導(dǎo)語：高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計論文2篇一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

第一篇

1高層剪力墻結(jié)構(gòu)布置要求與特點

1．1剪力墻布置要求

通常剪力墻沿主軸方向進(jìn)行布置，設(shè)計人員在建筑平面內(nèi)布置的剪力墻應(yīng)當(dāng)保持平均，剪力墻寬度與高度尺寸均較大，且其厚度偏薄，剪力墻主要承受水平作用、彎矩以及豎向荷載，因此剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)具有抗風(fēng)、抗震的能力，所以其結(jié)構(gòu)體系應(yīng)滿足延性變形與抗脆性剪切的要求，在剪力墻設(shè)計過程中設(shè)計人員應(yīng)盡量考慮其彎曲延性。

1．2剪力墻結(jié)構(gòu)類別

高層剪力墻建筑結(jié)構(gòu)類型主要包括整體墻、聯(lián)肢墻等，根據(jù)墻體的差異性特點以及其受力形式，對剪力墻體內(nèi)力進(jìn)行配筋，整體墻主要涉及山墻、局部開洞墻、結(jié)構(gòu)片墻，而聯(lián)肢墻則是將剪力墻通過梁進(jìn)行連接，剪力墻建筑結(jié)構(gòu)體系如下圖所示。剪力墻在高層建筑中充當(dāng)豎向承重與抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，設(shè)計人員在剪力墻上可以進(jìn)行開洞設(shè)計，如洞口開設(shè)越大時，從受力體系上更接近于剪力墻框架體系。

1．3剪力墻結(jié)構(gòu)特點

(1)優(yōu)點:高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系承載水平較高，自身側(cè)向剛度較大、變形小，平面布局較為規(guī)整，剪力墻結(jié)構(gòu)體系適用層高較小建筑，如高層住宅、高層賓館等。

(2)缺點:高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)體系自重偏大，且建筑平面布置空間存在局限性，為了滿足業(yè)主對大建筑空間的需求，可將剪力墻轉(zhuǎn)化為框架－剪力墻、框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系是把剪力墻、框架作為承載構(gòu)件，承受水平與豎向作用荷載，而框架結(jié)構(gòu)來承受豎向荷載，剪力墻則承受水平方向的剪切力。框支－剪力墻結(jié)構(gòu)體系是把高層建筑底部設(shè)計為框架體系，這種結(jié)構(gòu)體系適用于帶有轉(zhuǎn)換層的建筑。

2剪力墻厚度與墻肢長度確定

2.1剪力墻厚度

根據(jù)抗震規(guī)范規(guī)定要求，當(dāng)高層建筑抗震等級為一、二級抗震設(shè)計人員需要對剪力墻底部進(jìn)行加強，其墻厚應(yīng)大于200mrn，而且大于高層建筑層高1/16，對于非加強區(qū)域墻厚不得低于160mm，在進(jìn)行剪力墻設(shè)計過程中，設(shè)計人員如遇特殊情況，應(yīng)對高層建筑展開概念設(shè)計分析，積極控制與調(diào)整墻肢軸壓的數(shù)值，確保高層建筑的連續(xù)性，確保剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足規(guī)范要求。

2．2墻肢長度

在設(shè)計過程中，設(shè)計人員對高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)長度有著明確控制，墻肢長度一般低于8m，因此在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中設(shè)計人員應(yīng)保證剪力墻體系延性，為了消除剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞，可把剪力墻的高寬比大于3，增強剪力墻的延性，在地震作用下使其發(fā)生彎曲破壞，在以往設(shè)計過程中筆者發(fā)現(xiàn)墻體過長，為了確保墻體的高寬比值大于3，可通過開設(shè)洞口等措施將長墻分割成具有均勻性肢墻，對于洞口筆者認(rèn)為選擇彎矩比偏小的連梁。

3剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

設(shè)計人員在進(jìn)行剪力墻設(shè)計中，首先結(jié)合設(shè)計規(guī)范具體要求對結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行考量，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員從技術(shù)層面應(yīng)滿足下列原則，從而能夠推動剪力墻設(shè)計科學(xué)化、規(guī)范化，應(yīng)當(dāng)選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，結(jié)合地理位置、功能需求、施工因素與材料等，最終決定最合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。

3．1調(diào)整層間最小剪力系數(shù)

