剪力墙设计的几个问题

剪力墙设计的几个问题（共12篇）

剪力墙设计的几个问题 篇1

摘要：对剪力墙设计中的基本概念、剪力墙的边缘构造、剪力墙结构的厚度和配筋问题、高层建筑剪力墙连梁设计进行探讨。

关键词：剪力墙,连梁,结构,设计

1 剪力墙设计中的基本概念

1.1 剪力墙高和截面高度尺寸较大但截面

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截面高度与厚度的比值, 当比值小于或等于3时宜按框架柱进行截面设计, 当墙肢截面高度与厚度之比在2~4时可视为异形柱, 按双向受压构件设计, 当墙肢截面高度与厚度之比在5~8时为短肢剪力墙, 当墙肢截面高度与厚度之比大于8时为一般剪力墙。

1.2 剪力墙结构中, 墙是一平面构件, 它除

承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外, 还承担竖向压力;在轴力, 弯矩, 剪力的复合状态下工作, 其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外, 还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求:墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏, 因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。

1.3 实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢

墙:整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。整体墙受力如同竖向悬臂, 当剪力墙墙肢较长时, 在力作用下法向应力呈线性分布, 破坏形态似偏心受压柱, 配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏, 提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率;为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长, 以防止截面应力相差过大。联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙, 但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多, 墙肢单独作用显著, 连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。壁式框架:当剪力墙开洞过大时形成宽梁、宽柱组成的短墙肢, 构件形成两端带有刚域的变截面杆件, 在内力作用下许多墙肢将出现反弯点, 墙已类似框架的受力特点, 因此计算和构造应按近似框架结构考虑。

1.4 墙的设计计算是考虑水平和竖向作用

下进行结构整体分析, 求得内力后按偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中, 对带翼墙的计算宽度按以下情况取其小值:即a.剪力墙之间的间距;b.门窗洞口之间的翼缘宽度;c.墙肢总高度的1/10;d.剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。

1.5 为了保证墙体的稳定性及便于施工, 使

墙有较好的承载力和地震作用下耗散能力, 规范要求一、二级抗震墙时墙的厚度应≥160mm, 底部加强区宜≥200mm, 三、四级抗震等级时应≥160mm, 竖向钢筋应尽量配置于约束边缘。

2 剪力墙的边缘构造

2.1 结构试验表明矩形截面剪力墙的延性

比工字形或槽形截面剪力墙差;计算分析表明增加墙肢截面两端的翼缘能显著提高墙的延性;因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性, 还能防止剪力墙发生水平剪切滑动提高抗剪能力。从89规范开始在剪力墙中提出了暗柱、端柱、翼墙 (柱) 、转角墙 (柱) , 也就是目前规范中的约束边缘构件或构造边缘构件的抗震措施。

2.2 从2002年开始实施的建筑结构规范, 根

据结构类型及受力状况, 对剪力墙两端及洞口两侧的加强边缘, 按墙肢在重力荷载代表值作用下墙肢轴压比的界线及加强部位要求分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。“抗规”GB50011-2001规定抗震墙结构, 一、二级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层应设置约束边缘构件, 但墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比小于0.1 (一级9度) 、0.2 (一级8度) 、0.3 (二级) 时可设置构造边缘构件。部分框支抗震墙结构, 一、二级落地抗震墙底部加强部位及相邻的上一层的两端应设置符合约束边缘构件要求的翼墙或端柱, 洞口两侧应设置约束边缘构件;不落地抗震墙应在底部加强部位及相邻的上一层的墙肢两端设置约束边缘构件。一、二级抗震墙的其他部位和三、四级抗震墙, 均应设置构造边缘构件。

3 高层建筑剪力墙连梁设计的探讨

3.1 连梁的工作和破坏机理

在风荷载和地震荷载作用下, 墙肢产生弯曲变形, 使连梁产生转角, 从而使连梁产生内力。同时连梁端部的弯矩、剪力和轴力又反过来减少了墙肢的内力和变形, 对墙肢起到了一定的约束作用, 改善了墙肢的受力状态。高层建筑剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种, 即脆性破坏 (剪切破坏) 和延性破坏 (弯曲破坏) 。连梁在发生脆性破坏时就丧失了承载力, 在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时, 各墙肢丧失了连梁对它的约束作用, 将成为单片的独立梁。这会使结构的侧向刚度大大降低, 变形加大, 墙肢弯矩加大, 并且进一步增加P-Δ效应 (竖向荷载由于水平位移而产生的附加弯矩) , 并最终可能导致结构的倒塌。连梁在发生延性破坏时, 梁端会出现垂直裂缝, 受拉区会出现微裂缝, 在地震作用下会出现交叉裂缝, 并形成塑性绞, 结构刚度降低, 变形加大, 从而吸收大量的地震能量, 同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力, 对墙肢起到一定的约束作用, 使剪力墙保持足够的刚度和强度。在这一过程中, 连梁起到了一种耗能的作用, 对减少墙肢内力, 延缓墙肢屈服有着重要的作用。但在地震反复作用下, 连梁的裂缝会不断发展、加宽, 直到混凝土受压破坏。

3.2 设计的建议

在墙肢和连梁的协同工作中, 剪力墙应该具有足够的刚度和强度。在正常的使用荷载和风荷载作用下, 结构应该处于弹性工作状态, 连梁不应该产生塑性铰。在地震作用下, 结构允许进入弹塑性状态, 连梁可以产生塑性铰。根据抗震设计规范总则的要求, 建筑物在遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时, 一般不损坏或不需修复仍可使用, 当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震时, 不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。因此, 剪力墙的设计应该保证不发生剪切破坏, 也就是要求墙肢和连梁的设计符合强剪弱弯的原则, 同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服, 而且要求墙肢和连梁具有良好的延性。因此在实际工程中要使连梁设计满足强剪弱弯的原则就必须考虑以下几个方面:3.2.1关于连梁刚度的折减。连梁由于跨高比小, 与之相连的墙肢刚度大等原因, 在水平力作用下的内力往往很大, 连梁屈服时表现为梁端出现裂缝, 刚度减弱, 内力重分布。因此在开始进行结构整体计算时, 就需对连梁刚度进行折减。根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》第4 1 7条规定:“在内力与位移计算中, 所有构件均可采用弹性刚度, 在框架-剪力墙结构中, 连梁的刚度可予以折减, 折减系数不应小于0.55。”一般在实际设计中我们在0.55-1之间取值, 以符合截面设计的要求。3.2.2加连梁跨度减少高度。在连梁设计中, 刚度折减后, 仍可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况, 这时可以增加洞口的宽度, 以减少连梁刚度。减少了结构的整体刚度, 也就减少了地震作用的影响, 使连梁的承载力有可能不超限。如果只是部分连梁超筋或超限, 则可采取调整连梁内力来解决。调整的幅度不宜大于20%, 且连梁必须满足“强剪弱弯”的要求。3.2.3增加剪力墙厚度。亦即增加连梁的截面宽度, 其结果一方面由于结构整体刚度加大, 地震作用产生的内力增加, 另一方面连梁的受剪承载力与宽度的增加成正比。由于该片墙厚增加以后, 地震所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给该片剪力墙, 而是小于这个比例, 因此有可能使连梁的受剪承载力不超限。3.2.4提高混凝土等级。混凝土等级提高后, 结构的地震作用影响增加的比例远小于混凝土受剪承载力提高的比例, 有可能使连梁的受剪承载力不超限。3.2.5地震区高层建筑的剪力墙连梁, 在进行了上述调整后, 仍有部分不符合承载力要求时, 可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力。然后按“强剪弱弯”的要求, 配置相应的纵向钢筋。此时, 如果不能保证连梁在大震时的延性要求, 应重新计算整个结构, 必要时调整结构布置, 使连梁的承载力符合要求。

4 结论

高层建筑剪力墙结构的设计受很多因素的制约。结构的内力和剪力墙的多少、每片剪力墙的水平力大小、墙肢刚度、连梁的刚度都有关。因此在设计时, 问题是比较复杂的, 设计时要把互相制约的因素统一协调, 以取得比较理想的结果。

剪力墙设计的几个问题 篇2

2抗震设计时，房屋的周边应设置边梁形成外框架，房屋的顶层及地下室顶板宜采用梁板结构。

3楼、电梯间及洞口周围宜设置框架梁或边梁。

4无梁板可根据承载力和变形要求采用无柱帽(柱托)板或有柱帽(柱托)板形式。柱托板的长度和厚度应按计算确定，且每方向长度不宜小于板跨度的1/6，其厚度不宜小于板厚度的1/4。7度时宜采用有柱托板，8度时应采用有柱托板，此时托板每方向长度尚不宜小于同方向柱截面宽度和4倍板厚之和，托板总厚度尚不应小于柱纵向钢筋直径的16倍，

当无柱托板且无梁板抗冲切承载力不足时，可采用型钢剪力架(键)，此时板的厚度不应小于200mm。

5双向无梁板厚度与长跨之比，不宜小于下表的规定。

双向无梁板厚度与长跨的最小比值

非预应力楼板

预应力楼板

无柱托板

有柱托板

无柱托板

有柱托板

1/30

1/35

1/40

剪力墙结构设计中的问题探讨 篇3

关键词：剪力墙结构抗震设计 问题 探讨

前言

在高层框一剪结构中，剪力墙是主要抗侧力构件，几乎承担了80%以上的水平地震作用，剪力墙刚度的大小将直接影响到结构的安全性及工程造价。在结构设计时，框——剪结构中剪力墙的数量，除了必须满足强度条件外，还必须使结构具有一定的侧向刚度，以免在地震作用下产生过大的侧向变形。剪力墙配置过少，会因结构产生过大的变形而无法满足安全和使用要求；剪力墙配置太多，即增加材料的用量和结构自重，又减少了结构自振周期，地震作用效应增大。所以，合理地确定剪力墙的数量是关系到结构的安全和技术经济合理最为关键的问题。

1框架一剪力墙中剪力墙的合理配置

国内外对众多框架一剪力墙结构遭受到地震后展开凋查，对其震害进行统汁分析后得到一系列的经验数据。日本采用平均压应力一墙面积表示法来分析，其中平均压应力=c／(A+A)，G为楼层重量，，A分别为框架柱及剪力墙的面积。国内根据已建的大量框架一剪力墙结构，提出底层结构截面面积A+A与楼面面积之比及A与楼面面积A之比

判断剪力墙设置是否合理，计算标准主要根据结构在风荷载和地震荷载作用下的位移比、位移角，地震作用下结构的振型曲线、自振周期、结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比、结构薄弱层判断及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围内。

2剪力墙墙肢截面厚度

高规（JGJ322002）第71212条第1～3款规定了剪力墙的最小厚度，其主要目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。现将第1～3款的要求列表如下，

对短肢剪力墙结构，高规（JGJ322002）规定其抗震等级应比表4.8.2规定的抗震等级提高一级采用，故除6度区外，短肢剪力墙的抗震等级至少为二级。对于住宅建筑，填充墙厚一般为200mm，相应剪力墙厚也取为200mm。住宅层高一般为218～310m，故2层楼面以上墙厚取200mm，除底部加强区的一字形短肢剪力墙外，均能满足规范要求。

