剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

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剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第1篇

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計；剪力墻；懸臂梁；剛度；軸壓比；連梁；概念設(shè)計中圖分類號：TB482.2文獻標識碼：A

現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)適用于住宅、公寓、飯店、醫(yī)院病房樓等平面墻體布置較多的建筑。由于沒有梁、柱等外露與凸出，剪力墻結(jié)構(gòu)便于房間內(nèi)部布置，填充墻的布置大大減少，鋼筋混凝土墻整體施工，有利于縮短工期。剪力墻，顧名思義，抗風墻。剪力墻可以認為長寬比很大的柱，由于剪力墻截面很長，相對受壓區(qū)高度高，構(gòu)件有很大的延性。所以在抗震性能和使用性能的雙重要求下，剪力墻結(jié)構(gòu)得到廣泛使用。

剪力墻按抗震性能分類

一般剪力墻，是指各肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻結(jié)構(gòu)。此類剪力墻一般只會出現(xiàn)大偏心受壓，配筋基本上按構(gòu)造配筋，破壞屬于延性破壞。

短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm，各墻肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。此類剪力墻，易出現(xiàn)小偏心受壓，配筋也易出現(xiàn)計算配筋，延性較低。

具有較多短肢剪力墻的剪力墻的結(jié)構(gòu)，是指在規(guī)定的水平地震力作用下，短肢剪力墻承擔的底部傾覆力矩不小于結(jié)構(gòu)底部總傾覆力矩的30%的剪力墻結(jié)構(gòu)。

剪力墻的受力模型

剪力墻在水平均布荷載作用下可以簡化為懸臂梁受力。以一根高度為H的懸臂梁受到均布荷載q為例，底部剪力、底部彎矩和頂部位移分別為：

（均布荷載）

V——底部截面剪力；——剪力不均勻系數(shù)

剪力墻的布置

剪力墻是為抵抗變形而設(shè)置的，因此剪力墻的布置首先滿足結(jié)構(gòu)的位移比要求。高層建筑位移要求詳見高規(guī)表3.7.3

由于剪力墻的水平剪力是按等效抗彎剛度進行分配，剪力墻的水平布置要均勻、對稱、周邊，要避免水平凹凸不規(guī)則。剪力墻亦設(shè)置成雙向抗側(cè)力系，兩個方向的剛度不宜相差過大，盡量使剛心和質(zhì)心重合。剪力墻宜布置成T型、L型、型等帶有有效翼緣的構(gòu)件形式，避免一字墻，特別是一字型短墻。

剪力墻的豎向布置要規(guī)則、均勻，避免大的外挑和收進。上下布置要連續(xù)，貫穿全高，避免剛度突變，洞口宜成列布置，形成明確的聯(lián)肢墻。上下洞口錯洞布置時，要設(shè)置暗框架梁柱體系。

在水平荷載作用下，剪力墻的破壞形式和剪跨比有關(guān)，各墻段的高厚比3時，剪力墻以彎曲變形為主，延性較好。因此剪力墻各個墻段的墻長不宜大于8m，各墻段的長寬比不宜小于3.

剪力墻的特點是平面內(nèi)剛度及承載力大，而平面外剛度及承載力很小。當有水平構(gòu)件與剪力墻平面外連接時，為控制剪力墻平面外彎矩，可按高規(guī)7.1.6條采取加強措施。

剪力墻的截面及軸壓比限值

剪力墻的厚度與框架柱截面一樣，與軸壓比有關(guān)，與框架柱不同的是剪力墻厚度一般較小，因此在壓力作用下，還應保證其穩(wěn)定性。抗規(guī)6.4.2條要求剪力墻軸壓比不超過下表限值

短肢剪力墻要求更嚴，詳見高規(guī)7.2.2條

剪力墻的最小厚度

關(guān)于底部加強部位:加強剪力墻底部的抗剪能力，實現(xiàn)強剪弱彎的目的。

連梁的概念與布置

弱連梁：連梁跨高比5時，連梁以彎曲變形為主，剪切變形不計。這種連梁由于線剛度較小，對剪力墻的約束較弱，在水平荷載作用下對結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度影響較小。因此認為這種梁主要承擔豎向荷載，高規(guī)7.1.3條弱連梁按框架梁設(shè)計。