設(shè)計人員為了控制剪力墻結(jié)構(gòu)自重，避免地震出現(xiàn)，盡量少布置剪力墻，但基于一個前提是要求短肢剪力墻所承受第一振型傾覆力矩應(yīng)低于地震傾覆力矩總數(shù)的40%，設(shè)計人員可擴大剪力墻開間，增加剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，保證層間最小剪力系數(shù)滿足規(guī)范要求，從而能夠控制建筑工程成本支出。

3．2調(diào)整層間層高比與最大位移

層間扭轉(zhuǎn)與剪切變形是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點，其中剪切變形主要根據(jù)豎向構(gòu)件數(shù)量來判斷的，如某建筑豎向構(gòu)件布置過多，必然增大剪重比，造成結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，扭轉(zhuǎn)變形加大，且無法滿足樓層間位移要求，對此，在建筑物中應(yīng)盡量減少扭轉(zhuǎn)變形，而不能單靠增加豎向構(gòu)件的剛度來調(diào)整樓層之間的位移。

4剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

4．1加強大墻肢的結(jié)構(gòu)處理

在設(shè)計過程中筆者發(fā)現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)由于本身具有延伸性要求，對此在實際施工過程中也應(yīng)具備其延展性能，設(shè)計人員應(yīng)重視剪力墻結(jié)構(gòu)整體性工作，剪力墻在實際破壞中以彎曲破壞為主，極易造成脆性破壞，這對結(jié)構(gòu)的抗震極為不利。針對這種情況設(shè)計人員對于墻肢較長的剪力墻設(shè)計不僅滿足承載力要求還需進(jìn)行分層設(shè)計，將其分割成為均勻單元，對于較短墻肢在受彎條件下出現(xiàn)裂縫較小，從而能夠有效發(fā)揮墻體配筋作用，為消除這些不利現(xiàn)象出現(xiàn)，對于墻肢長度超過8m可選擇下列處理措施:第一，開設(shè)施工洞，在施工過程中需對墻體孔洞預(yù)留，同時對預(yù)留孔洞需布置填充墻，這樣能夠?qū)㈤L墻肢隔成短墻肢。第二，開設(shè)計算洞，設(shè)計人員主要在結(jié)構(gòu)計算時假設(shè)其有洞，但在實際施工過程中仍為混凝土墻，這種計算洞的開設(shè)，能夠發(fā)揮墻肢配筋性能。

4．2加強剪力墻結(jié)構(gòu)均衡設(shè)計

在高層剪力墻建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)采取恰當(dāng)優(yōu)化措施實現(xiàn)結(jié)構(gòu)受力均衡，不僅能夠提高剪力墻結(jié)構(gòu)安全度，還能夠控制工程的投資造價，設(shè)計人員根據(jù)剪力墻的平面布置情況能夠真正實現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化，根據(jù)施工現(xiàn)場條件，制定正確的剪力墻設(shè)計方案，設(shè)計人員加強剪力墻施工質(zhì)量的督查，制定科學(xué)的施工管理機制，強化施工管理人員的安全意識，要求其按照操作流程與設(shè)計圖紙進(jìn)行施工作業(yè)。

5結(jié)束語

總而言之，隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用，對增強剪力墻結(jié)構(gòu)安全性、抗震性具有積極作用，對此設(shè)計人員需要考慮剪力墻的結(jié)構(gòu)問題，制定科學(xué)的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，結(jié)合建筑工程的實際條件，對此充分做好現(xiàn)場的勘察設(shè)計準(zhǔn)備工作，保證建筑物整體的設(shè)計水平，最終推動我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

作者:潘奕康單位:廣東省建筑設(shè)計研究院

第二篇

1高層建筑剪力墻的結(jié)構(gòu)

1.1高層剪力墻結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟效應(yīng)

1.1.1剪力墻的結(jié)構(gòu)與鋼筋強度恰好，會使得剪力墻的整體性能比較好，用的鋼筋數(shù)量比較少，在高層的住宅里，每個間距比較大，采用分隔墻的數(shù)量參數(shù)會比較多，如果采用的是現(xiàn)澆剪力墻的設(shè)計，可以減少承重墻的比例參數(shù)，這樣看來比較符合經(jīng)濟效益，而且剪力墻的外觀會顯得比較整齊，沒有柱體外露的現(xiàn)象產(chǎn)生，在室內(nèi)裝飾的時候會顯得比較大方，所以目前許多高層的建筑采用的是這種剪力墻的設(shè)計。