对于无地下室的高层住宅，因其基础埋深一般在2.5m以上，则底层墙体高度会到5.0m以上，若按层高的1/16确定墙厚，将超过300m，大于填充墙厚度。为避免出现此种情况，在布置剪力墙时，应结合建筑平面，尽量不用一字形剪力墙，而采用L，T，Z，十字形等截面形式，且翼缘长度大于其厚度的3倍，这样，一方面墙体抗震性能更好，另一方面墙厚也可取为剪力墙无肢长度的1/16。由于住宅建筑中剪力墙肢长一般小于3.0m，故厚度采用200mm满足构造要求。

对一字形剪力墙，底部加强区墙厚不应小于H/12(一、二级)，则无地下室的底层墙厚将超过400mm，其余底部加强区墙厚也将在250mm以上，很不经济，建筑上往往也不能接受。对此，可有2种处理办法:

（1）底层加现浇板。在底层一字形剪力墙所在的房间设现浇板，这样可将层高降低，再根据高规JGJ322002附录D验算墙体稳定。对200mm厚墙肢，310m层高，C30混凝土，有。

（2）设端柱。在一字形剪力墙端部设端柱其截面边长大于2倍墙厚，这样可按剪力墙无肢长度的1/16(一、二级)或1/20(三、四级)确定墙厚，200mm的墙厚一般均满足要求。由于非加强区墙厚要求为层高或无肢长度的1/15(一、二级)或1/25(三、四级)，故非加强区可取消此端柱。这种只在下部2层加端柱的处理，往往也能得到建筑专业的认可。

3约束边缘构件的设计

抗震规范（GB5001122010）及高规（JGJ322002）规定，一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设计约束边缘构件，在ρ阴影部分箍筋的体积配箍率ρv按下式计算:约束边缘构件最小体积配箍率ρv。

对于剪力墙约束边缘构件范围内非阴影部分的配箍,作者认为不能简单将箍筋或拉筋间距取为阴影部分间距的2倍,即200mm和300mm。因为抗震规范(GB5001122001)表61418规定,一、二级剪力墙底部加强部位构造边缘构件箍筋沿竖向最大间距为100mm和150mm。作为轴压比更大的剪力墙约束边缘构件,其箍筋或拉筋的设置标准不宜低于相同抗震等级构造边缘构件的要求。另外,当剪力墙水平分布筋间距不符合约束边缘构件非阴影部分箍筋或拉筋最大间距时,例如,水平筋间距为200mm,而箍筋或拉筋间距为150mm,若非阴影部分只配置拉筋,则有部分拉筋将无法拉住水平筋,此时,拉筋无法对混凝土形成有效约束,不利于改善混凝土受压性能和增大延性,这种情况应考虑同时配置箍筋和拉筋。

还需指出的是,为了充分发挥约束边缘构件的作用,箍筋的长边不宜大于短边的3倍,且相邻2个箍筋应至少相互搭接1/3长边的距离。

4剪力墙水平分布筋在边缘构件中的锚固

在设计和施工中,部分人员仅将剪力墙水平分布筋锚入边缘构件中或与边缘构件箍筋搭接,作者认为这种做法不符合规范要求。边缘构件(包括端柱)并不是剪力墙墙身的支座,其本身是剪力墙的一部分,它与剪力墙墙身之间的连接不是不同构件之间的连接,不能套用比如梁与柱连接的做法。剪力墙水平分布筋是用以抵抗水平地震作用产生的剪力,是按整片墙肢进行配置的,并未扣除边缘构件的长度;而剪力墙边缘构件中箍筋的作用是约束混凝土,改善混凝土的受压性能,使剪力墙在地震作用下具有较好的延性和耗能能力,规范中并未明确考虑其抵抗水平剪力。两者所起的作用不同,不宜混用。

正确的做法是将水平分布筋伸至墙肢端部,并垂直弯折15d(对端柱当锚入长度不小于1a或1ae时可不弯折)。这在标准图集(03G101-1)中表达得很清楚。

5连梁的配筋

高层结构中,连梁是一个耗能构件,连梁的剪切破坏会使结构的延性降低,对抗震不利,设计时应注意对连梁进行“强剪弱弯”的验算,保证连梁的弯曲破坏先于剪切破坏。因此,不能人为加大连梁的纵筋,否则,可能无法满足“强剪弱弯”的要求。文献[4]中推导出了连梁的纵筋最大配筋率和对应的箍筋面积配箍率,其推导过程有值得商榷的地方,例如Ｍuk的表达式中fyk应为fy,修正后得抗震设计时的ρs和ρsv如下:

另外,应注意的是,认为加大箍筋就能保证“强剪弱弯”是不正确的,当连梁不满足截面控制条件时,盲目增加配箍的结果会导致箍筋充分发挥作用之前,连梁就已发生剪切破坏。根据高规(JGJ322002)第712112和712113条的公式可得出连梁的最大面积配箍率如下:

跨高比大于2.5时:

(4)跨高比不大于2.5时:

(5)式中———截面剪压比,012(跨高比大于215时),0115(跨高比不大于215时);

———混凝土强度影响系数,按高规(JGJ322002)第6.2.6条的规定采用;

———连梁剪力增大系数,一级取1.3,二级取1.2,三级取1.1。

根据式(1),(4),(5)制作了表6和表7,供设计时参考。

7结束语

综上所述，作为一名结构设计人员，要想做好高层剪力墙结构设计应注意以下几点：

（1）合理的结构体系是决定建筑结构安全性和经济性的关键，设计人员应遵循规范的要求并结合建筑专业的需要，选择合理的结构体系。

（2）剪力墙结构体系中剪力墙的布置、调整过程是一个不断优化方案的过程，只有把握周边均匀对称的原则反复进行调整才能使结构体系的刚度与位移趋于合理，并使材料发挥最大效能。

（3）连粱的作用不可小视，在对墙肢起连接作用的同时，还对所连接的墙肢起到一定的约束作用，连梁的冈』度直接影响结构的整体刚度。

（4）结构构件内力凋整是一个系统工程，有减弱的就有加强的，切不可盲目加大某一个或几个构件的刚度而导致薄弱位置转移或产生新的薄弱部位。

参考文献:

[1]GB5001122010.建筑抗震设计规范[S].

[2]JGJ322002.高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[3]程绍革.高层建筑短肢剪力墙结构振动台试验研究[J].建筑科学，2000，16(1).

剪力墙设计的几个问题 篇4

由于异形柱和短肢剪力墙结构大多不规则,所以对于其进行计算时常应用可以进行三维分析的软件,多以TAT,SATWE为主,两种计算方式原理不同,但各有优缺点,应用电子计算机进行异形柱和短肢剪力墙的计算,大大少了计算的不确定性和准确性,也可以准确的应用软件,有效确保建筑的稳定可靠。

1异形柱设计注意事项

1.1异形柱受力特点

异形柱的长和厚度比例一般小于4,在异形柱受力时,其边缘不平行,弯矩不垂直,就会影响中轴的形式,钢筋混凝土的配比也会受到影响。不同形状的异形柱的压力承受度也各不相同,异形柱由于在柱内会随着受力产生剪应力,因此也就造成其延性较差。

1.2异形柱的动力计算

异形柱的计算不常使用三维模型,多数时候应用等效剪切模型。此模型主要利用质量阵、阻尼阵、刚度阵,在加上各层楼板相对地面的水平加速度、速度向量、位移向量以及在水平地面运动时的加速度,这七个数据进行异形柱的动力计算。经过测试发现在异形柱受力后的弹性阶段计算较为简单,但是其前提是要得到异形柱的恢复力模型,但是由于计算恢复力曲线较为耗费时间,所以在进行异形柱动力计算式多数情况下以直线取代恢复曲线。

1.3异形柱设计中的计算机分析部分

三维形式的异形柱结构构建形式太多,所以在计算内力和变形时通常使用计算机进行计算,以减轻人工负担,也节省时间。在建立计算机模型时要注意模型的简化和合理,也要做到符合建筑条件以及实际情况,并且最好制作两个不同的计算机模型进行计算,来确保计算的准确性。在异形柱的计算中最常使用的软件是TAT以及SATWE,其中TAT是应用空间杆+薄壁柱的计算模式,是典型的振型计算;SATWE是应用空间杆+墙园的计算模式,是时程计算方式。

SATWE计算时是扣除梁的刚域后对梁进行的计算,通过梁两端的长度来考虑异形柱的动力计算模型。此软件的输入方式相对TAT较为简单,符合梁的就按照梁的条件输入,符合异形柱的就按照异形柱条件输入,符合剪力墙的就按照剪力墙的条件输入,全部的构件都输入好以后,就可以进行分析了。

1.4异形柱的正截面承载力计算

异形柱的界面是很独特的存在,在受力时,一般对于其承载力都是应用计算机进行计算。对于截面承载力的几段一般是通过数值积分来进行,对于正截面的承载力计算时要保证正截面保持稳定,应用应力-应变曲线来实现理想弹性模型,之后运用数值积分进行分析计算。

1.5异形柱的延性

由于地震作用具有较强的不确定性,要求结构在强烈地震作用下保持在弹性状态是不经济的。既安全又经济的抗震设计允许结构在强烈地震作用下破坏严重,但不应倒塌,抗震设计的特点是依靠弹塑性变形消耗地震能量。延性是指结构或构件在强度没有实质性降低的情况下,通过大幅度塑性变形来耗散地震能量的能力。在强烈地震的作用下,结构进入弹塑性阶段,因此,应重视异型柱结构在弹塑性阶段的变形能力。

1.6异形柱设计的一些问题思考

异型柱的截面尺寸应通过轴压比,自振周期两个参数来控制。一般需进行多次试算方可确定。应使以下几个比值在合理范围内:(1)轴压比可控制结构的延性。(2)剪重比可控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性。(3)刚度比可控制结构竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层。(4)周期比可控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响。(5)刚重比可用来减小重力二阶效应,保证结构的整体稳定性。

2短肢剪力墙设计注意事项

短肢剪力墙的高与厚比例一般在5~8之间,其形状和异形柱相似的,如T型,但也有不同,如+型。对于软件来说,在设定短肢剪力墙高度以及厚度时候要注意符合其范围。

2.1短肢剪力墙受力特点

短肢剪力墙由于其高且细的构造,延性比异形柱好,出现问题时通常是连梁先出现破坏,然后引起墙肢出现问题。短肢剪力墙的翼缘以及腹板在受力时会受到较大压力,所以对于翼缘的建造尤为重要。

2.2短肢剪力墙的布置

在布置短肢剪力墙时要注意使结构的力量传输路线明确,避免受力点集中于某一部分,要结合专业的建筑设计方案,让短肢剪力墙既经济又能满足建筑需求。短肢剪力墙在布置时要避免剪力墙的受力集中在一个点,要尽可能符合对称原则,以此减小其扭转周期。

