剪力墙结构设计论文范文第1篇

在建筑的竖向荷载中，其主要是由楼面荷载以及结构自重通过楼面传递到剪力墙的。其具有着两种表现形式，一种是由连梁所产生的弯矩，一种是墙肢内具有的轴力。在我们对竖向荷载进行计算时，主要是以其受荷面积进行计算的，而在水平荷载计算时，则主要是借助计算机的有限元方式对其进行计算，通过这种建筑受力情况的科学估算，能够有效地为我们后续的结构布置提供重要的基础数据。在高层建筑中，剪力墙结构一般都是以双向布置的方式形成空间结构。在剪力墙布置过程中，非常关键的一个问题就是要保证力所具有的均衡性，要通过建筑中心同刚度中心距离的接近避免建筑出现扭转效应。在对其实际布置时，我们会看到当剪力墙抗侧刚度过大时，其所具有的自振周期也会随之增大。面对此种情况，设计人员则可以通过加大墙体间距的方式使结构的抗侧移刚度能够得到降低，可以说，通过剪力墙的合理布置，能够有效地提升高层建筑的稳定性。

2剪力墙结构设计

对于剪力墙结构的设计是一个非常复杂、专业的过程，其中具有着很多个设计步骤。对此，就需要我们在对剪力墙结构进行设计之前就能够对剪力墙结构设计的步骤进行充分的了解，并对墙肢所具有的厚度与长度进行确定。之后，则需要开展连梁以及边缘构件的设计，最终对地震荷载进行计算。

2.1墙肢长度与厚度的设计

之前我们已经提到过，在剪力墙设计的过程中其长度不应当过长。对此，我们就需要对墙肢长度设置进行一定的控制，避免长度过长。一般来说，墙肢长度不应当超过8m，且跨高比应当大于6，并以此帮助我们获得更为稳定的剪力墙设计。在厚度方面，我们在实际设计时则需要能够对剪力墙所具有的稳定性以及刚度作出保证。通常来说，一般居民建筑的填充墙厚度会保持在200mm左右，在剪力墙厚度设计时也将其设置为200mm。而对于部分不含地下室的高层住宅来说，则将其基础埋深选择在2.5m以上，强度高度在5m以上，之后再根据适当的比例对剪力墙进行确定。但是对于这种方式来说，其很可能使最终的剪力墙厚度大于填充墙厚度，这也是非常不利于我们高层建筑设计的。对此，就需要我们在对剪力墙厚度设计时能够在联系建筑实际情况、相关建筑设计规程的基础上对其进行科学的设计。

2.2连梁的设计

连梁就是对墙肢之间进行连接的梁，其不仅能够帮助我们对不同墙肢进行连接，同时也能够在水平荷载的作用下使墙肢因为出现变形情况对连梁产生一种内力，并以这种内力的产生对墙肢施加一种稳定的约束作用。在实际设计中，首先需要重点关注的就是截面尺寸以及连梁跨高比这两个指标。如果连梁刚度过大，就需要我们对其进行适当的折减，但是，在对剪力墙进行设计时，仅仅根据相关的设计标准很难帮助我们实现配置的折减，对此，就需要我们能够允许其适当的出现开裂的情况，并以这种开裂情况的存在将内力转移到墙体上来实现折减的效果。而在折减过程中，也需要我们能够对折减的系数引起充分的重视，通常来说，如果防裂度较低，那么我们就可以根据情况折减的少一些，而如果防裂度较高，就可以折减的多一些。但是，无论我们折减的多、少，都需要保证折减系数应当大于或者等于0.5，因为只有在这种折减系数下才能够使连梁所承受到的竖向荷载能够得到保障。而在连梁刚度方面，我们则可以通过增加剪力墙洞口宽度的方式减小连梁刚度，因为当整体结构的刚度降低时，当发生地震时的地震作用也会因此降低，并可以保证连梁所具有的承载力不会出现超限的情况。另外，混凝土也是我们在设计时需要重点注意的问题，通过混凝土等级的提升，也能够对连梁抗剪承载力的不超限情况起到一个保障作用。