強連梁：連梁的跨高比2.5，此種連梁以剪切變形為主，彎曲變形忽略不計。這種連梁對剪力墻約束很強，主要承擔水平荷載，豎向荷載作用下彎矩非常小。

在PKPM—SATWE計算模型中：對于弱連梁，采用梁的輸入方式；對于強連梁按剪力墻開洞形成連梁；對于52.5的連梁，兩種方式均可。值得注意的是，按這兩種方式建模剛度有很大差別。按連梁設(shè)計，剛度進行折減，折減系數(shù)一般取0.50.7。按框架梁設(shè)計，考慮現(xiàn)澆板翼緣作用，剛度進行放大，放大系數(shù)一般取1.32.0。

結(jié)束語

綜上所述，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一些概念是很重要的。本文從概念設(shè)計上整體論述了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容，因為是淺議，還有很多內(nèi)容沒有展開。要想做好剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，還需要設(shè)計者們不斷學習。通過本文想達到的目的就是，做結(jié)構(gòu)設(shè)計一定要把握重概念、輕精度的主線。

參考文獻

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2010.

建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，2010.

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第2篇

關(guān)鍵詞：剪力墻 高層設(shè)計

從2005年12月份，我參與了深圳寶安綠海名居的結(jié)構(gòu)設(shè)計，綠海名居位于寶安西鄉(xiāng)，是個面積超過十萬平方米商住小區(qū)，最高23層。主要為剪力墻結(jié)構(gòu)或框支剪力墻結(jié)構(gòu)。以下是我對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計做的一些總結(jié)：

A級高度乙類、丙類高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)最大適用高度：

全部落地剪力墻――非抗震、6度、7度、8度、9度抗震時，分別為150、140、120、100、60m

部分框支剪力墻――非抗震、6度、7度、8度抗震時，分別為130、120、100、80m，9度抗震時不宜采用

A級高度甲類高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)最大適用高度：

6度、7度、8度抗震時，將本地區(qū)設(shè)防烈度提高一級后，按乙類、丙類建筑采用

9度抗震時，應專門研究

（說明：房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的電梯機房、水箱、構(gòu)架等高度）

B級高度乙類、丙類高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)最大適用高度：

全部落地剪力墻――非抗震、6度、7度、8度抗震時，分別為180、170、150、130m

部分框支剪力墻――非抗震、6度、7度、8度抗震時，分別為150、140、120、100m

B級高度甲類高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)最大適用高度：

6度、7度抗震時，按本地區(qū)設(shè)防烈度提高一級后，按乙類、丙類建筑采用

8度抗震時，應專門研究

結(jié)構(gòu)的最大高寬比：

A級高度――非抗震、6度、7度、8度、9度抗震時，分別為6、6、6、5、4

B級高度――非抗震、6度、7度、8度抗震時，分別為8、7、7、6

質(zhì)量與剛度分布明顯不對稱、不均勻的結(jié)構(gòu)，應計算雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響；

其他情況，應計算單向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響

考慮非承重墻的剛度影響，結(jié)構(gòu)自振周期折減系數(shù)取值0.9～1.0

平面規(guī)則檢查，需滿足：

扭轉(zhuǎn)：A級高度不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍

B級高度、混合結(jié)構(gòu)高層、復雜高層不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.4倍

樓板：有效樓板寬≥該層樓板典型寬度的50％

開洞面積≤該層樓面面積的30％

無較大的樓層錯層

凹凸：平面凹進的一側(cè)尺寸≤相應投影方向總尺寸的30％

豎向規(guī)則檢查，需滿足：

側(cè)向剛度：

除頂層外，局部收進的水平向尺寸≤相鄰下一層的25％

樓層承載力：

A級高度――抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力（宜）≥相鄰上一層的80％

薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力（應）≥相鄰上一層的65％

B級高度――抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力（應）≥相鄰上一層的75％

（說明：樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)受剪承載力指在所考慮的水平地震作用方向，該層全部柱及剪力墻的受剪承載力之和）

豎向連續(xù)：

豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力不得由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁等）向下傳遞

水平位移驗算：

多遇地震作用下的最大層間位移角（高規(guī)表4.6.3）

罕遇地震作用下的薄弱層層間彈塑性位移角≤1/120

舒適度要求：

高度超過150m的高層建筑，按10年一遇的風荷載取值計算的順風向與橫風向結(jié)構(gòu)頂點的最大加速度限值為：住宅、公寓0.15m/s2，辦公、旅館0.25m/s2

伸縮縫

1.最大間距：現(xiàn)澆45m，裝配65m

2.可適當放寬最大間距的條件：

①頂層、底層、山墻和縱墻端開間等溫度變化影響較大的部位提高配筋率

②頂層加強保溫隔熱措施，外墻設(shè)置外保溫層

③每隔30～40m留出后澆帶，帶寬800～1000mm，鋼筋采用搭接接頭，后澆帶砼兩個月之后澆灌

④頂部樓層改用剛度較小的結(jié)構(gòu)形式，或頂部設(shè)局部溫度縫，將結(jié)構(gòu)劃分為長度較短的區(qū)段

⑤采用收縮較小的水泥，減少水泥用量，砼中加入適宜的外加劑

⑥提高每層樓板的構(gòu)造配筋率，或采用部分預應力混凝土

防震縫

1.最小寬度：按框架結(jié)構(gòu)的50％取用，但不宜小于70mm.