2.3短肢剪力墙的动力计算

短肢剪力墙在进行动力计算时多用串联质点模型来计算。此模型认为一个质点拥有一个自由度,所以这个体系的动力特性就是n个振型有n个自振周期。

2.4短肢剪力墙的设计原则

短肢剪力墙在设计方面与一般的剪力墙相同,因此要计算好短肢剪力墙的正面承载力,短肢剪力墙的剪力值设计,也要保证符合规范,避免短肢剪力墙使用寿命过短。

2.5短肢剪力墙设计中的软件计算

在不考虑剪切变形对于短肢剪力墙的影响前提下,以薄壁理论为基础来计算,但由于在实际计算时会发现实际与假设不符,所以短肢剪力墙多数通过SATWE软件来进行计算。在计算时,要考虑到短肢剪力墙各层之间的刚度以及各层间自由度,然后以刚度矩阵模型进行分析,以此计算出位移以及各个构件的内力。

2.6短肢剪力墙的设计原则

(1)由于短肢剪力墙结构体系的特殊性,结构专业应较早参与建筑方案的确定,完毕后即可进行结构布置。(2)确定短肢剪力墙体系构件尺寸和材料。(3)荷载计算,包括楼面恒载、活载、填充墙荷载计算、风荷载和地震作用计算。(4)结构的内力计算和侧移验算。(5)内力组合。(6)截面设计,包括梁、柱、墙设计,楼板设计,楼梯设计。(7)计算合理性分析,计算机分析和人工判断同时兼顾。

3结语

综上所述,现阶段我国关于异形柱和短肢剪力墙的应用越来越广泛,但是异形柱和短肢剪力墙的设计中,在计算部分却相对薄弱,准确度和速度性都不算很好。在异形柱和短肢剪力墙的设计中,设计者既要保证对于二者的特性完全了解,也要保证可以准确使用设计所用软件流程,如此才能设计出最适合的建筑结构。

摘要：异形柱和短肢剪力墙以其更能满足当代建筑设计需求的特点,越来越多的被使用,本文简单分析了异形柱与短肢剪力墙设计中的几个问题,希望能给相关人士带去灵感。

关键词：异形柱,短肢剪力墙,SATWE

参考文献

[1]钟堂福.框支短肢剪力墙结构的静力弹塑性分析[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学硕士学位论文,2011.

剪力墙大接缝处砼质量问题 篇5

1大模板施工中接缝处存在的问题 大模板施工时，混凝土外墙及楼梯间内墙的水平接缝会出现错台及漏浆滴挂。楼面墙根部漏浆、烂根；接缝处涨模，分段施工的施工缝不平整；混凝土接茬不良；门窗洞口及剪力墙结构洞口模板偏移及变形等质量问题。

2、接缝质量问题形成的原因

外墙及楼梯间、楼层间水平接缝处的错台、漏浆滴挂。

（1）外墙模板支设时垂直度偏差较大，造成该层混凝土墙顶墙面轴线偏离，这样在上层混凝土墙施工时就形成错台。

（2）外墙模板支设时垂直度无偏差，而在混凝土浇捣过程中，由于模板支撑刚度不足而造成墙顶线偏移，这样上下层墙间就形成错台。

（3）由于下层墙顶部模板移位，而在上层墙模板支设时为保证轴线位置的正确，就须剔接茬处的外凸部分，这样在模板与墙面接缝处粘贴海绵条不良的情况下就会产生漏浆和滴挂现象。

（4）由于下层墙体混凝土浇捣标高不到位，在上层墙体模板支设时，可能造成局部模板那底部与下层混凝土间的脱节，在浇捣混凝土时想成漏浆和滴挂，并可能造成局部混凝土的蜂窝麻面。

楼面墙根部位置漏浆、烂根由于在墙根部现浇板上表面收抹不平整，在大模板支设时，形成模板底部的局部间隙较大，如支模时，模板支设完在混凝土浇捣前未处理好模板与楼面间的间隙，就会生墙根部的漏浆较严重时出现烂根。

门窗洞口阳角部位蜂窝麻面及洞口处混凝土膨胀

（1）洞口模板侧面与钢模板间未采用海绵条粘贴好，在混凝土浇筑时水泥浆液会从洞口模板侧而流出，从而造成洞口阳角部分墙面的蜂窝麻面。

（2）由于门窗口的侧模板一般采用木模支设，而如果门窗洞口模板刚度不良模板定位不良，加上混凝土浇筑时的不对称浇灌，造成洞口模板的侧向倾斜或膨胀。（3）在分段流水施工中施工缝位于洞口位置时，由于单侧模板承受整个浇筑高度的混凝土侧压力；如果不采取分层间隔浇筑，就会因们窗洞口模板侧面下部承受很大的侧压力；如果单侧模板的支撑刚度不够，就造成洞口的涨模或洞口的倾斜。

（4）分段施工时施工大模板的墙体接缝处，由于接缝处剪力墙两侧水平钢筋的存在会引起模板支设不良，从而造成部分混凝土或水泥浆流淌至后浇部分，一方面造成接缝一侧混凝土墙面的蜂窝麻面；另一方面，在后续混凝土浇筑时，如果接缝处混凝土未剔除干净或剔不平整，会造成接缝处混凝土不密实；如接缝处不粘贴海绵条，会产生接缝处出现跌浆层。

（5）顶板间连梁预留梁端部分接缝处错台、涨模或蜂窝麻面。

由于部分剪力墙结构设计中，楼板下存在部分连梁，而连梁的存在加大钢模板的设计难度和施工难度、一般的施工做法是：剪力墙板整体施工，在连梁钢筋位置设置钢丝网，预留出连梁钢筋绑扎位置后续施工、日后续施工时，存在接缝处支设的固定问题，如固定不良，往往形成接头处混凝土错台、涨模或漏浆而产生蜂窝、（1）大模板施工时，剪力墙先行施工然后进行楼板及连梁施工，因此处理好楼板层处混凝土的施工接头是改善外墙面接缝不平整的关键。

早期的施工做法是在剪力墙施工的外墙顶部留设导墙、而这种做法存在的缺陷是导墙部分混凝土质量较低，原因是导墙较薄养护不到位、墙面钢筋晃动时，导墙混凝土常产生裂缝。

剪力墙设计的几个问题 篇6

摘要：随着社会的发展和经济水平的提高，很多行业都有了显著的发展，而在建筑行业的体现是，逐渐兴起许多高层建筑的建设，剪力墙结构成为高层建筑的一种普遍结构形式。本文就高层建筑剪力墙设计中同跨内梁高变化、剪力墙边缘构件中墙水平钢筋计入体积配箍率和局部降板等现象问题进行分析，并提出了相关的解决方案，可供同行参考！

关键词：同跨梁；剪力墙；局部降板；结构设计

前言：

高层建筑的发展是多方面的，其中在功能、形式、高度和空间利用上在不断得到大幅度的发展，在整个设计过程中，应以正确的判断力来把握剪力墙的设计提出了更高要求，在面对高要求以及高发展水平的同时，也会有相应的弊端产生，其体现就是高层剪力墙结构设计遇到了许多新的特殊问题，甚至有很多问题出现了难以解决的不良情况。以下笔者就剪力墙设计的几个问题进行探讨。

1.同跨内梁高变化时处理措施

当梁穿越降板区域时，梁不可能保证自身的高度稳定，因此在通常情况下，梁在同跨内高度要改变，在PMCAD中在高低变化处增设节点，而节点的作用通常是，按两段各自梁高输入。

同跨梁高变化要符合以下条件，使得结构趋于稳定，才能够令建筑得到更多的安全保障：

（1）Δh>50mm时，不能用于抗震设计的框架梁。

（2）高低变化处不能在受力较大位置。

（3）Δh/h2≤1/4，且Δh≤200mm，h2≥400mm.

2. 剪力墙边缘构件中墙水平钢筋计入体积配箍率的措施

抗震设计的剪力墙边缘约束构件体积配箍率要满足《抗震设计》6.4.5-2及条文说明要求，严格遵照结构规定，规范建筑设计，当结构中的细节满足一定要求之后，也就是说当水平钢筋满足锚固要求，边缘构件外围设置封闭箍筋时，边缘约束构件体积配箍率计算水平钢筋可计入，但是并不能全部进行计入，也就是说，计入量不超过总体积配箍率的30%。

3. 局部降板的处理措施

当同一块板因建筑功能要求，往往在降板的进行过程中，不能采用单一的方法，也就是说，局部降板而建筑功能要求在降板处不能设置梁时，建筑安全将会受到大幅度威胁，因此，降板区能够采取以下措施以保证建筑安全：

（1）高低变化处不能在受力较大位置，因为在受力较大的位置如果产生高低变化的话，往往会令低处接受到更大的力量，往往会导致断裂或者损毁等不良现象的发生，威胁建筑安全。

（2）当出现邻板高差Δh≤50mm mm的情况时可以采用整板降低，板的结构板顶标高全部按降板面标高的设计方法。另外在降板区域面积小于板面积的50%时或板面积小于12m2时，也就是说板的受力面积不太大的时候，也可以采用以上方法，或者用另一种将建筑标高较高处用较厚的建筑地面做法垫到建筑标高的方法。但是应当注意的是，此做法结构自重加大，会影响整体结构。

（3）而当邻板高差50mm<Δh≤100mm，也就是说高度差相对较大的时候，另外降板区域面积却小于板面积的40%时，可以采用的方法是：局部板降处理，降板处的结构板底标高与全部板底标高相同设计，但是降板处的板不能过厚，厚度最多在100mm左右不过，其余其余板可以相对厚一些，厚度可以达到100mm+Δh，也就是说其余板厚几乎是降板处板厚度的两倍。

（4）还有一种情况，当邻板高差非常大的时候，在100mm<Δh≤250mm范围内，而降板区域面积更小，甚至于小于板面积的30%时，能够采用的方法就非常有限了，一般可以利用的方法是局部板降折板处理，防止某个部位因为受力过大造成损毁，另外要将折板处的受拉钢筋弯折，而且弯折段要相对较大一些，至少也应该在15d以上。

（5）而当降板区域面积小到一定程度的时候，当邻板高差有十分大的时候，也就是邻板高差在100mm<Δh≤500mm之间，姑且以最大的500mm来估测。而降板区域面积小于板面积的30%时，甚至于在板面积的百分之二十左右的时候，应当采用的方法是局部板降折板处理，折板处的为暗梁，如下图，暗梁按以下要求设置，方可满足建筑要求：

①.暗梁宽度可取200mm，梁跨度应该在一定的范围内，防止意外发生，通常情况下粱跨度应当不大于2.5m时，而其计算方法是在PMCAD中依照平板建模来进行的，折板处按构造配筋，配筋也是有相当详细的要求的，一般为配筋为上下各2φ14；

②.暗梁箍筋不宜过小，防止其他部位受力较大产生变形现象，一般取φ8@150，而腰筋和拉筋也是有一定要求的，一般腰筋为2φ6，而拉筋则为φ6@450；

③.板下沉区域上下面应为双向拉通配筋，方可令建筑的多方面安全得到保证，一般来说，在下沉处邻板按大板支座负筋配置，并需要在转角处配置5根放射钢筋，直径同其余支座负筋；

④.折板厚度按计算跨度的1/30取值，降板区域的板厚不应当保持原状，防止结构不够平稳，应当依照情况进行适当减小，一般情况下，其厚度是与整板厚度统一的。

⑤.当暗梁跨度大于2.5m时，可采用有限元方法设计，或采用“等代次梁法”近似计算。

4. 梁需要加强处的措施

（1）悬臂梁受力钢筋：安全等级提高一级，实配钢筋比计算结果放大10%，这样才能够令房屋具有更强的稳定性。

（2）立柱处梁安全等级提高一级，底部钢筋比计算结果放大10%，当立柱梁不在顶层且所托立柱承担超过两层以上荷载时，按构建转换处理，此梁在SATWE中按转换梁定义，当在底层时两端相连柱按转换柱定义。

（3）檐口边梁考虑天沟积水荷载和坡屋面板水平分力作用，实配钢筋比计算结果放大20%，箍筋全加密，梁侧面钢筋配筋率单侧不小于0.2%，间距不大于200mm。

（4）坡屋面按平屋面简化建模计算，可以得知的是：坡屋面斜折梁配筋比计算结果放大20%，箍筋最大间距150mm。而在依照实际坡屋面建模进行具体计算的时候，梁纵筋比计算结果放大10%。

（5）楼梯间两侧立楼梯柱的梁，配筋比计算结果放大20%。箍筋间距按150mm.