2.3边缘构件的设计

边缘构件也是我们在剪力墙设计过程中非常重要的一项工作。对于边缘构件而言，有约束边缘构件的矩形截面剪力墙和无约束边缘构件剪力墙相比有着明显的优势，具有着更高的基线承载力，同无约束情况相比其承载力能够提升约40%左右。而在类型方面，边缘构件主要有构造边缘构件以及约束边缘构件这两种，在实际应用的过程中都需要我们在联系建筑实际情况的基础上对其进行设置。

2.4地震荷载及内力设计

如果建筑主体结构布置情况较为简单，那么我们在对剪力墙结构进行设计时则可以通过空间协同平面框架的应用对其进行计算。而如果建筑主体结构布置情况较为复杂，我们则可以通过空间分析程序对其位移、内力等因素进行分析。同时，在实际设计过程中，我们也需要以简化计算的原则开展设计工作，且在对地盘长宽进行计算时需要能够在结合建筑主体结构长宽的基础上对其开展分析工作，并尽可能地以成比例的方式进行设计。

3结束语

剪力墙结构设计论文范文第2篇

关键词：剪力墙 结构设计 建筑结构设计 应用影响

中图分类号：TU318文献标识码： A

现如今，随着人们生活水平的不断提高，人们对于住宅平面空间的要求也越来越高。传统的框架结构对于建筑空间的限定比较严格，空间分隔上也比较死板。在一定程度上已经不能满足现代人们对于住宅的使用要求以及审美需要。在这种市场需求的“召唤”之下，纯剪力墙结构被大量运用于高层建筑的结构设计当中。因为它不但可以满足建筑空间结构的稳定性，同时也可以使室内空间的布局更加合理。它无论是受力特征还是变形的特征都与框剪结构十分类似，但是它在内力分配以及刚度分配上都比框剪结构更加的科学合理。这样的结构形式不但可以减少投入成本同时也能保证建筑的功能性。

一、剪力墙结构设计的计算原则

在进行剪力墙的结构设计时，一定要充分考虑到工程的客观实际情况，综合的考虑到建筑的建设合理性。在仔细计算以及调整过剪力墙整体结构的合理性之后，也要对剪力墙结构构件的截面进行优化，并要对其内力与配筋进行准确的计算以及充分的考量。

在进行剪力墙结构设计的时候，要考虑到不同类型剪力墙具有不同的受力特征并要据此进行简单的计算。比如可以根据悬臂构件在水平力的作用下计算出整体墙的截面弯矩以及剪力。因为洞口的一些影响导致小开口整体墙的墙肢间的应力发生偏移。对于这种情况，我们可以按照应力直线分布的计算方式对偏离进行修正。对于由一系列连梁约束的墙肢组成的剪力墙是联肢墙。对于这种墙体的计算，一般采用连续化的计算方式或者是带钢域框架的方式进行计算（这里可以使用改进的反弯法简化带钢域框架的计算）。剪力墙的竖向荷载通常是指剪力墙的结构自重以及楼面的负荷载重。竖向荷载不但会使连梁内部产生弯矩同时也在墙肢的内部产生了轴力。这些在进行剪力墙结构设计的时候都要根据剪力墙的受负荷载重的面积进行简单的计算。相比上述的几种剪力墙之外还有相对比较复杂的两种剪力墙：有不规则洞口的剪力墙以及框支剪力墙。在计算时可以利用有限元法进行计算。

二、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

（一）合理定位剪力墙

剪力墙最好进行双向布置（沿着主轴的方向或者其他的方向）。对于要求具有抗震性能的剪力墙结构在设计的时候一定要注意单向有墙的结构布置方式。对于一般的矩形、L形以及T形的平面结构来说，在进行结构布置的时候要沿着两条轴线的方向进行。对于部分J角形以及Y角形的平面来讲，则要沿着三个轴线方向进行布置。综上所述，我们可以知道，对于剪力墙的平面布置来讲，最为主要的就是要受力均匀并且对称，最大程度的做到墙面的结构刚度中心以及质量中心可以完全重合。从而减少扭矩的现象。另一方面，剪力墙的抗侧力的刚度要尽量的小一些。为了保证剪力墙的抗侧力刚度以及其承载能力的充分发挥、最大程度增加剪力墙的可利用空间，剪力墙的间距也要注意不应该过密。这时候我们可以寄利用公式：T=(0.05-0.06)n来进行检验判断。利用公式计算得出的T值如果跟模型计算得出的T值相比，前者明显大于后者的时候，则表示剪力墙的数量偏多了。这时要童工减少剪力墙数量的方式或者是开一些洞来减少剪力墙的刚度。反之，则要适当的增加一些剪力墙。

