于3層及以上時(shí)驗(yàn)算。

（3) SATWE計(jì)算應(yīng)選擇“地震剪力與地震層間位移的比”法計(jì)算。多塔應(yīng)分別計(jì)算。

（三）SATWE的時(shí)程分析補(bǔ)充計(jì)算

2號(hào)樓4個(gè)結(jié)構(gòu)單元采用2條實(shí)測(cè)波（TH2TG035、TH4TG035）和2條人工模擬波（RH2TG035、RH4TG035）進(jìn)行多遇地震下的彈性時(shí)程分析計(jì)算。

各時(shí)程分析曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)底部剪力與振型反應(yīng)譜法底部剪力的比值≥65%。

多條時(shí)程分析曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)底部剪力平均值與振型反應(yīng)譜法底部剪力的比值≥80%。多條時(shí)程曲線(xiàn)的最大層間位移角平均值≤1/1000。

構(gòu)件截面尺寸選取及配筋分析

1.剪力墻構(gòu)造

(1) 1號(hào)樓剪力墻不設(shè)置暗梁。2號(hào)樓轉(zhuǎn)換層以下為框剪結(jié)構(gòu)，除200厚的電梯井筒分隔墻外，各剪力墻均設(shè)置暗梁。轉(zhuǎn)換層以上為剪力墻結(jié)構(gòu)，僅井筒周?chē)O(shè)置暗梁。

(2) 2號(hào)樓角窗部位的剪力墻沿全高均應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件（本工程7度區(qū)設(shè)防，底部加強(qiáng)區(qū)以上可比約束邊緣構(gòu)件適當(dāng)放寬，8度區(qū)不能放寬）。宜提高該墻的抗震等級(jí)并按提高后的抗震等級(jí)控制軸壓比。

2.柱

（1)框架柱截面尺寸不小于300，圓柱直徑不小于350，個(gè)別尺寸小于此尺寸的柱，例如樓梯平臺(tái)柱，混凝土強(qiáng)度應(yīng)乘以0.8的系數(shù)。

（2）本工程屬部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，柱軸壓比限值：一級(jí)0.60，二級(jí)0.70。剪跨比不大于2但不小于1.5的柱（近似認(rèn)為凈高/柱截面高度不大于4的短柱）軸壓比限值減小0.05。注意外墻設(shè)置帶形窗時(shí)剛性填充墻體的約束可能形成短柱。剪跨比小于2.0的柱應(yīng)特別研究采用特殊構(gòu)造措施，例如設(shè)置型鋼、采用下條的箍筋形式、提高體積配箍率、取用更嚴(yán)的軸壓比限值、柱外包鋼板箍等措施。

（3)框架柱最小配筋率可由程序計(jì)算，但應(yīng)注意在程序中定義角柱及框支柱，其最小配筋率較中柱邊柱多了0.2%。柱截面每側(cè)縱筋配筋率不小于0.2%。

（4)框架柱箍筋肢距，一級(jí)不大于200，二三級(jí)不大于250和20倍箍筋直徑的較大值，四級(jí)不大于300。每隔一根縱向鋼筋宜在兩個(gè)方向有箍筋約束。

3.梁

（1)框架梁一般取1/12~1/15跨度，一般不小于400，外立面梁按建筑尺寸。懸挑梁取1/6跨度。梁高較上述過(guò)小且荷載較大時(shí)須校核撓度及裂縫。

（2)框架梁最小配筋率按程序計(jì)算，同時(shí)注意最大配筋率2.5%，不應(yīng)超過(guò)。

（3)框架梁最小配箍率在一、二、三四級(jí)抗震時(shí)為0.3ft/fyv、0.28ft/fyv、0.26ft/fyv，但須注意三四級(jí)抗震時(shí)彎剪扭同時(shí)作用的框架梁為0.28ft/fyv。

（4)框架梁梁面梁底通長(zhǎng)筋直徑一二級(jí)抗震時(shí)不小于14 ，三四級(jí)抗震時(shí)不小于12。通長(zhǎng)筋面積一二級(jí)抗震時(shí)不小于梁面及梁底面積較大值的1/4。

（5)對(duì)實(shí)際受到部分約束但按簡(jiǎn)支計(jì)算的梁端，梁端實(shí)際存在一定的負(fù)彎矩，為防止梁端上部出現(xiàn)過(guò)大的裂縫，須設(shè)置構(gòu)造負(fù)筋，面積不小于梁底縱筋的1/4，該鋼筋自支座伸出長(zhǎng)度不小于0.2倍計(jì)算跨度。

4.板

(1)廚廁板厚90，陽(yáng)臺(tái)100，屋面120，陽(yáng)臺(tái)欄板100，雙層雙向配筋。

(2)地下室非人防頂板板厚180，人防頂板200，雙層雙向配筋，每層每方向配筋率不小于0.25%，本工程取Φ10@150。注意人防頂板不能用冷加工鋼筋。

(3)轉(zhuǎn)換層樓板180，雙層雙向配筋，每層每方向配筋率不小于0.25%，本工程取Φ10@150。

(4)轉(zhuǎn)換層上下兩層樓板120，雙層雙向配筋，本工程取不小于Φ8@150。

(5)角窗房間樓板120，雙層雙向配筋，本工程取不小于Φ8@150。

篇5

關(guān)鍵詞：多高層建筑；剪力墻布置；短肢剪力墻；設(shè)計(jì)要求

Abstract: at present, shear wall structure of high-rise residential buildings more and more after another. How to ensure the safety of construction is the most important issue, and the shear wall design for longitudinal load which has strong shock resistance and wind resistance, endurance and strong characteristics have been widely used in high-rise buildings.

Key words: high-rise building; shear wall layout; short shear wall design requirements;

中圖分類(lèi)號(hào)：TU318

一、對(duì)剪力墻的合理布置

為了增強(qiáng)建筑物的抗震性能，就應(yīng)該從剪力墻的整體設(shè)計(jì)中去把握，在修建的過(guò)程中必須嚴(yán)格的按照修建規(guī)程進(jìn)行操作。以下就剪力墻中短肢剪力墻、梁等的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。

1、對(duì)剪力墻進(jìn)行雙向布置。在高層建筑中，對(duì)空間結(jié)構(gòu)的處理是極其重要的，因?yàn)榉课莸膭偠群统惺芰κ窃诤侠淼目臻g結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上表現(xiàn)出來(lái)的。而剪力墻結(jié)構(gòu)是否合理，直接關(guān)乎著房屋的抗震能力。所以，在剪力墻的設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)采用雙向布置的方式，盡量避免單向布置，以此增強(qiáng)房屋在兩個(gè)方向上的抗側(cè)剛度。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理的布置空間結(jié)構(gòu)，利用剪力墻本身的承受力大和抗側(cè)剛度強(qiáng)的特性，對(duì)房屋重量進(jìn)行一定的減輕，從而提升房屋在地震時(shí)的側(cè)向剛度。

2、使剪力墻在豎向上達(dá)到均勻。剪力墻的布置要能體現(xiàn)房屋修建時(shí)的抗側(cè)剛度，對(duì)于房屋修建中出現(xiàn)的自上而下不連續(xù)性，往往導(dǎo)致了剛度上的突變。要解決當(dāng)中出現(xiàn)的問(wèn)題，可以通過(guò)對(duì)墻體的厚度和混凝土的級(jí)別進(jìn)行提升，使剪力墻在高度上的抗側(cè)性盡量增強(qiáng)。

3、對(duì)墻肢的高寬比例合理化。一般情況下，優(yōu)化剪力墻的高寬比例能夠使房屋在地震中的延性得到提升。剪力墻的高寬比例最好是大于2，如果剪力墻的長(zhǎng)度太大，影響了剪力墻在抗震中的延展性，則應(yīng)當(dāng)在合適的位置開(kāi)設(shè)洞口，使長(zhǎng)度減小。同時(shí)，要注意墻體間是否形成均勻的獨(dú)立墻段。

4、對(duì)剪力墻的洞口設(shè)計(jì)和布置。洞口的設(shè)計(jì)及布置，對(duì)剪力墻在房屋中所起到的力學(xué)效果是比較明顯的，這會(huì)大大影響房屋在使用中的抗震性能。所以，筆者從以下幾方面展開(kāi)論述：