1.1.2剪力墻的結(jié)構(gòu)多是配筋，如果配筋比例低于一定量誰拍的時候，剪力墻的結(jié)構(gòu)延展性就會比較差，剛度比較大的結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的地震影響力度小，所以建筑剛度大的話相應(yīng)的工程預(yù)算就會越多。所以，剪力墻的設(shè)計應(yīng)該要做到在符合建筑體支撐和地震力度需求的前提下，要結(jié)合實際，將其剛度控制在一定的合理范圍內(nèi)，增加配筋與內(nèi)力的檢查。

1.2剪力墻結(jié)構(gòu)含鋼量

在剪力墻的設(shè)計中，要根據(jù)實際的情況，建筑物的住宅樓層的結(jié)構(gòu)作一個系統(tǒng)的分析，同時從結(jié)構(gòu)含鋼筋的數(shù)量角度來做具體的分析，達(dá)到結(jié)構(gòu)優(yōu)化的作用。

2完善設(shè)計，減低工程預(yù)算

2.1設(shè)計主題最大化的優(yōu)化，使整體結(jié)構(gòu)受力平衡，技術(shù)應(yīng)用平均的分配，整體觀感安全大方，每一個內(nèi)部的結(jié)構(gòu)都可以發(fā)揮最大的作用，這樣設(shè)計才可以使得建筑物達(dá)到安全、合理的原則，從結(jié)構(gòu)設(shè)計的格局來看，在水平荷載的作用力下，剪力墻的配筋數(shù)量往往和剪力墻的布局相關(guān)聯(lián)，配筋與斷面之間又有著相對應(yīng)的關(guān)系，因為剪力墻的布局不統(tǒng)一，一個剪力墻兩端的斷面可能相差有8倍左右，配筋強度也會相差相應(yīng)的倍數(shù)左右，這樣會造成配筋的浪費，因為剪力墻的作用力是對稱的，兩邊受力都是均勻的，所以調(diào)整好剪力墻的設(shè)計，會節(jié)省一定的工程造價，同時使得建筑結(jié)構(gòu)的美觀和增加其安全性能。

2.2概念的不同導(dǎo)致工程損失。由于設(shè)計人員對建筑結(jié)構(gòu)的概念沒有理解透徹，這樣會導(dǎo)致整體布局的柱體浪費，比如漳州一棟19層的高層建筑，因為其布局結(jié)構(gòu)的特點，外框的基本柱體長度是715mm，外框與內(nèi)部的長度為9m，而設(shè)計人員將外框訂制為1000mm*700mm，其設(shè)計理念是增加邊框的抗剪能力，加大外框的結(jié)構(gòu)強度，但是實際上，工程因為外框柱體長度為715mm，是不會產(chǎn)生剪力滯后效應(yīng)的，這樣一來其實采用1000mm*700mm跟采用350mm*700mm對外框的變形的原理是一樣的，但是采用打的邊框設(shè)計會因為增加重量，而導(dǎo)致加重了建筑主體的負(fù)擔(dān)，與整個設(shè)計最初的理念不相符，如果工程設(shè)計人員沒有及時的把設(shè)計好的結(jié)構(gòu)與工程實際的相結(jié)合的話，不僅會對建筑的結(jié)構(gòu)造成浪費，還會對建筑的安全性造成威脅。

3應(yīng)用實例分析

3.1工程概況

這個工程是在湖北的一個城市里面，住宅的小區(qū)建筑面積達(dá)到了1018萬平方米，通過對其中一棟樓層進(jìn)行分析，以點帶面的來分析整片小區(qū)建筑面積的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在保證建筑安全的前提下，提高建筑的設(shè)計層次，降低其工程的預(yù)算，我們進(jìn)行分析的住宅是一棟16層的地下2層的單純剪力墻的高層建筑，總的建筑面積達(dá)到了2萬平方米。地下層高為316m，首層商業(yè)用處，層高為314m，二層以上為住宅，樓層高度為218m，建筑歸為丙類，Ⅲ類場地，地質(zhì)不純。

3.2結(jié)構(gòu)整體計算

3.2.1整體計算結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)自振周期（m為質(zhì)量，k為剛度系數(shù)，δ為柔度系數(shù)。）