（二）在剪力墙设计中的大墙肢处理

比较细高的剪力墙通常会被工程师设计成弯曲破坏的延性剪力墙。这样剪力墙所具有的的延展性会尽量减少剪力墙因受到脆性的剪力破坏而损毁的情况发生。墙体配筋的主要作用于墙段的长度过小但是受弯产生的裂缝宽度也过小的时候。在剪力墙的结构当中，楼层上的剪力在理论上来讲多数是由长度超过八米的大墙肢来支撑的。但是这些大墙肢在地震或者是受到强烈振动的时候，极易受到破坏。所以，为了尽量避免这种情况的发生：我们要做到以下几点：第一，在施工的时候一定要开施工洞，工程结束后要再加砌填充墙。这样做的话，从一定程度上来讲就是将长墙肢变成了一个一个的短墙肢。第二，在结构设计计算的时候设洞，但在开工时仍用混凝土墙。但是这样的计算方式会在一定程度上加大了其他小墙肢的配筋量。这种方式多用于不容易进行开洞的项目之中。

（三）剪力墙结构设计中的墙体配筋

对剪力墙结构来讲，剪力墙的“面广量大”。因此，在进行设计的时候一定要控制剪力墙配筋量，这不但会加强剪力墙结构上的安全性，同时也为整个工程减少了不必要的建设成本。剪力墙的墙体配筋一般是将竖向的钢筋放在内侧，将水平钢筋放在外侧。在进行配筋的时候一定要满足设计计算时候的最小配筋率。如果使用双向钢筋网片的话，则可以大大的减少剪力墙的配筋量。

剪力墙中的竖向钢筋其最主要作用就是它的抗弯性。现在很多高层建筑中剪力墙的电算结构是构造配筋。但是在实际的配筋当中，边缘构件中的钢筋也是应该包括在了最小配筋率中的。在进行剪力墙配筋的时候，一定要遵循墙肢竖向配筋原则，尽可能多的在墙端部的边缘区布置钢筋，，同时也要注意在竖向钢筋过多的情况下留意剪力墙的抗弩强度会不会大于抗剪的强度。如果大于的话是不利于抗震的，这个时候就要适当的减少剪力墙的竖向钢筋布置数目。

总结：总而言之，剪力墙结构设计已经被广泛应用到了建筑结构设计当中。从设计的角度来说，高层建筑的未来会朝着建筑结构的布置上拥有更好的灵活性、建设造价也要尽量的低，结构样式要不断创新，并且在此基础上还要达到满足大众的生活需求以及结构上的安全性等方向不断发展。但是，剪力墙的应用上存在一些缺陷，因此，工程设计师在进行剪力墙结构设计的时候，要结合自身经验以及工程的实际情况、创新设计理念、科学合理地应用剪力墙结构，扬长避短。在保证建筑结构安全性的同时也要尽量满足建筑结构的美观性。

参考文献：

[1],武超,武汉中心工程钢板混凝土组合剪力墙总承包深化设计管理[J].河北联合大学学报：自然科学版，2013.

剪力墙结构设计论文范文第3篇

关键词：高层住宅，结构体系，工程造价

 

1.问题产生

随着房地产市场由粗犷型向集约型方向的发展，业主对工程造价的重视程度大为提高，甚至超越了建筑专业功能、外观等苛刻要求。论文格式。工程设计造价的高低成为承接工程设计的先决条件，因此根据建筑功能选择结构受力特性良好、经济性能优越的结构体系方案，成为结构设计人员必须面对的课题。

所谓小高层住宅，通常是指十一层加跃层（2006住宅设计规范规定十一层）以下的高层住宅。对结构设计来说有如下可行的结构体系方案：剪力墙结构、框架剪力墙结构、短肢剪力墙结构、异型柱框架剪力墙结构。本文结合实际工程，对以上四种结构形式的受力分析，经济造价进行综合比较，为类似工程的设计，提供了值得借鉴的有益经验。