（6）一端与梁连接，一端与柱或墙连接的单跨梁，当板厚不小于150mm时，与梁连接端不按铰接处理，提高此端支座配筋和跨中梁底配筋，支座配筋提高20%且不少于3根，跨中提高10%，对与柱或墙连接端支座配筋下调20%。当板厚小于150mm时或非单跨梁，与梁连接端按铰接处理。

（7）跨度大于2.4米的悬臂梁：抗震措施提高一级，且计算竖向地震力，提高梁支座负筋配筋，比计算结果提高10%。

（8）板高低错位高差超过板厚时，有如下方法可以进行处理：

①PMCAD中高低錯位处按实建模计算，按计算结果配筋。

②高差小于板厚时且小于500mm，可按同高建模计算，依照计算结果进行不同情况下的配筋操作。

③高差大于500mm小于1000mm，可按同高建模计算，高低梁连梁在高低变化处纵筋比计算结果放大15%。

④高差大于1000mm小于1500mm，可按同高建模计算，高低梁连梁在高低变化处与计算结果的差距更为明显，一般来说纵筋比计算结果要放大25%以上。

⑤高差不小于1500mm，不能按同高建模，应采用分层建模计算。

结束语：

近几年，当代建筑的发展趋势是高层建筑，剪力墙结构具有整体性好，侧向刚度大，抗侧力性能好的特点，而且没有梁，柱等外露与凸出，便于房间内部布置，使其被广泛应用于高层建筑中在剪力墙结构设计中，对这些薄弱环节，更应加强概念设计和抗震构造措施。

参考文献：

[1] 赵杰，赵将勇.对高层建筑剪力墙结构设计的探讨[J].产业与科技论坛. 2011（03）.

剪力墙设计的几个问题 篇7

关键词：高层,剪力墙结构,连梁,抗震设计,问题,探讨

高层建筑因其高度等原因对建筑结构的抗震性能要求非常高, 本文也只是针对剪力墙连梁结构的抗震性设计进行了研究, 因为连梁结构可以说是剪力墙抗震设计的最为重要的防线, 其是耗能最大的建筑结构构件, 一旦设计环节出现了问题, 整个建筑物的抗震性能都会受到影响, 一般而言, 高层剪力墙结构连梁抗震设计主要是注重楼板结构设计、配筋设计以及翼缘板设计等, 每一处设计看似简单, 实际注意的细节问题有很多, 设计人员应该依据实际情况, 做好商议之后, 再进行设计, 同时设计方案完成之后, 要不断的优化, 以此确保科学合理。

1 高层剪力墙结构连梁抗震结构的破坏原理

连梁是高层建筑剪力墙结构设计的重点问题, 其设计关乎到剪力墙结构的性能, 因此设计人员十分关注, 尤其是连梁抗震性能, 因为高层建筑自身对抗震性就有很高的要求, 一旦连梁遭到了破坏, 整个剪力墙结构的抗震性能可能就会因此大打折扣。

一般而言, 高层建筑正式进入到使用阶段之后, 连梁并不容易被破坏, 但是因为设计以及外界等客观因素的影响, 也有很多高层建筑连梁被破坏, 其消极影响主要体现两方面, 一方面, 连梁结构的破坏形式属于剪切式, 则剪切墙也会因此受到影响, 连梁结构的载重能力将大大降低, 甚至完全的失去, 同时建筑墙面也无法进行有效控制, 其导致的直接结果就是墙面鼓动, 进而使得建筑墙面出现了严重的变形现象, 既影响高层建筑外部的美观, 同时也影响高层建筑的安全性, 严重者甚至会出现坍塌;另一方面, 假设连梁结构的破坏形式属于弯曲式, 连梁即会出现纵向裂缝, 同时某些需要受力的建筑结构也会出现各种形式的裂缝, 而这些裂缝建筑维修人员没有及时发现或者及时修补, 一旦出现地震, 裂缝就会因为地震力的影响, 而交织在一起, 高层建筑剪力墙结构的强度会因此而大为降低, 尽管剪力墙结构对建筑墙体本身依然存在限制作用, 使得建筑物的性能不会受到严重的影响, 但是连梁结构则需要承受非常大的承载力, 地震发生时, 建筑结构受到影响会反复振动, 此时建筑结构上的裂缝将会愈演愈烈, 最终因为结构无法承受则造成坍塌。

2 高层建筑连梁结构与剪力墙结构之间的作用

剪力墙结构与连梁结构是高层建筑主要的两种结构, 这其中连梁结构的设计稍显重要, 尤其是其强度以及硬度性能与高层建筑的抗震性能息息相关, 所以, 设计人员在进行连梁设计时, 应该将连梁的弯曲性看作是重点内容, 确保连梁结构与其他相面相比处于先弯曲得到状态, 当连接结构与墙面出现了比较明显的塑性铰, 则说明连梁结构的弯曲状态最佳, 此时高层建筑的抗震性能也得到了保证。这样连梁结构既对墙面有一定的限制, 使其不会出现严重的变形或者是裂缝, 同时对剪力墙结构也有一定的保护作用, 使得性能一直保持在稳定的状态中。

通常而言, 连梁强度得到最理想的状态, 而且其他方面的性能也同时处于良好的状态, 此时连梁结构所呈现出来的状态就是笔直的, 这种状态下的连梁结构与墙面之间会形成十分明显的塑性铰, 如果很长一段时间之后, 连梁结构都没有被破坏, 即使后期出现了破坏, 也不会对建筑物造成十分严重的影响, 不过, 设计人员应该注意的是高层建筑的连梁结构完全失去效能也就是在某一时间点上, 一旦连梁正好处于这一点上, 则产生的影响将会十分严重。如果高层建筑投入使用之后, 很短时间之内连梁结构就被破坏, 则墙面限制作用就会大受影响, 也许会成为单独结构, 无法发挥任何的效能, 这样建筑物的纵向受力结构的性能将会降低, 严重者就会出现变形, 如果设计人员将连梁结构强度设计得比较大, 此时墙面横向受力结构就需要承受比较大的压力, 但是因为墙面压力值并不相同, 所以墙面会出现开裂情况, 影响墙面性能, 最终使得高层建筑的抗震性能大受影响。

3 高层剪力墙结构连梁抗震设计中几个问题

基于上述阐释, 高层建筑剪力墙结构的连梁抗震设计的重点就是使得连梁结构的强度等性能达到标准要求, 使其不会影响到墙面以及剪力墙等。

3.1 算例

为直观地说明问题, 对4种不同截面形式的连梁相关信息进行了计算, 连梁截面如图1所示。LL1为设计中常采用的截面形式, LL2、LL3为在LL1截面高度中部设置水平通缝形成的所谓带缝连梁, LL4为增加门洞高度形成的连梁。各连梁跨度均为900mm, 两侧现浇楼板厚度为100mm, 平行于连梁方向的板底配筋假定为φ8@200。混凝土C30, 主筋、箍筋均为HRB400级钢筋, 抗震等级二级。一般而言, 对大多数门窗洞口连粱, 竖向荷载引起的连梁内力仅占很小比例, 因此, 在本算例中为简化计算, 忽略竖向荷载产生的内力, 并假定连梁反弯点在跨中。连梁每侧翼缘板宽度按6倍板厚计, 连梁截面抗弯刚度计算中分为考虑翼缘作用和不考虑翼缘作用两种情况。连梁承载力计算时, 首先根据连梁的跨高比, 按照有关规程中相应公式计算出连梁所能承担的最大剪力设计值, 反算出连梁所能承担的最大弯矩设计值, 由此计算出连梁配筋值, 并根据实配钢筋计算出连梁的实际抗弯承载力。算例中考虑了翼缘板中钢筋对连梁抗弯承载力的影响, 同时还对连梁截面的极限转角能力和弯曲耗能能力进行了定量的对比分析。

3.2 计算数据分析

现浇钢筋混凝土楼板作为连梁的翼缘, 对楼板刚度具有一定的增大作用, 并且增大的程度随连梁截面形式的不同有较大的差别。通过计算可以得出, LL1~LL4考虑翼缘作用其刚度分别增大103.5%、55.6%、14.6%和110.6%。但在结构计算时, 连梁无论采用壳元模型还是杆元模型, 均未能有效计及楼板的翼缘作用。连梁刚度的增大无疑会使结构整体地震作用加剧, 连梁也会吸收更多的地震作用;另外, 连梁刚度的增大也会对保证“强墙肢弱连梁”的设计造成一定的不利影响。

由于连梁刚度大, 地震时受到的地震作用较大, 所以在高层剪力墙结构中, 连梁截面的超筋、超限现象难以避免。即使按“高规” (JGJ3—2002) 规定采用0.5的连梁刚度折减系数, 往往也无法从根本上解决连梁的超筋、超限问题。因此, 大幅降低连梁刚度, 是解决其超筋、超限问题的一条有效途径。计算可以看出, 在连梁高度中部留设水平通缝形成带缝连梁, 减小连梁截面高度, 均可大幅度降低连梁刚度。如:LL2、LL3、LL4的刚度分别为LL1的15.74%、20.99%和18.66%。需要指出的一点是, 在住宅建筑中, 由于门洞高度的限制, 通过增加洞口高度来减小连梁截面的方法一般可操作性不大。降低连梁刚度的另一种方法是在连梁两端留设一定高度的竖向缝, 以减小梁端截面高度, 竖缝可采用压缩性较大的聚苯板等材料填充。此时连梁的配筋仅在竖缝以上部分配置, 竖缝之间的部分可认为是连梁的“吊板”, 仅配置构造钢筋即可。

3.3 注重楼板结构的设计

高层建筑中只所以要重视楼板结构设计, 主要是因为楼板结构与连梁的强度有着直接的关系, 可以说, 优良的楼板结构设计对提高连梁强度有着积极的作用, 因此对高层建筑投入使用的效果有一定的保证。一般而言, 设计人员与施工人员会共同商议利用钢筋混凝土等建筑材料制作楼板, 同时连梁结构所使用的边缘材料也采用钢筋混凝土。因为钢筋混凝土材料的强度性能比较突出, 以此为原材料制作完成的连梁结构必然也能够达到标准的强度, 从而确保高层建筑具有一定的良好的抗震性能。但是设计人员与施工人员还需要考虑另一个问题, 即连梁结构的强度虽然通过上述方式得到了提高, 但是有可能会因此阻碍高层建筑抗渗性能的设计, 因此在实际操作实践中, 设计人员通常都是利用减小连梁结构强度来完成抗震设计。