3.2.2結(jié)構(gòu)的合理程度

整體結(jié)構(gòu)格局不夠嚴(yán)謹(jǐn)，樓層的比例沒有分配好，比其應(yīng)按照的規(guī)定系數(shù)參數(shù)值要大。結(jié)構(gòu)的平均質(zhì)量設(shè)計合理：242821/(1061×18)=1217kN/m2。自振周期參數(shù)值也在合理的范圍內(nèi)。樓層最大的水平比例偏大于規(guī)定的參數(shù)值，但是也是在允許使用的范圍之內(nèi)。

3.2.3地基處理

因為地質(zhì)不純，加上地下基層的作用力差距比較大，為了減少沉降的危險系數(shù)，應(yīng)該要采用CFG作為地基的處理技術(shù)，地底勘察報告也要是做CFG處理。但是由于業(yè)主擔(dān)心CFG會對工程的進(jìn)度造成影響，為了加強工期的進(jìn)度，通過與管理部門和監(jiān)管部門的協(xié)商，決定放棄CGF，而是采用土地原本的地質(zhì)作為地基，同時利用其他的方法方式來保證主體穩(wěn)固。

3.2.4基礎(chǔ)設(shè)計

基坑的底部高度為-7.19km，基礎(chǔ)底板厚度為175mm，采用可塑性的參數(shù)計算，一次來降低鋼筋的用量，達(dá)到實際的鋼筋配備率為0.121%，對于個別比較大的單間需要加大鋼筋的數(shù)量。

3.2.5剪力墻及連梁鋼筋用量分析

依據(jù)工程的規(guī)范操作和實際的建筑層數(shù)、樓層高度，應(yīng)該將墻體厚度的取值為：首層與地下層是250mm，地下層外墻厚度是300mm，二層以上的是200mm，內(nèi)部墻體是180mm。為了降低工程預(yù)算，配筋的數(shù)量可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)低：因為建筑主體結(jié)構(gòu)按照比例分配配筋要求，其中墻體的分布筋與建筑結(jié)構(gòu)要求的最小范圍的數(shù)值吻合，所以其配筋數(shù)目不要浪費。根據(jù)參數(shù)值考慮，地下室的外墻分布水平筋數(shù)可以減少一定的量。

3.2.6樓板鋼筋用量

現(xiàn)在的電氣管道一般都采用隱藏式，所以要求樓板的厚度要超過120mm，比較大的單獨房間要根據(jù)一定的地板跨度，要將隔墻設(shè)計為150mm、170mm、180mm、190mm幾種，有懸掛式陽臺的內(nèi)部測試隔板要設(shè)計為160mm，樓板的厚度要達(dá)到參數(shù)值6200跨180厚，5400跨160厚，因為采用的是偏厚的設(shè)計，所以要存在一定的彈性設(shè)計原則，施工中使用的是一、二級鋼筋，180厚樓板配筋<12@150，配筋的參數(shù)概率是0.142%，120厚樓板配筋<10@150，配筋的參數(shù)概率是0.144%，同時160厚樓板配筋<12@180，配筋的參數(shù)改率是0.139%，這個設(shè)計比較符合實際跟建筑主體的設(shè)計。

4結(jié)束語

4.1在整個建筑結(jié)構(gòu)布局的計算之中，剪重比較大，所以在結(jié)構(gòu)的布局還可以再細(xì)化。

4.2由于考慮到建筑的功用，本工程有兩個方向扭轉(zhuǎn)呈現(xiàn)不規(guī)則的趨勢，而且造成的后果比較嚴(yán)重，所以應(yīng)該根據(jù)實際的考慮，注意配筋的加強。

4.3在保證建筑主體安全的大前提下，地基可以采用一個天然的地基，暗柱的配筋也可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)小。

4.4一棟建筑的設(shè)計，從設(shè)計到施工到最后的驗收過程，都需要各個專業(yè)的密切配合，才能真正的起到優(yōu)化結(jié)構(gòu)的作用，使得建筑的設(shè)計更加合理和人性化。

4.5建筑的優(yōu)化是為了降低工程的造價，但是是要在保證工程安全的前提下去優(yōu)化，而不是將建筑的安全也給優(yōu)化了，必須是保證整體結(jié)構(gòu)的一致性而再考慮經(jīng)濟合理。

作者:肖興北陳磊單位:國家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計院