以某位于沿海地区大型城市，地下一层、地上11层小高层住宅为例，高度35米，设计风荷载按C类地面粗糙度，基本风压0.5KN/m2设计，抗震设防烈度为七度第一组,设计基本地震加速度值0.1g，建筑抗震类别为乙类,结构安全等级为二级, 建筑场地土类别为II类，设计使用年限为50年。

2.各结构体系受力性能

2.1 剪力墙结构：

剪力墙结构通常是指布置的墙体其剪力墙肢肢长和肢厚比大于8的结构，特点是整体性能好，侧向刚度大，水平力下侧向位移小，并且由于没有梁柱等外露与凸出，便于房间布置。是一种传统、成熟、受力性能良好的结构形式，其缺点是结构墙体相对多、刚度和自重较大，一段时间以来应用减少。随着2002新规范的应用，该结构又显示出无穷的生命力。现在小高层住宅剪力墙结构，不再是以往大面积的墙体布置，而是紧扣规范条文，适当控制墙肢肢长和肢厚比的限值，使之稍微大于8，从而减少结构刚度和地震力，避开高规对短肢剪力墙结构近乎苛刻的限值，达到减少造价的目的。

2.2 框架剪力墙结构：

是指由普通框架柱和一般剪力墙共同组成的一种结构形式，由框架和剪力墙共同承担竖向和水平荷载，它结合框架和剪力墙受力的优点，又能获得较大空间房屋，但是由于现在建筑平面布置的灵活性，框架布置非常复杂，很难形成规则的受力体系，并且随着房间布局的变化，容易产生柱楞和凸出的大梁，影响外观和使用功能，同时由于多次受力转换，降低梁板受力性能，增加了结构造价。论文格式。因此除特别规则住宅建筑采用外，目前小高层住宅设计中较少采用。

2.3 短肢剪力墙结构：

短肢剪力墙结构是十多年前由南方沿海发展开来的一种结构形式，为避免剪力墙结构刚度太大的缺点，适当减少墙体长度，使剪力墙墙体肢长和肢厚比取5～8倍。在设计之初，由于没有明确国家规范，设计理论、计算方法和构造措施均参照剪力墙结构设计进行，因此设计随意性较大，不够科学严谨。在2002年新修订的高层建筑混凝土结构规程（JGJ3－2002）才明确了具体设计方法。由于该结构在地震区经验不多，为安全起见，对这种结构设计的最大适用高度、使用范围、抗震等级、一般剪力墙承受的地震倾覆力矩、墙肢厚度、轴压比、截面剪力设计值、纵向钢筋配筋率都作了非常严格规定。尤其是高规7.1.2.2规定：抗震设计时，筒体和一般剪力墙承担的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%；高规7.1.2.3规定：短肢剪力墙的抗震等级比一般剪力墙提高一级采用；高规7.1.2.4规定：短肢剪力墙轴压比提高0.1到0.2；高规7.1.2.5规定：短肢剪力墙根据抗震等级不同，剪力设计值乘以1.4和1.2增大系数；高规7.1.2.6规定：短肢剪力墙全部纵向钢筋配筋率对底部加强区不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%；高规7.1.2.7规定：墙肢厚度不应小于200。一系列规范条文的限制，使结构造价直线提高，因此此类结构形式在小高层住宅中的运用迅速减少。论文格式。

2.4 异型柱框架剪力墙结构：

异型柱框架剪力墙结构,是由天津市异型柱规程(DB29-16-98)和广东省异型柱规程(DBJ/T15-15-95)等地方规程发展起来的新型结构形式，墙体肢高和肢厚比不大于4，柱肢受力特性复杂，由于该结构形式抗震性能存在很多争议，过去由于一直没有得到国家规程承认，在很多地方因需通过超限审查而受到限值。经过近几年不懈试验研究，终于通过国家抗震规范审查，今年八月一日正是以国家规程（JGJ149－2006）的形式生效，从而使结构设计人员有了可靠权威的设计依据。对这种结构形式，规程对其最大适用高度、使用范围、抗震等级、一般剪力墙承受的地震倾覆力矩、墙肢厚度、轴压比、截面剪力设计值、纵向钢筋配筋率、体积配箍率等也都作了严格规定。同时由于结构断面较小，规范5.3.1强制条文规定应进行梁柱核心区受剪承载力计算。该结构是发展了框架剪力墙结构，同时避免了框剪结构适用性不好的缺点，受到业主和用户欢迎，但是必须明确，由于异型柱断面很小，梁柱节点核心区钢筋密集，施工振捣困难，从而使之力学性能和抗震性能受到削弱，需仔细进行核心区计算。这种结构形式是我国目前迎合中国经济还不是很富裕、渴望减少土建造价的国情的独创，随着综合国力的提高，其发展前景必然会受到一定限制。