(1)、對(duì)開(kāi)洞的要求，要根據(jù)力學(xué)原理進(jìn)行布置，開(kāi)洞要有規(guī)則，避免到處開(kāi)洞及散亂開(kāi)洞。要講究布置途中的安全可靠性，盡量讓剪力墻的洞口以“列”的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，處理好墻肢與梁之間的關(guān)系，使其有牽連性。

(2)、不規(guī)則開(kāi)洞，容易造成剪力墻的力學(xué)效應(yīng)減小，使建筑物在抗震方面的能力減弱。通常情況下，錯(cuò)誤的開(kāi)洞有兩種：一是錯(cuò)洞，主要表現(xiàn)為洞口開(kāi)得比較小，不規(guī)則。這樣就導(dǎo)致了應(yīng)力不均衡，在進(jìn)行常規(guī)計(jì)算的時(shí)候內(nèi)力很難實(shí)現(xiàn)，造成了建筑物潛在的薄弱環(huán)節(jié)。二是疊合錯(cuò)洞，主要表現(xiàn)為在原有開(kāi)洞的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了疊加式的開(kāi)洞，不規(guī)則。以上兩種錯(cuò)洞，都要盡量的避免，在無(wú)法避免的情況下，應(yīng)對(duì)開(kāi)洞的周邊進(jìn)行一定處理，可以加強(qiáng)、加固或者用一些輕質(zhì)材料進(jìn)行填充，總之，目的是使錯(cuò)洞的地方最大限度的轉(zhuǎn)化成合理的洞口。

(3)、應(yīng)用平面有限元對(duì)洞口進(jìn)行計(jì)算，找出剪力墻存在的不合理，比如對(duì)內(nèi)力的計(jì)算和位移的計(jì)算，以此了解剪力墻的受力性能。對(duì)不規(guī)則開(kāi)洞，在計(jì)算時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的分析和判斷，找出其中的原因，并有針對(duì)的加以解決。

5、對(duì)剪力墻加強(qiáng)部位的分析

(1)、為了使房屋抗震性得到提升，應(yīng)該對(duì)塑性鉸的部位進(jìn)行加強(qiáng)處理。而且在加強(qiáng)時(shí)應(yīng)當(dāng)有明確的措施，避免對(duì)剪力墻頂層及樓道的重點(diǎn)處理，卻忽視了對(duì)塑性鉸部分的加強(qiáng)，從而導(dǎo)致抗震結(jié)構(gòu)的不合理。

(2)、剪力墻底部往往會(huì)出現(xiàn)塑性鉸，所以在出現(xiàn)時(shí)要采取辦法對(duì)周邊范圍進(jìn)行加強(qiáng)，使剪力墻的延性變得更強(qiáng)，提高在地震中的抗破壞能力。

(3)、在抗震能力提高的過(guò)程中，要注意把剪力墻所涉及的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行加強(qiáng)，尤其是對(duì)剪力墻底部的處理至關(guān)重要。所謂“根基不牢豈能重高樓”就是這個(gè)意思。但剪力墻底部的加強(qiáng)高度應(yīng)該根據(jù)剪力墻自身總體高度來(lái)加以處理，一般情況下應(yīng)該選取剪力墻的墻肢高度的八分之一和底部?jī)蓪拥妮^大值進(jìn)行加強(qiáng)。

二、對(duì)短肢剪力墻在設(shè)計(jì)中的要求

在高層建筑的修建中，剪力墻的合理布置對(duì)抗震性能的提高是顯而易見(jiàn)的，而短肢剪力墻的應(yīng)用有其必要性，同時(shí)在應(yīng)用短肢剪力墻的時(shí)候也要相應(yīng)的注意一些問(wèn)題。

1、短肢剪力墻的應(yīng)用范圍

在進(jìn)行高層建筑修建時(shí)，統(tǒng)統(tǒng)采用短肢剪力墻的設(shè)計(jì)是不符合實(shí)際需要的，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致房屋抗震能力的降低。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)把一般剪力墻和短肢剪力墻進(jìn)行結(jié)合，形成兩者各顯其能的抵抗力水平。即使都采用短肢剪力墻進(jìn)行修建的情況下，也要對(duì)短肢剪力墻的高度進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕档汀?duì)于不同抗震級(jí)別的高層建筑，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其地震級(jí)別進(jìn)行選擇，但短肢剪力墻的應(yīng)用主要還是配合在一般剪力墻的左右，不應(yīng)該使用的太多。究其原因，短肢剪力墻的抗震效果太差，對(duì)高層建筑的安全性無(wú)法保障。

2、加強(qiáng)短肢剪力墻設(shè)計(jì)的相關(guān)措施

(1)短肢剪力墻的優(yōu)點(diǎn)在于有一定的延性，在抗震中起著很大的作用，但其承受力沒(méi)有一般剪力墻和筒體強(qiáng)。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到它的不足，從而在設(shè)計(jì)當(dāng)中提高其抗震等級(jí)(比一般剪力墻或筒體高出一個(gè)等級(jí))。

（2）考慮到短肢剪力墻的延性問(wèn)題，所以應(yīng)當(dāng)最大限度的進(jìn)行提升和完善。當(dāng)短肢剪力墻在受到重力荷載的作用下，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的軸壓比，當(dāng)針對(duì)一、二、三級(jí)抗震能力設(shè)計(jì)時(shí)，其軸壓比不能大于0.5至0.7。因此，對(duì)于短肢剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)比一般剪力墻的軸壓值至少降低0.1。

(3)、對(duì)短肢剪力墻在布置鋼筋問(wèn)題上，應(yīng)該在縱向上對(duì)鋼筋的分量進(jìn)行提高，尤其在底部的鋼筋數(shù)量不能低于1.2%，而在底部之外的部分則不低于1%。

(4)、在剪力值的要求中，出于對(duì)短肢剪力墻性能的考慮，應(yīng)當(dāng)在其底部進(jìn)行一定的加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)底部以外的部分進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，并增大抗震的系數(shù)。其目的在于增強(qiáng)短肢剪力墻的抗損壞性。

(5)、在短肢剪力墻的厚度方面，一般情況下要求其厚度不能低于200毫米。在非抗震性房屋建造時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)房屋的高度進(jìn)行控制，并且加大墻肢的厚度。

過(guò)渡樓層設(shè)計(jì)

底層框架——剪力墻結(jié)構(gòu)具有較好的承載、變形和耗能能力，其破壞狀態(tài)一般為延性破壞；上部磚房部分雖具有一定的承載能力，但變形和耗能能力相對(duì)較差，其破壞狀態(tài)多為脆性破壞。在上部磚房中，過(guò)渡樓層墻體承受地震剪力和傾覆力矩最大，受力最為不利。此外，在豎向均勻荷載作用下，過(guò)渡樓層墻體處于壓剪或拉剪應(yīng)力狀態(tài)。因此當(dāng)有水平荷載作用時(shí)，過(guò)渡樓層墻體與落地墻體相比，其抗裂性能和水平承載力均相應(yīng)降低。試驗(yàn)表明，在豎向及反復(fù)水平荷載作用下，過(guò)渡樓層墻體的水平承載力約降低20%～30%。過(guò)渡樓層墻體的水平承載力驗(yàn)算按式：V≤βfVEA/γREfVE=1/1.2（1+σ0/fv）0.5fv A=AW+∑ηiGC/GWAciβ=1/{1+0.45(0.2-0.8hb /l)σ0fV V}式中β——水平承載力降低系數(shù)；σ0——對(duì)應(yīng)于重力荷載代表值的墻體截面平均壓應(yīng)力，N/mm2；fv——砌體的抗剪強(qiáng)度平均值，N/mm2；hb——托梁的截面高度，mm；I——托梁的計(jì)算跨度(m)，對(duì)兩跨不等跨梁，I取較大跨的跨度；對(duì)跨中設(shè)置構(gòu)造柱的梁，I以1/2代入；AW——墻體扣除混凝土構(gòu)造柱及洞口后的水平截面面積，m2；