假设连梁结构设计得非常大, 当发生地震时, 其影响将会非常大, 所以一般情况下, 设计人员都会将连梁结构设计得超过标准的承载力, 就现实情况看说, 解决超载问题的方法就是设计人员将连梁结构的强度降低。设计人员在设计时, 可以在连梁纵向上预先设计一些缝隙, 这样就会使连梁结构的横截面高度得以有效的降低, 这些缝隙可以利用收缩性能强的材料来填补, 其中最常用的材料就是聚苯板。如果不止一个连梁出现了超载的情况, 设计人员可以利用比较大的孔洞, 来使连梁结构的横截面高度得到有效的降低, 这样连梁结构内部就不需要承受过大的压力。

3.4 注重截面形式的设计

高层建筑中之所以要注重截面形式的设计, 主要是因为截面形式设计与连梁懂得跨度高比息息相关, 而连梁结构的跨高比与其变形能力息息相关, 一般而言, 当连梁结构的跨高度比则超过2.5时, 则表示连梁结构的变形能力比较强。另外, 因为设计人员在设计时, 还需要考虑连梁结构对墙肢应该具备的约束作用, 所以连梁结构的承载能力还应该达到要求, 同时还应该保证连梁截面高度要超过40cm。有些连梁具有水平缝, 这是一种最佳的设计方式, 因为水平缝的存在可以在一定程度上增加连梁结构的跨高比, 而且也不会影响到连梁结构的承载能力, 同时还能够保证其变形能力以及耗能力都有明显提高, 所以这是设计人员所追求的设计目标。

3.5 注重连梁结构配筋的设计

当发生地震时, 连梁结构往往需要承受非常大的压力, 因此经常出现截面超筋以及超限等问题, 尽管针对这种情况, 设计人员通常会选择很多手段来阶段, 但是有些设计人员依然没有重视或者没有意识到问题的严重性, 依然对此类型的连梁结构设计了很大的纵筋以及箍筋。

3.6 翼板板的设计

梁两侧翼缘板内平行于连梁的钢筋对连梁抗弯承载力有明显的增大作用。如:LL1增大56.7%, LL4增大43.8%, LL2、LL3的上部截面也分别增大34.7%和30.9%。这将使连梁变成名副其实的“强弯弱剪”构件, 连梁发生脆性剪切破坏的几率大大增加, 对建筑物的抗震十分不利。板内钢筋对连梁抗弯承载力的增大作用是单向的, 如:对门洞连梁而言, 截面下部受压时, 才有增大作用, 而截面上部受压时, 则没有增大作用。因此, 设计上习惯采用的连梁截面上下对称配筋在这种情况下是有问题的, 合理的设计方法是, 根据翼缘板内配筋情况, 适当减小连梁上部纵筋, 使连梁截面两向抗弯承载力相等或接近, 并满足“强剪弱弯”设计。

3.7 连梁截面的转动能力和弯曲耗能能力

根据平截面假定, 截面极限转角的大小与其截面高度h成反比;根据做功原理, 截面的弯曲耗能能力的大小与截面弯曲承载力和极限转角之积 (即M×θ) 成正比。因此, 截面高度h越小其极限转角就越大, 其截面变形能力就越强;截面弯曲承载力和极限转角之积 (即M×θ) 越大, 截面耗散地震能量的能力就越强。LL2、LL3、LL4的截面极限转角能力比LL1均有大幅提高, 如:LL2提高133.3%, LLA提高75%;LL2、LL3、LL4的耗能能力比LL1分别提高154.9%、121.4%和13.3%。因此, 从截面耗能的角度而言, 连梁截面形式的优劣依次为LL2>LL3>LL4>LL1。

4 新型连梁的介绍

4.1 采用劲性混凝土材料

劲性混凝土 (又称型钢混凝土或劲钢混凝土) 组合结构构件由混凝土、型钢、纵向钢筋和箍筋组成。简单点说就是在原有的钢筋混凝土梁、柱等构件里添加型钢, 加入型钢后可以有效提高构件承载能力, 减小构件轴压比。通常高层结构较多采用。对于这种材料的使用, 不仅可以保持原来的连梁的承重能力不变, 还可以将横截面的大小降低, 进一步的符合对尺寸的要求。因为劲性钢筋有着很好的形变能力和延展性, 而且产生形变越严重, 就会对地震产生的震动有更好的吸收作用。所以这种材料为连梁的设计提供了新的可能性。劲性混凝土施工与普通框架结构基本一致, 存在不同的是型钢影响混凝土浇筑, 在施工时尤为注意。由于高强混凝土质量易受各种微小因素的影响, 故从原材料选用, 搅拌、振捣、养护等各环节严格控制。型钢结构混凝土的浇捣, 应严格遵守混凝土的施工规范和规程, 在梁柱接头处和梁型钢翼缘下部等混凝土不易充分填满处, 需要仔细浇捣。

4.2 组合钢材料的应用

这种闲的材料是由角钢等材料架构起来的, 这种材料相对于以往的材料重量很轻, 使得墙面的压力很小, 这种结构具有很好的延展性, 而且他的受力结构也比较简单易懂, 而且能够很好的达到消耗能量抗震的能力, 从而促进整个建筑物的抗震力。而且采用这种材料还会使后期的维修与养护变得容易很多。

结束语

综上所述, 可知对高层剪力墙结构连梁抗震设计问题进行研究很有必要, 因为现阶段我国的建筑建设主要是集中在高层建筑方面, 尤其是城市规划建设, 高层旧建筑一直是优化选择。尽管高层建筑优势有很多方面, 但是设计要求要更为严格, 尤其是连梁结构的抗震设计。有些设计人员对此问题并不重视, 总是存在着侥幸心理, 认为地震不经常发生, 没有必要为此大费周章, 这是一种极其不负责任的行为, 事关建筑用户的生命安全, 任何一位设计人员都要认真的对待, 依据规程进行严格的设计, 如果是比较重要的公共建筑, 还需要几个设计人员共同设计。

参考文献

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[2]莫东.浅议高层建筑结构设计中连梁超筋的解决办法[J].广西城镇建设, 2007 (11) .

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[4]刘岩, 邓志恒, 谭宇胜.几种连梁结构体系的比较研究[J].混凝土与水泥制品, 2007 (1) .

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[7]肖振军.高层建筑中连梁配筋计算和构造措施[J].广东建材, 2010 (12) .

[8]付勇.浅论连梁[J].四川建材, 2011 (1) .

[9]陈云涛.双连梁的等效分析[J].建筑结构, 2011 (S1) .

剪力墙设计的几个问题 篇8

1 剪力墙的分类以及受力特点

安全性是建筑工程设计的第一标准, 而建筑的稳固性对建筑工程的安全性有直接影响。作为人们日常工作和生活的主要场所, 建筑结构设计工作要求所设计出的成品具有较高的抵御灾害的能力, 其中抗震性是就是众多抗灾设计标准中的一个, 而剪力墙结构在高层建筑设计工作中的应用能够在很大程度上提高建筑的抗震性。然而, 在进行该结构设计时设计人员需要对框架结构的具体分类情况及其受力特点进行分析, 这样才能使剪力墙结构的性能得到充分发挥。

高层建筑中的框架剪力墙结构可以根据墙上开洞口类型和位置的差别划分成几种不同的类型, 其中最常用的两种分别是独立悬臂墙和整截面墙。另外, 我们可以根据框架剪力墙结构设计的整体系数对其类型进行划分。建筑墙肢具备的弯矩力大小会受到建筑剪力墙结构的整体系数影响, 而墙肢与连续梁的比值大小是反映建筑整体性能的重要因素, 通常情况下, 二者之间的比值较大表示框架剪力墙的整体性较高, 同时也证明整个工程结构的整体性相对较强;反之也证明建筑整体及其剪力墙的整体性较差。

此外, 墙肢若、梁强的现象也可能存在, 所以一定要考虑这种状况, 否则会对后期设计环节造成影响。一般开洞较小的墙体与整截面墙在受力性能上大致相同, 若这两种剪力墙类型都有变形曲线特征, 则证明这两种结构同属弯曲型。而这两种结构类型之间又存在很大不同, 整截面墙上不存在开洞口, 所以该类型的框架剪力墙墙肢的弯矩力不会产生改变, 其中也不会具有反弯点;但开口较小的剪力墙的墙肢弯矩力会在外界因素的影响下产生相应的变化, 而这种变化具有较强的突发性, 该类型的剪力墙也不存在反弯点, 所以弯矩力发生的变化也不会太大。这两种类型的框架剪力墙都会使墙肢具有较强的约束力, 所以都属于墙肢强梁强类型, 而这种类型可以在高层建筑实际设计中使用。

2 框架一剪力墙结构中剪力墙的布置和数量

2.1 框架剪力墙布置

框架剪力墙结构在设计和布置时有四点原则, 这几条选择是确保其设计质量的重要保障, 所以要求相关设计人员的进行框架剪力墙设计时一定要严格遵守这些选择。其一, 要注意对剪力墙结构布置的均匀性;其二, 剪力墙布置要保持分散性, 切忌分布过密;其三, 剪力墙设计时要重视其对称性, 这样有利于提升结构的可观赏性;其四, 还要对剪力墙周围的其他结构构件布置效果进行考量。遵循这些原则对高层建筑框架剪力墙进行布置有利于其布置效果增强。上述提及的分散原则主要指的是剪力墙片数不能超过一定数量, 而且每片框架剪力墙在刚度方面不能存在过大的差异, 其相互之间连续的尺寸不能超过的数值, 尺寸稍小为最佳, 这样抗侧构件可以适当的添加一些, 并且采取分散布置的原则, 在此基础上, 选择刚度合适的剪力墙, 这样就不会出现高层建筑整体抗侧力性能下降的情况, 同时也不会出现某些墙体过早受到破坏的影响, 但是因为剪力墙彼此之间距离比较远, 这就要求高层建筑的楼面刚度符合一定的要求, 但是这种情况几乎难以满足。

2.2 剪力墙合理数量的确定

剪力墙的合理数量按许可位移决定, 按高层建筑规范中一般装修材料。框架一剪力墙结构顶点位移与高之比u/H不宜大于1/700, 装修要求较高时u/H不宜超过1/850, 在满这个要求的前提下, 增减剪力墙的数量。结构自振周期的合理范围大致在:T1= (0.09-0.12) Ns式中:Ns-楼层数剪力墙数量多框架~剪力墙结构刚度就大一些, 地震时周期短地震力也加大一些.材料耗量增大。日本震害调查表明:当每m2楼面平均剪力墙长度少于50mm长时, 震害严重;在50~150mm之间时, 震害中等:长150mm以上, 震害轻微, 目前我国尚无这方面的成熟经验.设计中可根据工程具体情况, 建筑物高度、地区设防烈度及参考上面方法取值。