各结构体系经济比较

本文以一个实际工程，按上面三种结构布置形式，通过实际计算，进行工程结构造价比较，结果如下表所示。

剪力墙结构设计论文范文第4篇

关键字：高层建筑剪力墙结构优化设计设计原则设计方案设计措施

Abstract: with the development of economy, high-rise building more and more application in the daily life, but also by more and more people's attention for high-rise building quality, in the construction of high-rise building, optimization design of shear wall structure is key, this article as a starting point, the high-rise shear wall structure optimization technology index design was discussed, and pointed out that the shear wall structure optimal design and the concrete implementation measures on the basis of, hope to be helpful for the future of the high-rise shear wall structure optimization.

Key words: high-rise shear wall structure optimization design principles design measures

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

城市人口的增加促进了大规模的城市高层建筑的发展，高层建筑在设计的过程中一般具有以下特征，即水平荷载是决定性因素，侧移为施工的控制指标，轴向变形不能够忽视等，这些成为搞成建筑优化设计中不可缺少的特点，在进行施工设计中一定要遵守。在遵守高层建筑结构设计特点的同时，剪力墙的结构设计还有一定的原则。下面本文就从这些设计原则出发进行论述，指出高层建筑剪力墙结构设计的最佳方案和相应的措施。

一 高层建筑剪力墙结构设计原则

高层建筑剪力墙的设计需要遵循一定的原则才能保证建筑物的安全和稳定，由此可见在设计的过程中除了需要对位移限制值的要求之外，还需要考虑到框架结构中各抗侧力构建的作用，重点要把握好以下几个设计的原则。

首先要坚持剪力墙连梁超限的调整原则。在进行高层建筑剪力墙结构设计过程中，需要保证剪力墙的连梁跨高比不小于2.5，避免出现剪力和弯矩超过规范值的现象，需要注意的是，在实际的设计中要充分的考虑到实际的情况，结合规范的规定进行设计。其次需要保证楼层最小剪力系数的调整原则。在高层建筑剪力墙结构优化设计的过程中，需要尽可能的减小剪力墙的布置，设计为大开间剪力墙布置方案，同时需要使楼层的最小剪力系数接近规范的极限值，保证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不能够超过40％。最后需要坚持楼层层间最大位移和层高位移的调整原则。在优化设计过程中，对于一般的高层建筑，重点要把握好楼层之间的剪切变形以及扭转变形，要尽量的满足位移的需求，对于该层建筑需要尽可能的减小扭转变形。

二 高层建筑剪力墙结构设计最佳方案

高层建筑剪力墙结果的设计方案有多重选择，选择好恰当的方案不仅能够保证建筑结构的安全性能，同时也能够最大限度的节约工程的造价，为施工企业带来较多的经济利益，所以说必须要在方案的设计阶段选择好最佳的结构设计形式。对于20层以下的高层建筑，可以选用短肢剪力墙结构体系。采用短肢剪力墙结构体系，能够合理的将一部分钢筋混凝土墙转换为砖墙或者是其他的砌体，这样能够减轻建筑物的自重，降低结构刚度，同时也能够环节结构地震的反应，增加结构的延性，保证高层建筑的稳定性和安全性。由此可见，在高层建筑剪力墙结构设计的过程中，一定要根据施工现场周围的环境，综合设计者的设计经验进行设计，并选择好最佳的设计方案，这样才能够保证高层建筑的稳定性和安全性。