框架結(jié)構(gòu)防震縫最小寬度規(guī)定為：高度≤15m的部分，70mm；超過15m的部分，6度、7度、8度、9度相應每增加高度5m、4m、3m、2m，縫寬加寬20mm

2.縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時，按不利情況確定

縫兩側(cè)房屋高度不同時，按較低房屋高度確定

3.縫沿房屋全高設(shè)置，地下室和基礎(chǔ)可不設(shè)，但在與上部防震縫對應處應加強構(gòu)造和連接

4.相鄰結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)存在較大沉降差時，宜加寬防震縫

墻體布置

宜雙向布置，尤其是抗震時應避免單向布置

門窗洞口宜上下對齊，成列布置。底部加強部位不宜采用錯洞墻，且所有部位不宜采用疊合錯洞墻

墻肢長度不宜超過8m，且墻段總高與墻肢高度之比應大于2.當墻肢較長時宜開設(shè)洞口，各墻段間設(shè)置弱連梁

應避免樓面梁垂直支承在無翼墻的剪力墻的端部（《審查要點》3.6.3/6）

當墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時，應至少采取以下一種措施：

一般剪力墻的底部加強部位高度的取值：

（說明：當有地下室時，墻肢總高度應從地上一層（首層）算起，但底部加強部位應額外加上地下室的高度）

截面設(shè)計

構(gòu)件截面長邊與短邊之比大于4時，宜按墻的要求進行設(shè)計（《砼規(guī)》10.5.1）

矩形截面獨立墻肢的長度與厚度之比不宜小于5

當其比值小于5時――其在重力荷載代表值作用下的軸壓比限值，當一、二級抗震時，應較正常墻肢的相應值減0.1，三級時不宜大于0.6

當其比值不大于3時――宜按框架柱進行設(shè)計，但縱向鋼筋的最小配筋率不變，且箍筋宜沿全高加密

雙肢剪力墻的抗震設(shè)計中，墻肢不宜出現(xiàn)小偏拉，當任一墻肢出現(xiàn)大偏拉時，兩墻肢均應將彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值乘以1.25的增大系數(shù)

（說明：剪力墻墻肢不同受力狀態(tài)的延性優(yōu)劣――小偏拉

剪力墻截面設(shè)計的內(nèi)容：平面內(nèi)的斜截面受剪、偏壓或偏拉、平面外軸心受壓

在集中荷載作用下，墻內(nèi)宜設(shè)置暗柱，并注明暗柱縱筋的連接方式，無暗柱時應進行局部受壓承載力驗算

一級抗震時，墻體的水平施工縫處宜進行抗滑移驗算

截面厚度

一、二級抗震時，底部加強部位≥（內(nèi)容參見高規(guī)）

其他部位≥

（《砼規(guī)》11.7.9/1）補充：當墻端無端柱或翼墻時，≥層高的1/12

三、四級抗震時，底部加強部位≥

其他部位≥

非抗震時，≥

當不能滿足上述要求時，應進行墻體的穩(wěn)定計算（高規(guī)附錄D）

剪力墻井筒中，分隔電梯井或管道井的墻肢截面厚度可適當減小，但不宜小于160mm.

截面尺寸還應符合受剪要求

剪力墻的厚度不宜小于樓層高度的1/25（《砼規(guī)》10.5.2）

軸壓比限值

一般剪力墻底部加強部位――二級抗震0.6、一級（7、8度）抗震0.5、一級（9度）抗震0.4

參考文獻：

1、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第3篇

關(guān)鍵詞：框架-剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計；布置；厚度

1框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點及分析

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是由框架和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成的，所以其框架不同于純框架結(jié)構(gòu)中的框架，剪力墻也不同于剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻。當剛度特征值很小時，剪力墻剛度很大，框架剛度較小，內(nèi)力分配以剪力墻為主，整體變形為彎曲型，此時框架分配的剪力很小，剪力墻可能不出現(xiàn)負剪力，二者協(xié)同工作的性能較差，這種結(jié)構(gòu)更接近于剪力墻結(jié)構(gòu)，不能算作雙重抗側(cè)力體系，在我國高規(guī)中的0.2Q的調(diào)整就是針對這種情況，保證框架成為第二道防線；當剛度特征值很大時，框架的剛度相對較大，屬于剪力墻較少的情況，當剪力墻承擔的傾覆力小于50%時，框架部分就應該按照純框架結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，以保證框架的安全。正常的設(shè)計應該是避免上述兩種情況出現(xiàn)，使剪力墻的數(shù)量即不過多，也不過少。