Aci——混凝土構(gòu)造柱的截面面積，m2；Ge，GW——混凝土和砌體的切變模量，N/mm2；ηi ——構(gòu)造柱抗剪參與系數(shù)，中柱(包括邊中柱)取04，邊柱取03；γRE——承載力抗震調(diào)整系數(shù)，當(dāng)A按式(3)計(jì)算時(shí)，γRE可取10；當(dāng)計(jì)算中不考慮混凝土構(gòu)造柱(即將混凝土構(gòu)造柱按相同截面的磚砌體計(jì)算)時(shí)，γRE可取09。如按落地墻體的方法驗(yàn)算其水平承載力，當(dāng)豎向荷載或托梁高跨比較小時(shí)，將會(huì)過(guò)高地估計(jì)過(guò)渡樓層墻體的抗震承載力，造成結(jié)構(gòu)抗震可靠性降低。過(guò)渡樓層應(yīng)每開(kāi)間設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁，形成弱框架體系，以增強(qiáng)過(guò)渡樓層傳遞地震剪力的能力，同時(shí)還將大大增加延性和耗能能力。

篇6

關(guān)鍵詞：高層住宅建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪力墻布置

Abstract: the shear wall structure is our country at present concrete structure used in engineering is more, the effect is a good kind of structure system. Based on experience from conceptual design Angle, to shear wall stress and the calculation is discussed, and summarized the basic design of the high-rise shear wall concept, available for reference.

Keywords: high-rise residential buildings; Structure design; Shear wall arrangement

中圖分類(lèi)號(hào)：TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的提高，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，城市人口激增，市場(chǎng)對(duì)住宅需求量增大的前提下，多層住宅已經(jīng)難以適應(yīng)城市化的快速發(fā)展，取而代之的是高層住宅建筑得到了廣泛的應(yīng)用。高層住宅建筑的優(yōu)點(diǎn)：可以節(jié)約土地，增加住房和居住人口，在我國(guó)人口密集的大中城市，通過(guò)高層住宅建筑可以解決各方面的矛盾。但是高層住宅建筑也有不足之處，如一次陛投資大、公攤面積大、高層住宅建筑的鋼材和混凝土每平方米的消耗量都遠(yuǎn)大于多層住宅，另外還要配置電梯，消防等配套設(shè)施。

一、我國(guó)城市高層住宅建筑的分類(lèi)

城市高層住宅建筑一般可以按外部體型分為塔式和板式；按內(nèi)部空間可以分為單元式和走廊式；如果按結(jié)構(gòu)體系來(lái)分的話(huà)，鋼筋混凝土高層住宅建筑一般采用剪力墻結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)、框支剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)是一種傳統(tǒng)、成熟、受力性能良好的結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)本身的整體性好，側(cè)向剛度大，在水平作用下側(cè)移小，且房間里沒(méi)有梁柱等凸出的部位，便于家具的布置。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)墻體多，布置不靈活，自重大；框架剪力墻結(jié)構(gòu)與框支剪力墻結(jié)構(gòu)通常是為了使用功能上出現(xiàn)大空間如用做商場(chǎng)、辦公室等而采取的一種結(jié)構(gòu)形式，整體剛度相對(duì)要弱一點(diǎn)，框支剪力墻的受力性能也弱，含鋼量相對(duì)大于剪力墻結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)方案的選擇常規(guī)是結(jié)合業(yè)主的意見(jiàn)，建筑本身的使用功能，當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防烈度等因素來(lái)綜合確定。

二、剪力墻的概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，所謂的概念設(shè)計(jì)即盡量從宏觀(guān)上要把結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件布置的均勻?qū)ΨQ(chēng)，使受力方向作用到構(gòu)件有利的一面，避免出現(xiàn)荷載應(yīng)力集中及剛度偏差太大而發(fā)生樓座整體扭轉(zhuǎn)的情況。剪力墻結(jié)構(gòu)常規(guī)是指墻肢截面的高度與墻體厚度的比值大于8的結(jié)構(gòu)。在布置剪力墻的時(shí)候，盡量布置成“T”形，“L”形，“十”形，“I”形等連續(xù)拐彎的墻體，避免出現(xiàn)剛度偏心和扭曲，嚴(yán)格避免設(shè)置“一”字形剪力墻，因?yàn)椤耙弧弊中渭袅Φ姆€(wěn)定性及抗震性都很差。

設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，還應(yīng)注意建筑平面圖，看是否存在角窗，結(jié)構(gòu)體系角部設(shè)置連續(xù)的剪力墻對(duì)抗震非常有利，設(shè)置角窗與不設(shè)置相比，結(jié)構(gòu)整體效應(yīng)影響較大，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，自振周期，地震作用及扭轉(zhuǎn)等均有不同程度的差異，設(shè)置角窗的剪力墻，外墻的內(nèi)力會(huì)明顯加大，配筋也會(huì)相應(yīng)加大。同時(shí)，角部的連梁與暗柱配筋也會(huì)顯著加大，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯。若業(yè)主堅(jiān)持做角窗，在盡量勸說(shuō)無(wú)效時(shí)，應(yīng)采取以下幾項(xiàng)措施：

1)洞口上下對(duì)齊，連梁不能過(guò)??；

2)角窗附近不采用“一”字形及短肢剪力墻；

3)角窗對(duì)應(yīng)的房間樓板加厚，鋼筋雙層雙向通長(zhǎng)布置；

4)角窗兩側(cè)的邊緣構(gòu)件沿樓座通高設(shè)置約束邊緣構(gòu)件等措施，總之，設(shè)置角窗需慎重對(duì)待。

剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁常規(guī)是作為高層結(jié)構(gòu)中的耗能構(gòu)件。剪力墻的破壞分為脆性破壞和延性破壞。脆性破壞是指剪力墻的墻肢抗剪能力不夠而發(fā)生剪切破壞，剪力墻很快喪失承載力，甚至整個(gè)樓座突然垮塌。延性破壞一般分兩種情況：一種是連梁不屈服，墻肢發(fā)生彎曲破壞，但吸收的地震能量較低，設(shè)計(jì)中應(yīng)避免該情況出現(xiàn)；另一種情況是連梁屈服，梁端出現(xiàn)塑性鉸，耗散大量的地震能量，同樣通過(guò)塑性鉸來(lái)傳遞彎矩和剪力，這是一種理想的受力機(jī)制。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須十分注意連梁的延性要求。

三、 SATWE計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選取

計(jì)算機(jī)程序?qū)亲姆治鲇?jì)算是概念設(shè)計(jì)的一個(gè)輔助手段，即在正確的概念設(shè)計(jì)的前提下，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一種量化計(jì)算。計(jì)算時(shí)需注意以下幾個(gè)參數(shù)。

3．1 結(jié)構(gòu)自振周期折減系數(shù)

根據(jù)《高規(guī)》4．3．17款規(guī)定，當(dāng)非承重的填充墻為磚墻時(shí)，框架結(jié)構(gòu)，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算自振周期折減系數(shù)可按下列規(guī)定取值：框架結(jié)構(gòu)：0．6～O．7；框架一剪力墻結(jié)構(gòu)：O．7～O．8；框架一核心筒結(jié)構(gòu)：0．8～0．9；剪力墻結(jié)構(gòu)：O．8～1．0；對(duì)于其他結(jié)構(gòu)體系或采用其他非承重墻體材料時(shí)，可根據(jù)工程情況確定周期折減系數(shù)。

對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)，高度不太高，抗震設(shè)防烈度低的結(jié)構(gòu)，剪力墻的數(shù)量不多，會(huì)有不少的填充墻，這時(shí)，須注意調(diào)整結(jié)構(gòu)自振周期折減系數(shù)；對(duì)于樓座高度比較高(如2O層以上)，所在地區(qū)地震烈度高的結(jié)構(gòu)，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5．5．1條：各類(lèi)結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行多遇地震作用下的抗震變形驗(yàn)算，其樓層內(nèi)最大的彈性層間位移角限值應(yīng)滿(mǎn)足：鋼筋混凝土框架為1/550，鋼筋混凝土框架一剪力墻為1/800，鋼筋混凝土剪力墻為1/1000，由于結(jié)構(gòu)的剛度要求，這時(shí)，剪力墻的數(shù)量會(huì)增多，填充墻的數(shù)量減少，這種情況下，結(jié)構(gòu)的自振周期折減系數(shù)可以取到1．0。