三 高层建筑剪力墙结构优化设计措施

上文中从高层建筑剪力墙结构设计的原则以及最佳设计方案的选择两个方面进行了详细的论述，下面本文结合自身的设计工作经验，论述优化高层建筑剪力墙结构设计的措施。

（一）强调对高层建筑转换层的结构设计

经济的发展带动了建筑行业的发展，建筑物的功能和形式也向着更加多元化和多样化的趋势发展，高层建筑物的功能更加齐全，因此说当各个楼层的功能不一致的情况下，需要设计者在设计的过程中采取相应的变化措施，转变楼层的结构布置，以加强对高层建筑转换层的结构优化。为此，首先要明确，由于高位转换时质量较大且刚度较大的转换层升高，调整转换层本身以及其上下的刚度比使其更加接近是必要的，这一点一定要明确，同时还需要注意，转换层本身的刚度不宜过大，在设计的过程中可以通过水平的作用力进行空间分析检查，看其附近的层间位移角是否均匀，对于不均匀的情况需要及时作出优化处理。除此之外，还需要尽量的选用质量和刚度较小的转换层结构形式，在计算的时候要多选取参与组合的振型数，要通过计算仔细的分析建筑结构中可能会出现的薄弱部分，研究出具体且可行的内力分配情况方案，采用调整内力的方式进行优化设计。

（二）优化连梁的设计

高层建筑连梁设计中，要根据《高规》的相关规定进行，对于抗震以及非抗震两种情况要明确把握，要明确两种情况的跨高比有小于2.5以及大于2.5两种情况，而在截面受剪承载力以及配筋方面也有不同的规定。针对上述情况，在高吃呢个建筑连梁的设计中，需要将其进行塑形调幅，降低剪力设计值。对连梁进行塑形条幅有两种方法，首先是在内力计算之前将连梁的刚度进行折减，另一种方式则是在连梁内力计算之后，将其弯矩和剪力组合值乘以折减系数得出相应的数据，但是需要注意的是在这个过程中对于连梁的铰接处理。

（三）把握好剪力墙的厚度设计

高层建筑抗震规范中规定，八度地震设防区的剪力墙结构的抗震等级至少要在二级以上，这样能够防止因为墙体的平面外刚度较小且稳定相较差导致高层建筑在偏心荷载的作用下压屈失稳。但是规范中的规定在实际剪力墙设计中还存在着一些问题，剪力墙的厚度就是一个不能忽视的因素，在实际的设计中需要把握好剪力墙的厚度，这样才能够达到既美观又实用的效果。

（四）对剪力墙底部加强部位的优化设计措施

一般情况下，高层建筑剪力墙结构的设计，底部加强部位的高度可以选择嵌固部位以上墙肢总高度的八分之一以及底部两层高度中的较大值，对于底部带转换层的高层建筑结构，剪力墙设计中对剪力墙底部的加强部位的高度可以选取框支层加框支层以上两层的高度和墙肢总高度的八分之一的较大值。但如果将地下室的顶板作为嵌固部位，当建筑物在地震作用下的屈服部位将会发生在地上的楼层，这样同时会影响到地下层，在这种情况下，加强部位的范围需要延伸到低下一层，这样才能够起到加固的作用，保证整个建筑的坚固性能。

（五）在剪力墙优化设计中要避免出现独立的小墙肢

高层建筑剪力墙设计规范中规定了，对于矩形截面独立墙肢的截面高度不宜小于截面宽度的五倍。因此说在剪力墙结构设计的过程中，要尽量避免独立小墙肢的出现，其可以通过合并洞口的方式予以消除，或者合理布置剪力墙，使得小墙肢成为墙体的边缘，这样能够保证其受力状况明显的好于独立的小墙肢，只是在设计的时候适当的加强配筋就可以。需要注意的是，剪力墙结构需要具备足够的延性，将高层建筑剪力墙设计成为弯曲破坏的延性剪力墙，能够最大限度的避免脆性的剪切破坏，保证建筑物的稳定性。

结束语：高层建筑剪力墙结构设计对于建筑的整体质量和结构的稳定性具有重要的作用，在进行剪力墙结构设计的过程中，需要根据高层建筑工程的具体特点，对剪力墙结构的受力状态等各方面因素进行准确和分析之后在进行设计，设计中要我把握好上文中提出的几点优化措施，只有这样才能够设计出质量可靠的高层建筑。希望通过本文的论述对于今后的高层建筑剪力墙结构设计有一定的帮助作用。