3 剪力墙肢截面短肢分类

按墙肢截面高度与厚度之比, 剪力墙墙肢可分为一般剪力墙、短肢剪力墙、超短肢剪力墙及柱形墙肢。一般剪力墙的墙肢截面高厚比大于8, 短肢剪力墙的墙肢截面高厚比为5~8, 当墙肢截面高厚比在3~5之间时为超短肢剪力墙, 墙肢截面高厚比小于3时为柱形墙肢。一般剪力墙墙肢较长, 抗侧刚度大, 能承受很大的水平及竖向荷载, 因此无论是整截面墙还是整体小开口墙及联肢墙的墙肢都应优先布置一般剪力墙。短肢剪力墙因墙肢较短, 有利于住宅建筑布置, 可以减轻结构自重, 应用比较广泛, 但其抗震性能较差, 地震区应用经验不多, 可用于整截面墙或整体小开口墙及联肢墙的墙肢中, 考虑到高层建筑的安全, 其数量不宜过多, 规范对其有严格的限制。因此, 在结构设计中, 应多布置一般剪力墙, 少量采用短肢剪力墙, 如有可能尽量不用超短肢剪力墙及柱形墙肢。但一般剪力墙也不是墙肢越长越好, 当墙肢高长比H/hw或剪跨比大于2的一般剪力墙, 称为高墙, 其受力状态为弯剪型和弯曲型, 其破坏为弯曲破坏, 属于延性破坏。

结束语

高层建筑框架剪力墙设计工作是一件非常复杂的任务, 在设计前需要对建筑施工地点的实际情况进行反复考察, 并且还要结合工程设计要求对设计中所涉及到的各参数进行充分考量, 这样才能确保设计出的建筑设计效果符合工程设计要求。另外, 实际设计时还要对所设计的剪力墙中每一个受力点的特征都进行充分考量, 如果考量不足将会对剪力墙的建设施工效果造成严重影响。因此, 建筑工程设计人员在执行高层建筑框架剪力墙结构设计时一定要保持严谨的态度, 并对文中叙述的几个问题进行充分考量, 以推动我国建筑行业发展。

摘要：随着我国建筑行业发展, 高层建筑已经成为我国建筑行业非常重要的一种建筑类型。高层建筑由于结构比较复杂、使用难度较大, 所以在施工过程中需要相关工作人员基于充分的重视。科学技术水平进步使建筑工程施工过程中所使用的技术方法不断丰富, 为提升建筑结构的整体性, 框架剪力墙结构应用到高层建筑施工中, 对高层建筑结构稳定性提高具有非常重要的意义。然而该技术在使用时有很多需要注意的问题, 所以相关工作人员需要对其设计工作基于充分的重视。

关键词：高层建筑,框架剪力墙结构,设计,探讨

参考文献

[1]苏芳.高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题的探讨[J].房地产导刊, 2014 (10) .

剪力墙结构设计中若干问题的探讨 篇9

20世纪60年代出现剪力墙结构，由于其抗侧刚度大，能有效地减少侧移，且具有较好的抗震性能，因而被广泛应用于多层和高层钢筋混凝土建筑中。在高层住宅、旅馆等居住性建筑中，居室和客房均为小房间，分隔墙较多，采用现浇剪力墙结构，可以将承重墙与分隔墙合二为一，相对来说比较经济。另外，室内较框架结构简洁，没有露梁、露柱现象，外形美观，便于室内布置，使用功能更好，且增大了使用面积，因此受到了开发商和业主的普遍欢迎。

剪力墙由墙肢和连梁两种构件组成，其结构承载力及刚度都很大，侧移变形小，抵抗水平侧移能力强，经过合理设计可做成抗震性能很好的延性剪力墙。缺点是由于剪力墙最大间距的限制，使建筑平面和使用空间受到一定的局限。结构的延性一般不如框架结构和框架剪力墙结构体系，结构自重较大，总高度不大时结构材料耗费可能较多。笔者依据有关规范并结合设计经验，对几个问题进行了一些探讨，供同行们参考。

2 结构布置

剪力墙结构中竖向荷载、水平地震作用和风荷载都由钢筋混凝土剪力墙承受。所以剪力墙的布置应在满足建筑使用要求的前提下，沿结构的主要轴线，尽可能地规则拉通、对称布置。既要考虑便于梁板等承担竖向荷载的构件的布置，又要尽量使结构刚度对称，减少偏心，从而减少扭转效应的影响。同时，还应注意以下几个问题：

2.1 避免出现独立小墙肢

《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3—2002) 中规定：“矩形截面独立墙肢的截面高度hw不宜小于截面宽度bw的5倍。”一旦出现上述情况，对墙肢轴压比、配筋等都有严格的限制，设计施工都比较困难。在实际设计中，独立小墙肢基本上可以通过合并洞口等方法消除，或合理布置剪力墙，使小墙肢成为墙体翼缘，其受力状态明显好于独立小墙肢，仅适当加强配筋即可。

2.2 谨慎采用短肢剪力墙结构

近年来兴起的短肢剪力墙结构，既有利于建筑的灵活布置，又可进一步减轻结构自重，比较受业主欢迎。但由于抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3—2002) 对这种结构作了较严格的规定。

2.3 单片剪力墙刚度不宜过大

剪力墙结构应具有足够的延性，细高的剪力墙 (高宽比大于2) 容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。此外，单片剪力墙刚度过大，承担的水平力份额较大，一旦破坏就会出现严重后果。同时，墙段长度较小时，墙体的配筋能够充分发挥作用，因此，墙段的长度不宜大于8m。设计中，可通过开设结构洞口将长墙分成长度较小的若干段，洞口、连梁宜采用弱连梁 (跨高比宜大于6) 。

2.4 剪力墙结构整体刚度不宜过大

剪力墙结构刚度很大，一般来说周期较短，相应地震力较大。如果剪力墙结构刚度过大，不仅材料消耗多，不经济，而且，地震力过大会使部分墙肢和连梁超筋或截面不符合抗剪要求，造成截面设计困难。一般宜控制剪力墙结构的刚度能满足位移限值要求即可。

3 结构电算

结构电算是结构设计中的重要步骤。结构电算时应注意以下几个问题：

3.1 计算简图要准确

电算的计算简图应与实际施工图一致，主要为剪力墙开洞大小、门窗洞口位置、剪力墙长度、剪力墙厚度、计算高度等。此外，输入的简化构件模型应与实际受力情况相符。

3.2 参数的选取要准确

(1) 混凝土构件容重，考虑装饰荷载后，取26～27KN/m。较为合适。

(2) 振型数在考虑平扭藕连计算时，不应小于15，且应满足“振型参与质量系数>90%”的要求。

(3) 周期折减系数应根据填充墙的数量、材质，采用0.85～0.95。

(4) 当抗震设防烈度为6度或7度时，连梁刚度折减系数不宜小于0.7;抗震设防烈度为8度时，不宜小于0.5。

(5) 楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取1.5～2.0。

4 连梁设计

4.1 连梁的作用

在剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。在水平荷载作用下，墙肢发生弯曲变形，使连梁端部产生转角，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和变形，对墙肢起到一定的约束作用，改善墙肢的受力状态。因此，连梁对于剪力墙结构尤为重要，在对墙肢起连接作用的同时，还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。

4.2 连梁设计的处理方法

在带连梁的剪力墙设计中，连梁的跨高比和截面尺寸受到许多因素的影响，如设计不当常会出现连梁承载力超限或连梁截面不符合设计要求的情况，设计时可从以下方面考虑。

(1)对连梁的刚度进行折减。连梁由于跨高比较小。与之相连的墙肢刚度大等原因，在水平力作用下的内力往往很大，连梁屈服时表现为梁端出现裂缝，刚度减小，内力重新分布。因此，在开始进行结构整体计算时，就需对连梁刚度进行折减。

(2)增加剪力墙洞口的宽度、减小连梁高度。即增加连梁跨度，减小连梁高度，其目的是减小连梁刚度，同时由于减小了结构的整体刚度，也就减小了地震作用的影响，使连梁的承载力有可能不超限。

(3)增加剪力墙的厚度。增加剪力墙的厚度，即增加连梁的截面宽度，其结果一方面由于结构整体刚度加大，地震作用产生的内力增加，另一方面连梁的抗剪承载力与连梁宽度的增加成正比。由于剪力墙的厚度增加后，地震作用所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给剪力墙，而是小于这个比例，因此有可能使连梁抗剪承载力不超限。

结语

剪力墙结构设计中有很多需要注意的问题，也有一些技巧，只有熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。

摘要：本文探讨了剪力墙的结构布置、结构计算及技术构造措施中的一些问题。

剪力墙设计的几个问题 篇10

关键词：框剪结构,结构体系,剪力墙边框梁柱,优化设计

1概述

框架-剪力墙 (下简称框剪) 结构将框架结构和剪力墙结构结合起来融为一体, 利用优势互补, 改善了纯框架及纯剪力墙的变形性能, 且平面布置上具有灵活组成使用空间的优点。框剪结构中的框架和剪力墙共同承担竖向荷载和侧向力。在结构布置合理的情况下, 可以充分发挥框架和剪力墙两者的优点, 制约彼此的缺点。本文对框剪结构体系的受力性能及抗震性能、剪力墙的优化布置进行分析, 介绍了剪力墙数量确定的经验计算方法。为方案制定、工程设计提供借鉴和参考。

2框架-剪力墙结构的界定和抗震设计方法取用

高规规定, 在规定水平力作用下当底层框架承受的地震倾覆力矩 (下简称倾覆力矩) , 大于结构总倾覆力矩的10%但不大于50%时, 结构按框剪结构设计, 这是真正意义上的框剪结构。这种情况下能充分发挥框剪结构的优势。

在实际工程中常有框架结构由于层间位移角限值达不到要求, 为增大刚度而设置少量剪力墙的结构, 也有一些为了满足剪力墙结构局部大空间的要求而设置少量框架柱的结构。这种少墙或少柱的“框剪”结构, 由于框架结构承担的地震倾覆力矩比例的不同而使结构的性能有较大的差别。其设计方法会有差异, 具体参高规。

3框架-剪力墙结构中剪力墙的优化布置及构造措施

3.1框剪结构的剪力墙布置应注意的问题

3.1.1框剪结构应设计成双向抗侧力体系。抗震设计时结构两主轴方向均应布置剪力墙。否则会造成两个主轴方向的抗侧力刚度悬殊、变形不协调, 容易造成结构整体扭转破坏。

3.1.2框剪结构要保证整体结构的几何不变和剪力墙刚度的充分发挥, 应尽量使结构有较多的赘余约束, 这样才有利于大震作用下, 结构地震作用效应的二次分配的实现。主体结构构件之间宜为刚接。

3.1.3梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合, 否则须考虑梁柱偏心的不利影响, 并采取加强措施。

3.1.4框剪结构布置应遵循的原则和注意的问题参见表1。

3.2框剪结构中剪力墙优化

3.2.1当剪力墙布置在外围、周边时, 由于抵抗扭转的内力臂较大, 在剪力墙数量比较合适的情况下, 不但起到了很好的抗扭效果, 同等条件下可以比中间布置的剪力墙数量减少, 达到经济目的。剪力墙的间距不要太远, 对楼板开洞刚度不连续处、建筑转角凹凸处增设置剪力墙来补足局部薄弱。楼板的厚度适当, 可以保证抗力构件协同受力, 增加整体性。剪力墙竖向布置尽量连续, 避免突变。