2剪力墻的數(shù)量

在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度主要由同方向各片剪力墻截面彎曲剛度的總和控制，結(jié)構(gòu)的水平位移隨剪力墻截面彎曲剛度增大而減小。一般以滿足結(jié)構(gòu)的水平位移限值作為設(shè)置剪力墻數(shù)量的依據(jù)較為合適。框架梁截面尺寸一般根據(jù)工程經(jīng)驗確定，框架柱截面尺寸可根據(jù)軸壓比要求確定。在初步設(shè)計階段，可根據(jù)房屋底層全部剪力墻截面面積Aw和全部柱截面面積Ac之和與樓面面積Af的比值，或者采用全部剪力墻截面面積Aw與樓面面積Af的比值，來粗估剪力墻的數(shù)量。根據(jù)工程經(jīng)驗，（Aw+Ac）/Af或Aw/Af比值大致位于表1的范圍內(nèi)。層數(shù)多、高度大的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，宜取表中的上限值。

（Aw+Ac）/Af或Aw/Af比值的大致取值范圍表1

設(shè)計條件 （Aw+Ac）/Af Aw/Af

3剪力墻的布置

（1）為了增強整體結(jié)構(gòu)的抗扭能力，彌補結(jié)構(gòu)平面形狀凹凸引起的薄弱部位，減小剪力墻設(shè)置在房屋而受室內(nèi)外溫度變化的不利影響，剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊附近（第一內(nèi)跨）、樓梯間、電梯間、平面形狀變化或恒載較大的部位，剪力墻的間距不宜過大（高規(guī)表8.1.8）；平面形狀凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻。

（2）縱、橫向剪力墻宜組成L形、T形和匚形等形式，以使縱墻（橫墻）可以作為橫墻（縱墻）的翼緣，從而提高其剛度、承載力和抗扭能力；樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合布置，以增強其空間剛度和整體性。

（3）剪力墻布置不宜過分集中，單片剪力墻底部承擔的水平剪力不宜超過結(jié)構(gòu)底部總剪力的40%，以免結(jié)構(gòu)的剛度中心與房屋的質(zhì)量中心偏離過大、墻截面配筋過多以及不合理的基礎(chǔ)設(shè)計。當剪力墻墻肢截面高度過大時，可通過開門窗洞口或施工洞形成聯(lián)肢墻（一般不超過8m）。

（4）剪力墻宜貫通建筑物全高，避免剛度突變；剪力墻開洞時，洞口宜上、下對齊。抗震設(shè)計時，剪力墻的布置宜使結(jié)構(gòu)各主軸方向的側(cè)向剛度接近。

（5）在長矩形平面中，如果兩片橫向剪力墻的間距過大，或兩墻之間的樓蓋開大洞時，樓蓋在自身平面內(nèi)的變形過大，不能保證框架與剪力墻協(xié)同工作，框架承受的剪力將增大；如果縱向剪力墻集中布置在房屋兩端，中間部分樓蓋受到兩端剪力墻的約束，在混凝土收縮或溫度變化時容易出現(xiàn)裂縫。

4剪力墻的厚度的初步估算

剪力墻的厚度可參照表2確定，表中n為墻體水平截面所在高度以上的樓層數(shù)。抗震規(guī)范對剪力墻高厚比的規(guī)定不是必須遵循的，當不滿足時可依據(jù)高規(guī)的規(guī)定進行穩(wěn)定性驗算，設(shè)計經(jīng)驗表明，高厚比驗算的結(jié)果一般均能滿足要求。