参考文献：

[1] 康恒 高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析 科技创新导报，2012年第18期

[2] 耿超 浅析某高层框剪结构设计优化措施 建筑知识：学术刊，2011年第12期

[3] 夏乐 高层建筑剪力墙结构优化设计 城市建设理论研究，2012年第26期

剪力墙结构设计论文范文第5篇

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构的优化设计；策略

中图分类号：TU3文献标识码： A

引言

剪力墙结构慢慢取代砖混结构成为住宅楼结构主要形式，考虑到安全与成本的相互关系，在计算剪力墙结构时很多需要调整的参数及注意事项常常成为设计人员的杀手锏。

一、剪力墙结构的基本原则

剪力墙又被称为抗风墙、抗震墙、结构墙，既能够承担水平构件传来的竖向荷载，又能承担风力或地震作用传来的水平地震作用，可以节约层高，空间利用比较好。剪力墙结构主要分为：实体墙或者截面剪力墙、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙和壁式框架等，每一种剪力墙结构都有不同的形式和作用。

由于剪力墙平面外承载力和刚度很小，而平面内承载力和刚度则相对较大，要尽量避免平面外的搭接，因为在梁与剪力墙进行连接时，会产生平面外弯矩的现象，使剪力墙平面外的安全性受到威胁。在剪力墙结构设计中，连梁跨高比小于 2.5 或者大于5的时候，会出现弯矩，剪力也会超过规定的限值，对工程造价产生重大的影响。

剪力墙的布置主要是双向和多向的，应该从整体出发，贯穿整个建筑物，在较长的剪力墙设计过程中，要将剪力墙平均分成若干段，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8米，充分地发挥墙体配筋的作用。采用增加与沿梁轴线垂直的墙肢或者壁柱，减少弯矩对墙体的影响，控制剪力墙的平面外弯矩，把剪力墙拉通对直，避免叠合错洞墙和错洞剪力墙的出现，避免小墙肢在洞口与墙边的出现，增强抗震的能力。

二、剪力墙结构的科学设计方法

（一）加强基础方案的设计

基础方案是剪力墙结构设计的基础，非常关键和重要，相关设计者要想把好这一关就要积极深入实际、展开考察、调查和研究，特别是要积极预防和处理可能会发生的质量问题。具体的考察项目应该包括工程所在地的地质条件、水文状况等等，同时要对设计技术标准、临近工程项目的布局状况等实行妥善、科学的规划，只有这样才能确保所设计出的基础方案能够积极发挥有效作用。相关设计工作者要本着不断修改、更新与完善的原则，在已制定设计的基础方案上进行完善，这样才能确保其质量。

（二）完善承重构件的科学设计

在高质量的基础方案已经得到了优化设计和确定以后，相关设计者就需要根据有关的制度、指标以及规范等来加强对承重构件的优选，这样才能有效保证建筑主体结构质量，确保其稳定性、安全度。例如：要重点加强剪力墙承重构件的优化设计，集中把握剪力墙墙体自身的配筋率，根据我国当前制定并实施的一些指标中已经明确规定：通常的剪力墙抗震有三个等级，水平横向、竖直方向的配筋率至少要在 0.25%以上，同以往对比起来，当前的配筋率安排水平得到了显著提高，甚至正在接近国际化水平，因此，要想确保剪力墙设计质量，相关设计者就需要重点把握基础方案设计，承重构件的设计等等，要在遵循国家相关规定标准的基础上注重一些科学指标以及工艺参数的正确选择与完美结合。

三、剪力墙的布置原则

进行剪力墙设计，应该在沿着主轴的方向进行双向或多向布置，不同方向的剪力墙彼此互相连接，但要防止对直或拉通。在进行抗震设计的时候，要避免剪力墙单向布置情况的发生，使之具有良好的空间工作性能。剪力墙在分布上要尽量均匀且数量要相当，做到两个受力方向的侧向刚度接近。剪力墙的墙肢截面尽量做到规则、简单。在高层建筑的设计中，要控制好剪力墙的布置数量，配置数目过小，会导致结构的抗侧力和刚度下降，反之配置数目过大，会造成墙体性能的浪费，由于地震力依据墙体刚度分配，所以墙体刚度过大会导致震力过大。另外自身重力的增加，也会加大建筑倒塌的可能。