3.2.2剪力墙合理数量确定的依据。 (1) 高规规定框剪结构中, 当剪力墙部分的地震倾覆力矩<50%结构总倾覆力矩时, 其框架部分应按纯框架抗震等级采用。所以剪力墙数量最少应以满足承受≥50%总地震弯矩的要求;另外从变形限值方面, 剪力墙的数量最少应能使结构满足在侧向力下的水平位移限值的要求。上述两方面决定剪力墙合理数量的下限。 (2) 高规规定在框剪结构中每层框架承受的总剪力应最少为1.5Vmaxf或0.2V0两者中小值。这样便于框架发挥其抗侧力性能, 做到经济合理。因而剪力墙合理数量的上限, 应是以能充分发挥框架的性能满足0.2V0总剪力的要求为宜。

3.2.3剪力墙数量的经验值。依据一些经验方法初步确定剪力墙的数量, 在方案阶段和初设阶段可减少工作量。 (1) 在文献2中, 作者总结了7度、8度抗震, 当建筑结构层数在20层左右时, 二类场地土框剪结构中剪力墙的合理数量为墙率Aw/Af=2%~3% (3%~4%-8度) ;墙加柱截面面积与楼面面积的比值 (Aw+Ac) /Af=3%~5% (4%~6%-8度) 。Aw层剪力墙截面面积;Ac层全部柱截面面积;Af楼面面积。 (2) 日本对框剪结构中剪力墙布置数量的研究较早, 他们从多次地震破坏的统计中, 提出对每平米楼面面积上剪力墙的长度不得小于某值, 用壁率表示法来确定的剪力墙的长度, 并认为每当平米楼面面积上剪力墙的平均长度为50-150mm较为合适。

3.3框剪结构中带边框剪力墙主要构造要求探讨

3.3.1框剪结构中剪力墙均应设计成带边框的剪力墙。对框剪结构边框的暗梁设置上《抗规》和《高规》要求是不一致的。《抗规》规定“有端柱时, 墙体在楼盖处宜设置暗梁, 暗梁截面高度不宜小于墙厚和400的较大值”;《高规》规定“与剪力墙重合的框架梁可以保留, 亦可做成宽度与墙厚相同的暗梁, 暗梁截面高度可取墙厚的2倍或与该榀框架梁截面等高”。可以看出两本规范对暗梁的设置规定是不一样的。这一点要在设计时要引起注意。建议对于比较重要的建筑, 宜设置边框梁 (或暗梁) 。

3.3.2边框柱不同于剪力墙边缘构件中的端柱, 端柱是用来约束墙体并提高墙体平面外稳定性能。而边框柱主要与梁或暗梁形成闭合的边框, 给剪力墙提供平面内的约束。剪力墙边框柱梁可作为第二道防线, 限制剪力墙裂缝的发展。剪力墙端部的纵向受力钢筋应配置在边框柱内, 边框柱的箍筋应全高加密。

3.3.3边框柱的抗震等级、连梁的抗震等级应按剪力墙的抗震等级确定。

结束语

框剪结构体系是一个混合结构体系, 在设计过程中, 应充分考虑两种结构的变形协调、刚度互补, 框剪结构中的剪力墙是起重要作用的抗震构件, 抗震设计时要对剪力墙的平面布置、数量选取、构造措施等关键设计问题做重点处理。运用概念设计理论达到优化设计的目的, 使所设计的建筑结构能够更为安全可靠、经济合理。

参考文献

[1]徐光亮, 光军.建筑结构设计优化实例[M].北京:中国建筑工业出版社, 2012, 10.

[2]诸葛瑞清.框架一剪力墙结构中剪力墙布置数量确定[J].建筑技术, 1980 (3) .

剪力墙设计的几个问题 篇11

摘要：随着经济科学技术的飞速发展，人们生活水平的不断提高，住宅建筑的设计也越来越美丽、科学化和人性化，剪力墙结构设计被开发和逐渐在建筑设计中普及。本文结合工作经验主要从剪力墙结构阐述、剪力墙结构设计原则和剪力墙结构设计要点三方面进行了探讨。

关键词：建筑工程；剪力墙结构设计；结构设计；应用

前言

目前，土地资源正变得越来越有价值，总人口数量越来越多，市场竞争也越来越激烈，高层建筑已成为城市建筑设计的首选。高层建筑的结构设计不同于其他建筑设计，其对建筑结构的持久性、耐用性都有更高的要求，而剪力墙结构正好满足高层建筑的墙体结构要求，因此剪力墙机构设计在高层建筑设计中被广泛采用，这也是由剪力墙结构的实用性和耐久性所决定的。

一、剪力墙结构浅述

剪力墙是指在建筑工程中用于承受地震、风荷载等作用引起的水平荷载墙体，剪力墙也可以称为抗震墙、抗风墙，剪力墙的主要目的是为了避免建筑承受剪切作用造成的破坏。剪力墙结构是指采用钢筋混凝土墙板承受来自水平方向和垂直方向荷载的结构，在剪力墙结构设计中，施工单位经常会使用钢筋混凝土墙板代替建筑物框架结构的梁柱，从而有效地控制建筑结构产生的荷载，剪力墙结构具有良好的刚度、抗震性，在建筑结构设计中有十分广泛的应用。

二、剪力墙结构的设计原则

剪力墙的特点是外平面承载力小，内平面承载力大，外平面刚度小，内平面刚度大，因此，当剪力墙和外平面方向的梁连接时，会产生墙肢平面外弯矩，因此，在设计过程中，要尽量避免剪力墙的外平面搭接。在进行剪力墙结构设计时，要尽量沿着主轴的方向进行多向布置，尽可能的将不同方向的剪力墙连接在一起，但要防止出现拉通对直的现象；在进行抗震设计时，要尽量保证两个方向的侧向刚度相同，并且剪力墙结构要尽量简单，防止出现单向有墙的情况，同时要尽量保证各个方向的剪力墙分布均匀，从而充分发挥剪力墙结构的工作性能。剪力墙的数量要科学、合理，如果剪力墙比较多，会增加抗侧力的刚度，从而引起震力和重力的增加；如果剪力墙数量比较少，结构的抗侧力则会减小。

三、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

3.1 剪力墙平面布置

在进行剪力墙平面布置时，要尽量防止出现单向有墙的情况，剪力墙要沿着主轴及其他方向进行双向、多向布置；剪力墙的抗侧力刚度不能太大，一般情况下，为了充分发挥剪力墙结构的抗侧力刚度和承载力，可以适当的增加剪力墙的间距，从而保证剪力墙结构的抗侧力刚度合适。设计人员可以根据经验公式T=（0.05～0.06）n（其中n为层数），计算出T值，从而判断剪力墙的数量及侧向刚度。如果计算结果T比搭模计算周期T1大，则可以适当的增加剪力墙的数量；如果计算结果T比搭模计算周期T1小，则说明剪力墙比较多，可以适当的减少剪力墙的数量或者凿开一些合理的孔洞，降低剪力墙的刚度。

3.2 约束边缘构件处理

无约束边缘构件剪力墙和有约束边缘构件剪力墙相比较，其极限承载力降低40%，极限层间位移角就会减少一倍，对地震能量的消耗能力就会减少20%，因此，在设计剪力墙结构时，要根据不同级别的剪力墙轴压比，选用相对应的边缘构件。剪力墙边缘构件可以分为约束边缘构件和构造边缘构件两种情况，对于一级剪力墙和二级剪力墙结构，当剪力墙底部加强部位上面的普通部位和三級、四级非抗震设计建筑底部加强部位轴压比小于相关规定时，要设置构造边缘构件；当一级剪力墙和二级剪力墙结构，当剪力墙底部加强部位和高层建筑、重力荷载作用下墙体的轴压比大于相关规定，要设置约束边缘构件。

3.3 剪力墙墙身钢筋

在进行剪力墙结构设计时，一般情况下，对于四级抗震设计和非抗震设计，剪力墙水平方向和垂直方向的分布筋配筋率不能小于0.20%；对于一级、二级、三级抗震设计，剪力墙水平方向和垂直方向的分布筋配筋率要小于0.25%。

3.4 剪力墙连梁问题

在剪力墙结构中，在水平荷载的作用下，墙肢会发生变形，从而引起连梁产生内力，这时连梁端部的内力会减小连接墙肢产生的变形内力，从而约束墙肢变形，连梁对剪力墙结构十分重要，因此，在进行剪力墙结构设计时，要注意连梁问题的处理。连梁超筋是剪力墙连梁常见的问题，其本质是剪力剪压比无法满足相关要求，当墙段比较长时，连梁容易超筋的部位大多集中在中间段；当墙段中墙肢截面高度相差比较大，并且分布不均匀时，墙肢处连梁容易出现超筋现象。出现连梁超筋现象后，可以采用以下几种方法进行处理：（1）可以通过调整剪力墙中连梁弯矩剪力塑形进行处理；（2）根据实际情况，适当的减少连梁截面高度；（3）当连梁破坏对垂直方向的荷载影响不大时，可以从地震作用的角度进行思考，放弃使用该连梁，计算独立墙肢在多遇地震情况下的结构内力，墙肢配筋则应按照两次计算得出的大内力进行。

四、建筑剪力墙结构设计的要求

4.1 平面结构布置

平面结构要具有良好的整体性，同时要做到简单、均匀对称、规则，对于长度、宽度比较大，或者不规则的平面结构，要设置合理的温度伸缩缝，从而有效地提高结构的整体性，为增强抗扭效果，要尽量沿着周边布置剪力墙，对于质量中心和结构刚度中心偏差比较大的结构，在地震作用下，受扭转力的影响会产生巨大的破坏，因此，在设计过程中要注意尽量将质量中心和结构刚度中心重合在一起。

4.2 垂直结构布置

由于垂直受力构件在转换过程中，会对建筑的垂直刚度造成影响，如果发生地震，这部分就会成为抗震的薄弱环节，因此，要对剪力墙转换层上下结构的刚度进行严格的控制。转换层的转换构建在传力过程中要尽量做到简单、直接，避免出现水平方向的多级转换和转换次梁的现象。由于剪力墙转换梁上一层墙体和中间支柱承载的垂直荷载比较大，因此，要尽量避免在这些部位设置门洞，同时要尽量加强转换层下部剪力墙的刚度。转换层会对上下传力构件的直接传力造成影响，因此，要将转换层上部的垂直抗侧力构件直接设置在转换层主结构上，防止出现多级转换的现象。

五、剪力墙的结构设计重点

综合所有的情况得出下面几点剪力墙的结构设计重点：（1）假如地震的影响比较突出，就不可以单一的增强剪力墙的抗侧力强度，这样做不会有较好的收益，还会造成加大投入的可能性。（2）对于剪力墙的结构设计来说，数量是比较关键的因素，因此一定要注意剪力墙的数量。假如剪力墙较大就会增加自身的重量，还会出现投入浪费的现象，剪力墙如果超标就会出现不能完成支撑的作用。（3）一定要依据设计的要求来给剪力墙配筋，依据规定的要求实施构建钢筋的施工，配筋的比率决定剪力墙结构的延伸性。（4）严格依据设计的要求来完成剪力墙的长度和厚度的设计，发挥好墙肢的承载能力，防止出现不必要的浪费。总之，一定要按照设计的要求来进行剪力墙的设计，要保证剪力墙具有良好的抗侧强度。同时，要注意控制好剪力墙的投入成本，防止发生浪费的现象。

六、结束语

总之，剪力墙结构在建筑工程中非常的实用，在进行剪力墙结构设计时，所以我们设计人员要根据建筑工程的实际情况，确保制定的剪力墙结构施工方案既符合施工质量标准，又能满足经济要求，从而为建筑工程的施工质量提供保障，有效地促进和谐和会的构建。

参考文献：

[1]孟恒敏.框剪结构工程施工流程和技术要点例析[J].建筑，2011（18）.