3．2 水平力的夾角

SATWE總信息里，水平力夾角這個(gè)參數(shù)是指地震力，風(fēng)力作用方向與結(jié)構(gòu)整體坐標(biāo)的夾角，逆時(shí)針為正，單位為度。該夾角初始值為零，由計(jì)算程序自動(dòng)算出，當(dāng)建筑平面比較復(fù)雜或者結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件非正交時(shí)，需要進(jìn)行多方向驗(yàn)算。當(dāng)夾角小于l5°時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算影響不大，當(dāng)該角度不小于15°時(shí)，需把該值輸入總信息，重新進(jìn)行數(shù)檢計(jì)算。

3．3 計(jì)算振型數(shù)

振型數(shù)的選取主要看計(jì)算結(jié)果，即振型的參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90％ ，在抗震計(jì)算時(shí)，高層建筑的振型數(shù)應(yīng)適當(dāng)多取一些，一般不應(yīng)小于15個(gè)，當(dāng)有效質(zhì)量系數(shù)在90％ 以上時(shí)，不需再對(duì)地震作用進(jìn)行放大。

四、結(jié)束語(yǔ)

剪力墻結(jié)構(gòu)是高層混凝土結(jié)構(gòu)中比較好的受力體系，整體性與空間作用、承載力均優(yōu)于別的體系，在滿(mǎn)足建筑平面使用的前提下，合理把握關(guān)鍵部分及次要構(gòu)件，關(guān)鍵部分加強(qiáng)，耗能部位放松，對(duì)于整個(gè)建筑物的安全及造價(jià)影響巨大，這也是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中需要不斷提高及改進(jìn)的。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50011-2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[s]．

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關(guān)鍵詞：高層建筑；框架剪力墻結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；技術(shù)要點(diǎn)

Abstract: this paper analyzes the frame shear wall structure-the mechanical characteristics, simply discusses the aseismic design of high-rise frame shear the key points and the seismic design of structure frame shear and calculated.

Keywords: high building; The frame shear wall structure; Seismic design; Technical key points

中圖分類(lèi)號(hào)：[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)高層建筑的需求愈來(lái)愈大，且高層建筑體型日趨復(fù)雜。城市高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大多采用框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種體系由鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土剪力墻兩部分組成，框架的梁柱為剛接，框架與剪力墻可為剛接，也可為鉸接。高層建筑體型日趨復(fù)雜，各種不同功能的用房綜合在一起．組成形態(tài)各異摩肩接踵的高層建筑，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增加了一定的難度，而框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系具有靈活組成使用空間的優(yōu)點(diǎn)，比較容易滿(mǎn)足建筑物的使用要求，而且框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系有較高的承載力，較好的延性和整體性，并且有很強(qiáng)的吸收地震力的能力，從而大大減小了結(jié)構(gòu)本身的側(cè)移，因此在實(shí)際工程中得到廣泛的應(yīng)用。

1 概述

框架剪力墻結(jié)構(gòu)，俗稱(chēng)框剪結(jié)構(gòu)。它是在框架結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，增設(shè)一定數(shù)量的橫向和縱向的剪力墻所組成的結(jié)構(gòu)體系。它是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)合，吸取了各自的長(zhǎng)處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗側(cè)力性能。因此在高層的各種結(jié)構(gòu)體系中，框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種經(jīng)濟(jì)有效的，應(yīng)用范圍較為廣泛的結(jié)構(gòu)體系。

2 框架――剪力墻的受力特性

框架結(jié)構(gòu)的變形特性具有剪切型的特點(diǎn)，位移越往上增大越慢，呈內(nèi)收形開(kāi)口曲線(xiàn)，其變形曲線(xiàn)為剪切型(見(jiàn)圖1)，在純框架結(jié)構(gòu)中，所有框架的變形曲線(xiàn)都是類(lèi)似的，所以，水平力按各框架的抗推剛度D比例分配。剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線(xiàn)具有懸臂彎曲梁的特征，位移越往上增大越快，呈外彎形開(kāi)口曲線(xiàn)(見(jiàn)圖2)。在平面內(nèi)有很大的抗彎曲剛度，在一般剪力墻結(jié)構(gòu)中，所有抗側(cè)力構(gòu)件剪力墻的側(cè)移曲線(xiàn)都是類(lèi)似的，水平力在各片剪力墻之間按其等效剛度EJ比例分配。因此，框一剪結(jié)構(gòu)水平位移特征處于框架和剪力墻之間，為反s形曲線(xiàn)，是彎剪型(見(jiàn)圖3)。

因此，在框一剪結(jié)構(gòu)中，剪力墻在下部樓層變形小，承擔(dān)了近80％以上的水平剪力，而在上部樓層，框架變形小，可以協(xié)助剪力墻工作，抵擋剪力墻的外拉變形，從而承受很大的水平剪力。所以，框一剪結(jié)構(gòu)是框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)水平變形的有機(jī)協(xié)調(diào)，從而達(dá)到減少結(jié)構(gòu)變形，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，提高結(jié)構(gòu)抗震能力的目的，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有很強(qiáng)的適用性。

框剪結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)

3.1提高剪力墻的抗震能力

3.1.1將剪力墻做成四周有梁柱的帶邊框墻。

邊框可阻止斜裂縫向相鄰發(fā)展，還可在墻板破壞后做承重構(gòu)件，代替墻板承重且有一定延性。邊框應(yīng)具有足夠的斜截面受剪承載力，以承擔(dān)墻身通裂對(duì)邊框梁柱引起的附加剪力。

3.1.2控制每肢墻的高寬比。

必要時(shí)可設(shè)結(jié)構(gòu)洞口或構(gòu)豎縫使變成雙肢墻或多肢墻，可控制裂縫和屈服部位出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)豎縫和洞口連梁處，形成能耗結(jié)構(gòu)。

3.1.3剪力墻的剛性連梁其高跨比往往為1左右。

而試驗(yàn)表明：當(dāng)連梁的高跨比為5時(shí)，延性和能耗很好，連梁兩端相對(duì)的豎向位移的延性系數(shù)都在8以上，滯回曲線(xiàn)也相當(dāng)飽滿(mǎn)；當(dāng)高跨比降至1時(shí)，延性系數(shù)則降至3左右，滯回曲線(xiàn)嚴(yán)重捏擾，耗能很小，最后彎剪破壞。因此，需要對(duì)它的組成和構(gòu)造采取一定的措施。

3.2提高框架的抗震能力

3.2.1加強(qiáng)框架的角柱。

角柱是連接縱橫框架的樞紐，要增加框架的空間整體性，就要加強(qiáng)角柱的抗剪性能。

3.2.2沿周?chē)蚣芷矫姘碖形支撐和X形支撐布置一定數(shù)量的鋼筋混凝土抗剪墻板。

它能有效地克服框架的剪力滯后現(xiàn)象，顯著提高框架的整體性和抗推剛度，減少結(jié)構(gòu)的整體側(cè)移，特別有利于減小層間側(cè)移。但是，這種結(jié)構(gòu)的延性較差，所以可以在墻板上開(kāi)十字形結(jié)構(gòu)豎縫，使之出現(xiàn)薄弱部位，形成延性耗能墻板。

3.2.3設(shè)置偏交斜撐等贅余桿件。

用彎曲耗能代替軸變耗能，其中折曲撐有鋼纖維混凝土桿制造，偏心連接支撐鋼桿組成。在強(qiáng)烈地震作用下，一方面可利用這些贅余桿件的先期屈服和變形來(lái)耗散能量，另一方面當(dāng)贅余桿件退出工作或破壞之后，使得結(jié)構(gòu)有一種穩(wěn)定體系過(guò)渡到另一種穩(wěn)定體系，引起結(jié)構(gòu)自振周期的改變，以避開(kāi)地震卓越周期的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)作用所引起的共振效應(yīng)。

3.3采用新型復(fù)合材料節(jié)點(diǎn)