为防止建筑刚度发生突变，剪力墙要从下至上连续布置，贯彻整个建筑物。而在高层建筑中，剪力墙的刚度在竖直方向上要均匀分布，墙上开洞或门窗要有有墙肢和连接梁做保障。同时，墙肢截面尽量要设计成简单、规则的样式。剪力墙要按照上下对齐、成列分布的原则开洞，杜绝叠合的错墙洞出现，以保障剪力墙的承重力，防止墙体变形。墙肢截面长度与厚度之间的比值在5 -8之间的剪力墙称为短肢剪力墙。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，高层建筑不能全部都采用短肢剪力墙的结构设计。短肢剪力墙的结构最大的使用高度主要受地震烈度、柱网尺寸与结构自重和建筑物高度影响。

四、剪力墙优化设计

（一）剪力墙厚度不满足规范要求时的处理措施

对于剪力墙的厚度在《抗规》和《高规》中统一明确的规定，分为底部加强部位和一般部位。当厚度不满足要求时，在不增加墙厚的情况下，应按《高规》附录 D 计算墙体的稳定性。但并不是任何情况下只要求剪力墙墙肢的截面厚度仅满足稳定计算就可以了，还应考虑剪力墙所处的位置及其重要性。对于剪力墙底部的加强部位、角窗旁的一字形剪力墙墙肢、框支剪力墙结构的落地墙等，由于这些部位的重要性和受力的复杂性，确定这些部位的墙肢截面厚度时，应将稳定计算的结果加大，使这些部位的墙肢截面厚度接近《高规》的最小要求。

（二）在剪力墙外墙角部开设角窗的加强措施

首先明确一点，对于这个敏感部位是否可以开设角窗，所有的规范都没有明确的规定，只是提及不建议，但实际开角窗是比较普遍的现象。剪力墙开角窗，必然会破坏墙体的连续性和封闭性，使地震作用无法可靠传递，给结构的抗震安全造成隐患；同时也会降低结构的整体刚度，特别是结构的抗扭刚度，所以在高烈度地震区开设角窗必须采取加强措施。措施如下:1) 角窗洞口不应过大，连梁不宜过小，并应上、下对齐。2) 角窗洞口附近应避免采用短肢剪力墙和单片墙，宜采用 T 形、L 形等，墙厚宜适当加大。3) 转角处楼板宜局部加厚，配筋宜适当加大，并配置双层的直通受力钢筋，必要时，可于转角处的板内设置连接两侧墙体的暗梁。4) 宜提高角窗的墙肢抗震等级，沿全高设置约束边缘构件。

（三）科学使用剪力墙结构设计理念与计算方法

为了能够牢固确保建筑整体结构的牢固度、安全性与稳定性，就要注重剪力墙结构设计方案的科学优选。要将剪力墙的形状尽量设计成高、细状，这样当剪力墙结构需要受弯时，延展性较好。但是，也要适当控制剪力墙长度，一旦太长就会出现又低、又宽的剪力墙，因为它本身较为脆弱、相对薄弱，很难达到抵抗地震、地质灾害的目标。为了使剪力墙的长度、宽度等达到科学标准，就需要做好精准的计算、运算与核算，在我国很多地方多数都引进了信息技术设备，辅助计算，然而，实际的生产操作中仍然需要人工设计的辅助作用，只有这样才能确保计算的精准、可靠，相关的设计计算工作者要不断更新自己的计算软件运用水平，在正确依托与依靠计算机设备的同时，更加注重主观实战工作经验的运用，达到两项技术的优化整合。要想维护剪力墙结构设计的科学合理，就要全面确保一些构件的精准计算，可以引入结构试验方法，进行科学的检查和验证，例如：常见的边缘结构的计算和设计，经过计算得出结论：在墙肢截面两侧装配翼缘能够全面提升其延展性，然而，经过结构试验研究则显示出完全不同的结论，所以，在实际的生产实践操作过程中，一方面需要科学运用有关理论和计算方法，另一方面也要积极做好实验，将理论研究与实验验证联系起来，最终获得最科学的结果。

结语

综上所述，设计人员要充分认识到剪力墙的重要作用，本着负责的态度，认真计算，科学设计，深入研究，勇于创新，不断推进结构设计优化，为保障建筑安全，提高建设水平。

参考文献：

[1]黄丽华.框剪结构中剪力墙的优化设计与分析[D].兰州理工大学,2014.