剪力墙设计的几个问题 篇12

短肢剪力墙结构是一个结构领域的新名词, 确切的应称其为较多短肢的剪力墙结构, 它是近年来兴起的, 由于其有利于住宅建筑布置, 进一步减轻了结构自重, 从而降低了基础及上部结构的造价。

1 对规范的理解

《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3-2002) (以下简称《高规》) 条文说明中对短肢剪力墙的评价是抗震性能较差, 地震区应用经验不多。为安全起见, 《高规》7.1.2条和7.1.3条对短肢剪力墙的设计要求、应用范围以及加强措施提出了较一般剪力墙更为严格的规定。

(1) 《高规》7.1.2条和7.1.3条是针对短肢剪力墙结构中的短肢剪力墙和一般剪力墙提出的具体要求, 对于一般剪力墙结构中的短肢剪力墙不执行本条规定。①从构件的概念解读规范, 《高规》7.1.2条注:短肢剪力墙是指墙肢截面高度 (即水平截面的长度) 与厚度 (即水平截面的宽度) 之比为5～8的剪力墙, 一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙;②从结构的概念解读规范, 《高规》7.1.2条称:短肢剪力墙较多时, 形成短肢剪力墙与筒体 (或一般剪力墙) 共同抵抗水平力的剪力墙结构, 称为较多短肢的剪力墙结构, 俗称短肢剪力墙结构。

(2) 高层建筑设计中, 我们应合理进行抗侧力构件布局, 剪力墙布置不宜过少, 墙肢不宜过短, 不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑, 应采用短肢剪力墙与筒体 (一般剪力墙) 共同抵抗水平力的结构体系。

(3) 采用较多短肢的剪力墙结构体系时, 其最大适用高度要适当降低, 7度和8度抗震设计时分别不应大于100 m和80 m。根据抗震设计规范的精神, Ⅳ类场地上的结构, 最大适用高度还应适当降低。

(4) 抗震设计时, 要使筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩大于结构总底部地震倾覆力矩的50%, 形成多道抗震防线。主要抗侧力构件——筒体 (或一般剪力墙) 布置时应注意整个结构刚度的均衡性, 不要集中在一处布置使建筑产生过大的扭转效应, 同时筒体要有足够的刚度, 其平面尺寸不宜过小。设计时, 为确保水平力可靠传递, 我们可以将核心区楼板适当加厚, 与核心筒相连的连梁按强剪弱弯原则设计, 使其具有一定的耗能作用

(5) 抗震设计时, 应加强短肢剪力墙结构体系抗震构造措施, 尤其是抗震薄弱部位的墙肢, 如减小墙肢的轴压比、增加纵筋和箍筋的配筋率, 避免地震产生扭转效应时, 使已有的翘曲变形的加剧导致墙肢首先开裂。《高规》7.1.2条规定:短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙的抗震等级提高一级采用 (本条规定的理解应为:短肢剪力墙结构中的短肢剪力墙抗震等级要提高一级采用, 该体系中的非短肢剪力墙不用提高抗震等级;并不是所有剪力墙结构中的短肢剪力墙都要提高等级, 要形成“短肢剪力墙结构”的短肢剪力墙才需按《高规》7.1.2条规定执行。) 短肢剪力墙的剪力设计值, 不仅底部加强部位应按规范调整, 其它各层也要调整, 一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2;抗震设计时, 短肢剪力墙截面的纵向钢筋的配筋率, 底部加强部位不宜小于1.2%, 其它部位不宜小于1.0%。这些规定主要目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性, 避免短肢剪力墙过早剪坏。

(6) 短肢墙受力应以承担竖向荷载为主, 承担水平荷载为辅, 其截面尺寸要适当。短肢墙截面不宜过小, 墙肢截面高度与厚度之比应在5～8之间;当墙肢截面高度与厚度比小于等于3时, 应按柱的要求进行设计;设计时短肢墙厚度不应小于200 mm;短肢墙的截面尺寸还应满足《高规》7.2.2条的相关要求。短肢墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比, 抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6、0.7, 对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙, 因其延性更为不利, 轴压比限值要相应降低0.1。

(7) 短肢墙的平面布置应尽可能地合理、对称、均匀, 力求质量中心与刚度中心重合, 各短肢墙应尽量对齐、拉直, 使之与连梁一起构成较规则且连续均匀的抗侧力体系。短肢墙形式应以T形、L形、]形、+形为主, 尽量避免一字墙, 每道短肢墙宜有两个方向的梁与之连接, 这样可增加短肢墙抗扭和出平面外稳定。

(8) 《高规》7.1.3强调了B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高度高层建筑, 不应采用短肢剪力墙结构体系。

2 短肢剪力墙的判定按《高规》的精神

当剪力墙一端为短肢, 另一端为非短肢时, 可以不判断为短肢剪力墙。新版SATWE软件改进了原单向判定的缺陷, 新的判断标准是:对于L型、T型等双肢剪力墙, 只要有一个方向墙肢的长度与墙厚的比值大于8就不判断为短肢剪力墙。需要说明的是, SATWE在判断是否为短肢剪力墙时仍存在一些小缺陷, 例如图1中, 两片剪力墙实际墙肢长均为1 700, 墙厚200, 按规范该两片墙肢均应判定为一般剪力墙, 但SATWE的判定却为两片短肢墙, 这是因为PKPM平面输入时, 节点间距为1 600, 在SATWE配筋文件中显示该两片墙肢长1 599, 故判定为短肢。建议软件编制专家, 能设置一个人为的判定开关。

各地方标准对短肢剪力墙的判定也有不同, 例如有些墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙, 但当墙肢两侧均与较强连梁 (连梁跨高比Lb/hb≤2.5) 相连, 或墙长虽然较短但与翼墙相连 (其中翼墙长度不应小于翼墙厚度的3倍) , 这种情况下的墙肢不判定为短肢剪力墙。

3 短肢剪力墙结构的判定

根据《高规》7.1.2条, 短肢剪力墙较多时, 形成短肢剪力墙与筒体 (或一般剪力墙) 共同抵抗水平力的剪力墙结构, 称为较多短肢的剪力墙结构, 俗称短肢剪力墙结构。短肢剪力墙结构的判定也就是对“较多”的理解, 这一点规范并没有注明, 各地方与各专家的解释也不相同。关于“较多”的理解, 规范组专家给出的解释是这样的:短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩大于40%的结构总底部地震倾覆力矩。同时《高规》7.1.2条的第2条称:抗震设计时, 筒体和一般剪力墙承受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%。即当短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩等于40%～50%的结构总底部地震倾覆力矩时判定为短肢剪力墙结构。我们施工图送审时, 大多数审图人员认为短肢剪力墙过多偏于不安全, 抗倾覆力矩大于20%～25%时就应定为短肢剪力墙结构, 且抗倾覆力矩大于45%时即要求设计人员调整结构, 本人认为审图公司的提法也是合理的。PKPM可以自动判断剪力墙是否为短肢剪力墙, 但不能自动判断结构是否为短肢剪力墙结构, 需要设计人员先估计一下, 如果认为可能会是短肢剪力墙结构, 则先在“总信息”的“结构体系”中定义结构为“短肢剪力墙结构”, 然后计算, 计算结果会在“WV02Q.OUT”文件中给出短肢墙的抗倾覆力矩, 通过抗倾覆力矩判定结构是否为“短肢剪力墙结构”。各地方标准对短肢剪力墙结构也有不同的定义, 设计人员也可以参照地方标准进行划分。如北京市颁布的《北京市建筑设计技术细则-结构专业》规定:高层中短肢剪力墙承受的竖向荷载楼面面积与全部楼面面积之比超过50%时, 多层中短肢剪力墙承受的竖向荷载楼面面积与全部楼面面积之比超过60%时, 界定为短肢剪力墙结构。

某地区的判定标准:近年来全国和地方规范中出现了“部分短肢剪力墙结构”的术语, 但对“部分”的定义全国和地方规范中都没有给出。根据结构分析研究和该市的工程实践, 用短肢剪力墙截面面积与同一层中所有剪力墙截面面积的比例 (简称短肢墙比例) , 可以来近似地定义“部分短肢剪力墙”结构, 并采取结构抗震措施。当短肢墙比例不大于20%时, 可以按全部落地剪力墙结构控制建筑物高度, 但短肢部分的抗震措施仍应按短肢墙的规定执行。当采用短肢墙比例进行判别时, 应在建筑物的两个主轴方向分别计算, 取较大的比例作为控制条件。

4 问题讨论

某地区14层板式住宅采用短肢剪力墙结构如图2, 按抗震烈度7度设防, 场地类别为Ⅳ类, 设计基本地震加速度值为0.10 g, 设计地震第一组, 场地特征周期为0.90 s, 建筑抗震设防类别为丙类, 抗震墙抗震等级为三级。在SATEWE“结构体系”中定义该结构为“短肢剪力墙结构”, 计算结果显示, 该结构底部加强区为底部两层, 即剪力墙约束边缘构件仅底部两层设置。根据《高规》7.1.2条第3款, 短肢剪力墙结构中的短肢墙抗震等级应提高一级采用, 即本案中的短肢墙抗震等级应为二级, 再由《高规》7.2.15条, 二级墙的约束边缘构件应上延一层, 而SATWE结果剪力墙约束边缘构件仅底部两层设置, 并没有上延一层。本人将整个结构的抗震等级试验性地提高至二级, 计算结果显示, 该结构底部加强区为底部三层。就此问题, 本人请教一些专家, 有认为此种情况的剪力墙约束边缘构件可以不必上延一层的, 也有认为应该上延一层的请教PKPM编制组专家, 也没有得到明确答复。

5 结束语

任何一种结构体系都有它的适用范围, 只要我们能合理设计, 加强结构的概念设计, 不陷入只凭计算去保证结构安全性的误区, 在抗震设计中, 保证结构的整体抗震性能, 使整个结构具有必要的承载能力、刚度和延性;同时, 选则适合的结构计算软件, 合理地选择计算分析方法, 确定计算模型和相关参数, 并加强对计算结果合理性判断, 对一些不利部位加强构造措施, 在符合规范要求的情况下, 短肢剪力墙结构体系安全性应该没问题。

摘要：本文通过作者结合多年工作经验, 简述了短肢剪力墙结构设计中的相关问题, 并且提出自己的看法。以供参考。