提高節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和延性，僅靠增加箍筋效果并不顯著，而采用鋼纖維混凝土和勁性混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)效果較好。由于勁性鋼材或鋼纖維與混凝土的共同工作，使得節(jié)點(diǎn)區(qū)的混凝土受力性能特別是剪切變形大大改善，延性和耗能能力顯著提高。

3.4提高整體結(jié)構(gòu)的抗震性能

3.4.1設(shè)計(jì)中采用機(jī)構(gòu)控制達(dá)成總體屈服效果。

在框剪結(jié)構(gòu)中的特定位置，設(shè)置一定數(shù)量的“塑性鉸”，實(shí)現(xiàn)對(duì)塑性鉸發(fā)生位置、次序、形變程度的控制，使結(jié)構(gòu)在地震時(shí)形成較好的耗能機(jī)構(gòu)。在水平向力的作用中，水平的構(gòu)件首先屈服，然后才是豎向構(gòu)件。

3.4.2平衡結(jié)構(gòu)剛度和承載力。

在框架―剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻的數(shù)量增多，體積增大，剛度也會(huì)隨之增加。但是這就會(huì)使結(jié)構(gòu)的自振周期變小，總體水平地震作用加大；反之，結(jié)構(gòu)的剛度就會(huì)減小，地震作用也就變小。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑的基本情況來(lái)綜合考量，將建筑的設(shè)防烈度，高度，裝修等級(jí)等內(nèi)容考量在內(nèi)，以確定結(jié)構(gòu)允許的位移的最大限值，從而確定剪力墻的數(shù)量和體積，保證經(jīng)濟(jì)和安全并重。

3.4.3剛度和延性的和諧統(tǒng)一。

框架與剪力墻結(jié)構(gòu)在剛度和彈性限值、延性系數(shù)等方面都存在著一定的差異，這就給框剪結(jié)構(gòu)的抗震性能的提升制造了難題。所以，在抗震中應(yīng)將各個(gè)構(gòu)件協(xié)調(diào)起來(lái)，使剛度和延性和諧統(tǒng)一，以保證建筑的抗震需求。

為了使剪力墻與框架共同工作，可采取以下措施：

帶豎縫剪力墻。豎縫剪力墻在水平力作用下產(chǎn)生的側(cè)移，不再是以墻體的剪切變形為主而是以并列柱的彎曲變形為主，原來(lái)墻上的斜向裂縫被并列小柱上、下端的水平裂縫代替。由于剪力墻的力學(xué)性能由剪切變?yōu)閺澢?，彈性形變?cè)移值增大，延性改善，彈塑性耗能增加，避免了普通抗震墻斜裂縫出現(xiàn)后的剛度嚴(yán)重退化。

采用較好的延性偏交支撐。主要構(gòu)造是交叉直撐的交叉點(diǎn)處用拼接板，高強(qiáng)螺栓和阻尼材料組成，在小震時(shí)，交叉點(diǎn)處提供足夠的剛度和強(qiáng)度，像普通直撐那樣工作，在強(qiáng)震時(shí)，上撐與下?lián)沃g可相對(duì)滑動(dòng)，導(dǎo)致剛度大大下降，可提高剪力墻和框架之間的協(xié)調(diào)工作能力。

框剪結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)與計(jì)算

在現(xiàn)行規(guī)范的抗震分析中采用協(xié)同工作計(jì)算法，即采用框架彈性剛度和剪力墻彈性剛度組成并聯(lián)體結(jié)構(gòu)模型，計(jì)算出結(jié)構(gòu)彈性自振周期，按眾值烈度計(jì)算彈性地震作用F，并將F按彈性剛度比值分配給框架和剪力墻。

該計(jì)算方法不能反映出因剪力墻開(kāi)裂，剛度在局部發(fā)生突變而引起墻體轉(zhuǎn)動(dòng)給結(jié)構(gòu)帶來(lái)內(nèi)力重分布，這樣顯然與實(shí)際情況有誤差。

因此，有必要做如下調(diào)整：

在整體按彈性方法計(jì)算的基礎(chǔ)上，允許個(gè)別構(gòu)件、個(gè)別部位按彈塑性性質(zhì)對(duì)剛度進(jìn)行調(diào)整，也允許局部考慮塑性?xún)?nèi)力重分布進(jìn)行計(jì)算。

加強(qiáng)連梁是改善墻肢應(yīng)力分配不均的有效途徑。通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)布置，使連梁能夠像各片墻肢傳遞更多軸向力，讓各墻肢盡可能的平均分擔(dān)重力而避免出現(xiàn)某墻肢全截面受拉的情況，從而也改善了墻肢承受剪力不均的狀況。

根據(jù)空間有限元程序分析結(jié)果：受拉墻肢剛度退化后，實(shí)際受壓墻肢承受了90%的總剪力而受拉墻肢僅承受10%，墻肢受剪嚴(yán)重不均勻。為此對(duì)于一、二級(jí)抗震墻，受壓墻肢的設(shè)計(jì)彎矩和剪力應(yīng)乘以1.25，而受拉墻肢可以降低10-20%。

結(jié)束語(yǔ)

框架―剪力墻結(jié)構(gòu)之所以在建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，就是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)的互補(bǔ)性。合理的設(shè)計(jì)可以使其突出框架與剪力墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，提高高層建筑的抗震能力，而設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是剪力墻的數(shù)量和形式的使用。因此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)均勻，承載分散，把握節(jié)點(diǎn)等原則，來(lái)確定框架和剪力墻的使用比例和形式，以此來(lái)保證框剪結(jié)構(gòu)在高層抗震建筑中起到應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn)

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篇8

關(guān)鍵字：裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)、模具、預(yù)制構(gòu)件

中圖分類(lèi)號(hào)：TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

北京市燕通建筑構(gòu)件有限公司齊博磊

1. 裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)概念

預(yù)制混凝土，英文名為PrecastConcrete，簡(jiǎn)稱(chēng)PC。主要受力構(gòu)件部分或全部由預(yù)制剪力墻、疊合梁、疊合板組成，采用有效方式將預(yù)制構(gòu)件連接成為整體的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)。

2.預(yù)制混凝土構(gòu)件模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)定

混凝土預(yù)制構(gòu)件模具以鋼模為主，面板主材選用Q235鋼板，支撐結(jié)構(gòu)可選型鋼或者鋼板，規(guī)格可根據(jù)模具形式選擇，應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

模具應(yīng)具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，保證在構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)能可靠承受澆筑混凝土的重量、側(cè)壓力及工作荷載。

模具應(yīng)支、拆方便，且應(yīng)便于鋼筋安裝和混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)。

模具的部件與部件之間應(yīng)連接牢固；預(yù)制構(gòu)件上的預(yù)埋件均應(yīng)有可靠固定措施。

3.預(yù)制混凝土構(gòu)件模具設(shè)計(jì)體系

現(xiàn)有的模具的體系可分為：可采用獨(dú)立式模具和大底模式模具（即底?？晒?，只加工側(cè)模具）。 獨(dú)立式模具用鋼量較大，適用于構(gòu)件類(lèi)型較單一且重復(fù)次數(shù)多的項(xiàng)目。大底模式模具只需制作側(cè)邊模具，底模還可以在其他工程上重復(fù)使用，本文主要介紹該類(lèi)模具體系。

主要模具類(lèi)型：大底模（平臺(tái)）、疊合樓板模具、陽(yáng)臺(tái)板模具、樓梯模具、內(nèi)墻板模具和外墻板模具等。

大底模設(shè)計(jì)要點(diǎn)：面板根據(jù)樓層高度和構(gòu)件長(zhǎng)度，宜選用整塊的鋼板。每個(gè)大底模上布置不宜超過(guò)3塊構(gòu)件，據(jù)此選擇底模長(zhǎng)度，寬度有建筑層高決定。對(duì)于板面要求不嚴(yán)格的，可采用拼接鋼板的形式，但需注意拼縫的處理方式。大底模支撐結(jié)構(gòu)可選用工字鋼或槽鋼，為了防止焊接變形，大底模最好設(shè)計(jì)成單向板的形式，面板一般選用10mm鋼板。大底模使用時(shí)，需固定在平整的基礎(chǔ)上，定位后的操作高度不宜超過(guò)500mm。

疊合樓板模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)：根據(jù)疊合樓板高度，可選用相應(yīng)的角鐵作為邊模，當(dāng)樓板四邊有倒角時(shí)，可在角鐵上后焊一塊折彎后的鋼板。由于角鐵組成的邊模上開(kāi)了許多豁口，導(dǎo)致長(zhǎng)向的剛度不足，故沿長(zhǎng)向可分若干段，以每段1.5--2.5m為宜。側(cè)模上還需設(shè)加強(qiáng)肋板，間距為400-500mm。

陽(yáng)臺(tái)板模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)：為了體現(xiàn)建筑立面效果，一般住宅建筑的陽(yáng)臺(tái)板設(shè)計(jì)為異性構(gòu)件。構(gòu)件的四周都設(shè)計(jì)了反邊，導(dǎo)致不能利用大底模生產(chǎn)。可設(shè)計(jì)為獨(dú)立式的模具，根據(jù)構(gòu)件數(shù)量，選擇模具材料。首先考慮構(gòu)件脫模的問(wèn)題，在不影響構(gòu)件功能的前提下，可適當(dāng)留出脫模斜度（1/10左右）。當(dāng)構(gòu)件高度較大時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮側(cè)模的定位和剛度問(wèn)題。

樓梯模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)：樓梯模具可分為臥式和立式兩種模式，臥式模具占用場(chǎng)地，需要壓光的面積較大，構(gòu)件需多次翻轉(zhuǎn)。故推薦設(shè)計(jì)為立式樓梯模具。重點(diǎn)為樓梯踏步的處理，由于踏步成波浪形，鋼板需折彎后拼接，拼縫的位置宜放在既不影響構(gòu)件效果又便于操作的位置，拼縫的處理可采用焊接或冷拼接工藝。都需要特別注意拼縫處的密封性，嚴(yán)禁出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。

內(nèi)墻板模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)：由于內(nèi)墻板就是混凝土實(shí)心墻體，一般沒(méi)有造型。北京地區(qū)公租房項(xiàng)目的預(yù)制內(nèi)墻板的厚度一般為200mm，為便于加工，可選用20#槽鋼作為邊模。內(nèi)墻板三面均有外漏筋，且數(shù)量較多，需要在槽鋼上開(kāi)許多豁口，導(dǎo)致邊模剛度不足，周轉(zhuǎn)中容易變形，所有應(yīng)在邊模上增設(shè)肋板。

外墻板模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)：北京地區(qū)的外墻板一般采用三明治結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)層（200mm）+保溫層（50mm）+保護(hù)層（60mm）。此類(lèi)墻板可采用正打或反打工藝。建筑對(duì)外墻板的平整度要求很高，如果采用正打工藝，無(wú)論是人工抹面還是機(jī)器抹面，都不足以達(dá)到要求的平整度，對(duì)后期施工較為不利。但是正打工藝，有利于預(yù)埋件的定位，操作工序也相對(duì)簡(jiǎn)單。可根據(jù)工程的需求，選擇不同的工藝。本文主要介紹反打工藝為主的模具。根據(jù)澆注順序，將模具分為兩層，第一層為保護(hù)層+保溫層，第二層為結(jié)構(gòu)層。第一層模具作為第二層的基礎(chǔ)，所以在第一層的連接處需要加固。第二層的結(jié)構(gòu)層模具同內(nèi)墻板模具形式。結(jié)構(gòu)層模具的定位螺栓較少，故需要增加拉桿定位，防止?jié)q模。

圖,三明治外墻板模具

外墻板和內(nèi)墻板模具防漏漿設(shè)計(jì)要點(diǎn)：構(gòu)件三面都有外漏鋼筋，側(cè)模處需開(kāi)對(duì)應(yīng)的豁口，數(shù)量較多，造成拆模困難。為了便于拆模，豁口開(kāi)的大一些，用橡膠等材料將混凝土與邊模分離開(kāi)，從而大大降低了拆卸難度。

邊模定位方式設(shè)計(jì)要求：邊模與大底模通過(guò)螺栓連接，為了快速拆卸，宜選用M12的粗牙螺栓。在每個(gè)邊模上設(shè)置3-4個(gè)定位銷(xiāo)，以更精確地定位。連接螺栓的間距控制在500-600mm為宜，定位銷(xiāo)間距不宜超過(guò)1500mm。

預(yù)埋件定位設(shè)計(jì)要求：預(yù)制混凝土構(gòu)件預(yù)埋件較多，且精度要求很高，需在模具上精確定位，有些預(yù)埋件的定位在大底模上完成，有些預(yù)埋件不與底模接觸需要通過(guò)靠邊模支撐的吊模完成定位。吊模要求拆卸方便，定位唯一，以防止錯(cuò)用。

模具加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)：對(duì)模具使用次數(shù)必須有一定的要求，故有些部位必須要加強(qiáng)，一般通過(guò)肋板解決，當(dāng)樓板不足以解決時(shí)可把每個(gè)肋板連接起來(lái)，以增強(qiáng)整體剛度。

模具的驗(yàn)收要點(diǎn)：除了外型尺寸和平整度外，還應(yīng)重點(diǎn)檢查模具的連接和定位系統(tǒng)。

模具的經(jīng)濟(jì)性分析要點(diǎn)：根據(jù)項(xiàng)目中每種預(yù)制構(gòu)件的數(shù)量和工期要求，配備出合理的模具數(shù)量。再攤銷(xiāo)到每種構(gòu)件中，得出一個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，一般為每方混凝土中含多少鋼材。據(jù)此可作為報(bào)價(jià)的一部分。

4.預(yù)制混凝土構(gòu)件模具使用要求

編號(hào)要點(diǎn)：由于每套模具被分解的較零碎，需按順序統(tǒng)一編號(hào)，防止錯(cuò)用。

組裝要點(diǎn)：邊模上的連接螺栓和定位銷(xiāo)一個(gè)都不能少，必須緊固到位。為了構(gòu)件脫模時(shí)邊模順利拆卸，防漏漿的部件必須安裝到位。

吊模等工裝的拆除要點(diǎn)：在預(yù)制混凝土構(gòu)件整齊養(yǎng)護(hù)之前，要把吊模和防漏漿的部件拆除。選擇此時(shí)拆除的原因?yàn)榈跄：貌鹦?，在流水線(xiàn)上，不占用上部空間，可降低蒸養(yǎng)窯的層高；混凝土幾乎還沒(méi)強(qiáng)度，防漏漿的部件很容易拆除，若等到脫模的時(shí)候，混凝土的強(qiáng)度已到20mpa左右，防漏漿部件、混凝土和邊模會(huì)緊緊地粘在一起，極難拆除。所以防漏漿部件必須在蒸汽養(yǎng)護(hù)之前拆掉。

模具的拆除要求：當(dāng)構(gòu)件脫模時(shí)，首先將邊模上的螺栓和定位銷(xiāo)全部拆卸掉，為了保證模具的使用壽命，禁止使用大錘。拆卸的工具宜為皮錘、羊角錘、小撬棍等工具。

模具的養(yǎng)護(hù)要求：在模具暫時(shí)不使用時(shí)，需在模具上涂刷一層機(jī)油，防止腐蝕。

5.結(jié)束語(yǔ)

在政府的大力推進(jìn)下，裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)近幾年在國(guó)內(nèi)快速發(fā)展。裝配式建筑具有施工周期短、安裝精度高等特點(diǎn)。對(duì)預(yù)制構(gòu)件的誤差要求到了2mm以?xún)?nèi)，所以需要更高精度的模具。我們必須勇于嘗試，善于創(chuàng)新，勤于交流，才能做出高品質(zhì)的產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

篇9

高層建筑相比普通建筑，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，框架剪力墻結(jié)構(gòu)有效結(jié)合框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，使其在高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于框架剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，要同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的受力、穩(wěn)定性以及工程造價(jià)，這樣才會(huì)使框架剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化真正兼具經(jīng)濟(jì)性與使用性。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要特別注意抵抗水平荷載的作用力，框架剪力墻結(jié)構(gòu)中抵抗側(cè)力的主要是剪力墻，所以剪力墻剛度對(duì)于結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有重要的意義，在高層建筑具體設(shè)計(jì)、施工中，一定要保證剪力墻的合理剛度。

2框架剪力墻結(jié)構(gòu)的變形以及受力特點(diǎn)

2．1框架剪力墻的變形特點(diǎn)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)是由框架結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)組合而成的一種結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)在受力性能以及變形特性方面都有所不同，框架剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向變形在剪切變形和彎曲變形之間，水平力作用下，剪力墻的變形主要是彎曲變形，框架的變形主要是剪切變形［1］?？蚣芙Y(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)的水平位移需要保持一致，這樣才能保證框架剪力墻結(jié)構(gòu)呈反形的剪彎型變形曲線(xiàn)，框架結(jié)構(gòu)下部位移增長(zhǎng)很快，隨著樓層高度的增加水平位移增長(zhǎng)速度減慢，而剪力墻結(jié)構(gòu)與之相反，這樣兩者結(jié)合的框架剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)移就比較小，從而使框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力有合理的分布?？蚣苡闪褐€(xiàn)性桿件組成，其受力特點(diǎn)與豎向懸臂剪切梁相似，它的變形曲線(xiàn)是剪切形，框架結(jié)構(gòu)中的所有框架變形曲線(xiàn)都是剪切形，因此，水平力是根據(jù)框架的抗推剛度D比例來(lái)分配的。剪力墻與框架結(jié)構(gòu)不同，它是一種豎向懸臂彎曲結(jié)構(gòu)，變形曲線(xiàn)是彎曲形，具有很大的抗彎曲剛度，水平力是根據(jù)剪力墻等效剛度EI比例分配。

2．2框架剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)

同一個(gè)結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)通過(guò)水平面內(nèi)具有無(wú)線(xiàn)剛度的樓板相連，這樣使得兩個(gè)結(jié)構(gòu)不能獨(dú)自按照自身的彎曲變形或者剪切變形進(jìn)行變形，因?yàn)閮烧咴谕粯菍拥奈灰票仨毐３忠恢?。忽略扭轉(zhuǎn)力的作用，框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)一起工作，兩者之間相互作用，就形成在框架剪力墻結(jié)構(gòu)的下部，剪力墻因框架的作用向前推，框架正好相反的受力狀況［2］，沿豎向剪力墻與框架之間水平力的分配隨著樓層的變化而發(fā)生改變，所以在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，兩者之間不是按照各自單獨(dú)作用時(shí)的抗推剛度D、等效剛度EI進(jìn)行水平力分配，在這種結(jié)構(gòu)中，頂部存在剪力，是由于頂部剪力墻一起工作，相互之間肯定會(huì)產(chǎn)生荷載，框架在整個(gè)結(jié)構(gòu)的中部存在最大剪力值，底部剪力較小，剪力墻承擔(dān)主要的剪力。

3框架剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3．1剪重比的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

剪重比是建筑抗震設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，對(duì)于高層建筑的框架剪力墻結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)剪重比更加重要，因?yàn)榧糁乇葘?duì)于剪力墻具有重要的意義。如果剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)周期比較長(zhǎng)，加速度變化以及地面位移對(duì)其影響就比較大，但是，現(xiàn)實(shí)中很難準(zhǔn)確計(jì)算傳統(tǒng)振型的分解法，因?yàn)榈卣鹩绊懴禂?shù)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)，長(zhǎng)期作用會(huì)給選值帶來(lái)很大影響，使得計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況不相符。因此在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，確定剪重比時(shí)，一定要與各樓層的水平地震力相比取其最小值，因?yàn)榧糁乇冗_(dá)到最小，才能滿(mǎn)足高層建筑安全方面的要求。

3．2剛重比的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，剛重比與剪重比一樣具有重要的意義，因?yàn)閯傊乇燃戎苯臃磻?yīng)建筑結(jié)構(gòu)剛度與重力荷載之比，又是框架剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要保障［3］，因此，高層建筑技術(shù)人員必須嚴(yán)格按照建筑工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定剛重比［3］。同時(shí)，高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要結(jié)合工程實(shí)際情況以及工程施工標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能保證剛重比的設(shè)計(jì)合理。

3．3框架剪力墻結(jié)構(gòu)的整體抗震性能設(shè)計(jì)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)包含框架和剪力墻這兩種結(jié)構(gòu)，只有兩者合理布置才能發(fā)揮不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，使得框架剪力墻結(jié)構(gòu)有較大的抗側(cè)剛度，側(cè)向變形在剪切變形之間，能夠有效降低樓層變化產(chǎn)生的位移變化，更容易獲得較大空間。(1)框架剪力墻結(jié)構(gòu)相比單獨(dú)的框架結(jié)構(gòu)，對(duì)梁、柱節(jié)點(diǎn)要求比較低?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)中剪力墻是重要的組成部分，所以結(jié)構(gòu)中的梁縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)錨固要求較低，與框架結(jié)構(gòu)要求不同。地震作用力主要是沿框架剪力墻結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向，但并不是兩個(gè)主軸方向上的作用力都會(huì)達(dá)到最大值。正交作用在豎向抗震構(gòu)件中作用明顯［4］，所以框架結(jié)構(gòu)需要在節(jié)點(diǎn)核心位置設(shè)置足夠的箍筋，框架剪力墻結(jié)構(gòu)因?yàn)榇嬖谳^多剪力墻，不用考慮正交作用的影響。(2)在框架剪力墻結(jié)構(gòu)的高度方向上，如果存在結(jié)構(gòu)不一致，有超強(qiáng)部位，也有軟弱的位置，在抗震作用下，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)曲率延性集中在結(jié)構(gòu)比較軟弱的位置，這樣會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。原因就在于軟弱的位置因?yàn)樽饔昧Τ霈F(xiàn)很大的非彈性變形，但是其他位置仍舊處于彈性階段，所以，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要重視剪力墻高度的連續(xù)性。同時(shí)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的承載力部分一定要盡量保持截面設(shè)計(jì)的承載力和地震反應(yīng)相適應(yīng)。剪力墻對(duì)于框架剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)具有重要的意義，所以要注意剪力墻的延性設(shè)計(jì)，雙肢剪力墻的延性相對(duì)較好，其各層連接梁能夠形成塑性鉸，這樣就能夠有效的吸能、耗能，提高剪力墻延性，延緩底層墻鉸產(chǎn)生。(3)框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，深連梁剪力比較大，但是延性比較低，沒(méi)辦法與整體結(jié)構(gòu)的延性保持一致。所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)該限制剪力墻延性，有時(shí)為了能在彈性階段吸掉大部分能量，就需要提高剪力墻承載力，但是這種方法存在的問(wèn)題就是會(huì)提高工程造價(jià)，為了避免工程造價(jià)過(guò)高，可以采用雙連梁，這種方案可以有效改善連梁的受力［5］。設(shè)計(jì)過(guò)程中通常采用雙連梁剪力墻設(shè)計(jì)方法，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于降低連梁剛度，同時(shí)還可以有效降低截面承載的彎矩以及剪力，從而改善連梁受力性能，這樣就不會(huì)發(fā)生連梁截面超筋的現(xiàn)象。除此之外，在框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中把雙連梁和其他不同類(lèi)型的連梁超筋方案進(jìn)行有效結(jié)合，這樣就會(huì)實(shí)現(xiàn)受剪面積不變，但是連梁與剪力墻兩者的受力得到改善的目標(biāo)。

4結(jié)語(yǔ)

篇10

【關(guān)鍵詞】建筑工程；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)的進(jìn)步以及地震、颶風(fēng)等災(zāi)害性天氣的增多，人們對(duì)住宅的要求越來(lái)越高。除了要實(shí)現(xiàn)住宅所應(yīng)具有的傳統(tǒng)功能外，更要求能有效抵御自然災(zāi)害等，因此越來(lái)越多的高層公寓式住宅采用了剪力墻結(jié)構(gòu)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土澆筑而成的墻體來(lái)替代傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)中的柱，可以有效抵抗風(fēng)荷載、地震作用等水平作用。然而剪力墻結(jié)構(gòu)也有其自身的不足之處，如剪力墻與剪力墻之間的間距非常有限，自重較大等，因此無(wú)論是基于現(xiàn)實(shí)還是發(fā)展的考量，設(shè)計(jì)一種功能性更強(qiáng)的剪力墻結(jié)構(gòu)都具有重大意義。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)常見(jiàn)類(lèi)型

剪力墻結(jié)構(gòu)根據(jù)形式的不同可以分為純剪力墻結(jié)構(gòu)、框支剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)等。其中純剪力墻結(jié)構(gòu)是全部由剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系，框支剪力墻結(jié)構(gòu)是在建筑物底部需要大空間時(shí)，在底部一層采用框架柱的結(jié)構(gòu)來(lái)代替剪力墻，從而為底層用作商業(yè)用途提供了便利。但是這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)底層抵御水平荷載的能力較差，在地震災(zāi)區(qū)不宜采用。而框架剪力墻結(jié)構(gòu)是在局部需要大空間時(shí)，部分采用框架結(jié)構(gòu)來(lái)代替剪力墻，一方面可以增大建筑物局部空間，使建筑物用途多樣化；另一方面也具有剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度大的優(yōu)點(diǎn)。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則和標(biāo)準(zhǔn)

目前在建筑工程施工的過(guò)程中，剪力墻結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，這不僅使得建筑結(jié)構(gòu)的剛度和抗震性能等方面得到進(jìn)一步的提高，而且施工工藝也比較簡(jiǎn)便，滿(mǎn)足了現(xiàn)階段建筑行業(yè)發(fā)展的相關(guān)要求。從而使得剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)可以得到充分的發(fā)揮，因此我們?cè)趯?duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的過(guò)程中必須要遵守以下幾個(gè)設(shè)計(jì)原則和標(biāo)準(zhǔn)：

第一，在一般情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)的高度和寬度都比較大，如果高厚比小于4，其受力情況和柱行的結(jié)構(gòu)相似，因此我們?cè)趯?duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，來(lái)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的高度、寬度之間的比值進(jìn)行確定。

第二，在建筑工程施工中，剪力墻結(jié)構(gòu)平面內(nèi)的剛度和承載能力較強(qiáng)，而平面外的剛度和承載能力就比較弱，這就使得人們?cè)趯?duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，基本上不對(duì)其外在剛度和承載能力進(jìn)行驗(yàn)算，而是采用相關(guān)的防護(hù)措施來(lái)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的處理，以避免剪力墻結(jié)構(gòu)在使用的過(guò)程中受到外界荷載的影響，而出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

第三，目前我們?cè)趯?duì)其建筑剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算的過(guò)程中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員不僅是要對(duì)墻體結(jié)構(gòu)的水平以及豎直方面的作用力詳細(xì)的計(jì)算，同時(shí)還要對(duì)整體結(jié)構(gòu)的承載力進(jìn)行分析。只有這樣才能使得剪力墻結(jié)構(gòu)在使用時(shí)，可以很好的滿(mǎn)足建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，從而使得建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，都得到了進(jìn)一步的增強(qiáng)。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

下面我們就對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑工程中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行介紹。

3.1 剪力墻肢種類(lèi)和具體結(jié)構(gòu)設(shè)置

剪力墻墻肢的分類(lèi)主要是根據(jù)墻肢厚度和高度比來(lái)劃分的，主要有兩類(lèi)：短肢剪力墻和一般剪力墻。如果剪力墻高度超過(guò)其8倍，就是普通剪力墻，如果高厚比4-8倍且截面的厚度不大于300mm稱(chēng)之為短剪力墻。就是短肢剪力墻。此外，剪力墻還可以根據(jù)其墻面開(kāi)口大小的狀況來(lái)分為整面剪力墻、整體小開(kāi)口剪力墻、連肢剪力墻以及壁式框架等這幾種。

一些高層建筑通常使用剪力墻結(jié)構(gòu)，在抗震區(qū)域的建筑物中的剪力墻結(jié)構(gòu)就更要如此設(shè)計(jì)了。此外，對(duì)于剪力墻雙向的墻體剛度最好要接近，其墻面受力要均勻，可以通過(guò)一是結(jié)構(gòu)周邊部位布置剪力墻的原則：在結(jié)構(gòu)周邊，建筑允許設(shè)墻的位置應(yīng)盡量布置剪力墻。與周邊剪力墻相連的另一方向肢的長(zhǎng)度應(yīng)在滿(mǎn)足建筑使用功能的前提下根據(jù)結(jié)構(gòu)位移計(jì)算需要而增減；二是在不違反規(guī)范前提下應(yīng)盡量布置長(zhǎng)墻：從經(jīng)濟(jì)性考慮，結(jié)構(gòu)剪力墻布置若短而多，則剪力墻暗柱數(shù)量也會(huì)很多，如果設(shè)置長(zhǎng)墻，減少一些不必要的墻或者開(kāi)洞，這樣剪力墻暗柱數(shù)量少，在墻數(shù)量相同的情況下可以減少鋼筋用量。來(lái)調(diào)整剪力墻的剛心，確保剪力墻的穩(wěn)定性以強(qiáng)度。

3.2 剪力墻結(jié)構(gòu)長(zhǎng)、厚度及配筋

根據(jù)上面所說(shuō)的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度及配筋也有相關(guān)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)建筑抗震相關(guān)資料的要求規(guī)定，剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度和長(zhǎng)度也要根據(jù)抗震等級(jí)系數(shù)來(lái)調(diào)整。據(jù)相關(guān)規(guī)定，為了保證剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、抗震性以及剛性，剪力墻厚度根據(jù)抗震等級(jí)、結(jié)構(gòu)部位（如底部加強(qiáng)區(qū)和非加強(qiáng)區(qū)）、是否為一字型墻而不同。最小可以為160mm。也就是說(shuō)，居住建筑物的剪力墻結(jié)構(gòu)厚度一般要大于200mm，其高厚比也要符合要求。其他特殊情況下的剪力墻結(jié)構(gòu)的配筋比也要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)調(diào)整。

3.3 剪力墻邊緣結(jié)構(gòu)

根據(jù)以往剪力墻結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果，剪力墻結(jié)構(gòu)的邊緣約束性截面剪力墻比無(wú)約束性的截面剪力墻的極限承載力要大2/5 還要多，而其抗震消耗能量也多有1/5，且墻面的穩(wěn)定性也要好很多。因此，對(duì)于剪力墻的邊緣構(gòu)件而言，剪力墻均有邊緣構(gòu)件，設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件和約束邊緣構(gòu)件是根據(jù)剪力墻軸壓比及是否在底部加強(qiáng)區(qū)而決定。

3.4 剪力墻連梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

墻肢和墻肢之間的跨高比小于5通常稱(chēng)之為連梁，而剪力墻的連梁能夠更好的平衡水平負(fù)荷力，并能夠?qū)袅χ鸬揭欢ǖ募s束和穩(wěn)定的作用，因此，剪力墻之間的整體結(jié)構(gòu)有著非常重要的作用。因此，在設(shè)計(jì)剪力墻連梁結(jié)構(gòu)時(shí)，其設(shè)計(jì)師要主要對(duì)剪力墻的連梁結(jié)構(gòu)的剛度按照《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》第4 1 7條規(guī)定：“在內(nèi)力與位移計(jì)算中，所有構(gòu)件均可采用彈性剛度，在框架―剪力墻結(jié)構(gòu)中，連梁的剛度可予以折減，折減系數(shù)不應(yīng)小于0.55，一般在實(shí)際設(shè)計(jì)中我們?cè)?.55-1之間取值。此外，設(shè)計(jì)師也要適當(dāng)對(duì)其設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的改變，使得剪力墻能夠發(fā)揮其最大的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，保證其地震作用下的承載力。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前在建筑工程施工中，剪力墻結(jié)構(gòu)一定得到了人們的廣泛應(yīng)用，因此我們?cè)趯?duì)其剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就要按照工程施工的實(shí)際情況和相關(guān)要求，來(lái)對(duì)其進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和安排。只有這樣才能使得建筑結(jié)構(gòu)的工作性能得到全面的提高，使得建筑整體質(zhì)量和安全得到保障。

參考文獻(xiàn)

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