剪力墻的最小厚度表2

結(jié)構(gòu)體系 剪力墻最小厚度/mm

剪力墻結(jié)構(gòu) 10n及160的較大值

框架-剪力墻 12n及200的較大值

實際工程設(shè)計中，為使剪力墻的設(shè)置合理有效，建議按下列步驟進行：

（1）首先估算出框架部分的抗側(cè)剛度，而后按照滿足規(guī)范規(guī)定的層間位移角為原則反算出所需剪力墻的最小剛度，按此初步布置剪力墻。

（2）按單項地震作用但不考慮偶然偏心的情況進行結(jié)構(gòu)計算，如計算得到的最大扭轉(zhuǎn)位移比為1.0，則說明結(jié)構(gòu)的剛度中心與質(zhì)量中心一致。當最大扭轉(zhuǎn)位移比較大時，應對結(jié)構(gòu)布置進行調(diào)整，使最大扭轉(zhuǎn)位移比接近1.0，以減小質(zhì)量中心與剛度中心之間的偏差。

（3）按單項地震作用且考慮偶然偏心的情況進行結(jié)構(gòu)計算，如扭轉(zhuǎn)位移比較大，則說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度或某些部位的抗側(cè)剛度偏小，需要調(diào)整剪力墻的布置。

（4）如有必要，可按雙向地震作用但不考慮偶然偏心計算，如扭轉(zhuǎn)位移比較大，仍需根據(jù)具體情況對剪力墻的布置做出調(diào)整。

（5）上述各種工況計算時，如發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期偏長，則說明結(jié)構(gòu)抗扭剛度偏小，應采取加大抗扭剛度的措施。

5工程實例

某辦公樓結(jié)構(gòu)平面布置見圖1，本工程為地上11層，地下2層的鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室至地上層2頂板范圍內(nèi)為剪力墻底部加強區(qū)；建筑總高度為45.800m；建筑抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為8度，0.2g，第一組；建筑場地類別為Ⅲ類；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級為框架二級，剪力墻一級。

圖1結(jié)構(gòu)平面布置圖

目前，判斷整體計算結(jié)果是否合理的主要依據(jù)是高規(guī)用于控制結(jié)構(gòu)整體性的主要指標：適用高度和高寬比、周期比、位移比、剛度比、層間受剪承載力比、剛重比、剪重比等。然而這些參數(shù)在計算前很難估計，需要經(jīng)過試算才能得到。

（1）結(jié)構(gòu)基本周期是計算風荷載的重要指標。周期的大小與結(jié)構(gòu)在地震中的反應有著密切關(guān)系，最基本的是不能與場地的卓越周期一致（一般要大于場地的特征周期），否則會發(fā)生共振。一般情況下，多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本自振周期T1（用于風振計算）可按下列公式估算：框架結(jié)構(gòu)T1=（0.08~0.1）n；框架-剪力墻和框架-核心筒結(jié)構(gòu)T1=（0.06~0.08）n；剪力墻和筒中筒結(jié)構(gòu)T1=0.05n。n為結(jié)構(gòu)層數(shù)（40層以上的建筑可能有較大差別）。如果周期偏離上述數(shù)值太遠，應當考慮工程剛度是否合適，必要時調(diào)整結(jié)構(gòu)截面尺寸。如果結(jié)構(gòu)截面尺寸和結(jié)構(gòu)布置正常，無特殊情況而計算周期相差太遠，應檢查輸入數(shù)據(jù)有無錯誤。

（2）振型組合數(shù)是在做抗震計算時考慮振型的數(shù)量。該值取值太小不能正確反映模型應當考慮的振型數(shù)量，使計算結(jié)果失真；取值太大，不僅浪費時間，還可能使計算結(jié)果發(fā)生畸變。必須指出的是，結(jié)構(gòu)的振型組合數(shù)并不是越大越好，其最大值不能超過結(jié)構(gòu)的總自由度數(shù)。例如，對采用剛性板假定的單塔結(jié)構(gòu)，考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)作用時，其振型不得超過結(jié)構(gòu)層數(shù)的3倍。

（3）耦聯(lián)計算時，底層剪重比也應該在合理范圍內(nèi)。對于第一周期小于3.5s的結(jié)構(gòu)，一般為：7度、II類土：剪重比為1.6%~2.8%；8度、II類土：剪重比為3.2%~5%。

（4）正常計算結(jié)果的振型曲線多為連續(xù)光滑曲線，當沿豎向有非常明顯的剛度和質(zhì)量突變時，振型曲線可能有不光滑的畸變點。豎向剛度、質(zhì)量變化較均勻的結(jié)構(gòu)，在外力的作用下，其內(nèi)力、位移等計算結(jié)果自上而下也應均勻變化，不應有較大的突變，否則，應檢查結(jié)構(gòu)截面尺寸或者輸入的數(shù)據(jù)是否正確、合理。

（5）柱、墻等豎向受力構(gòu)件的計算軸力N基本符合柱、墻受荷面積A與近似應力q的乘積。即N=qA。q為單位面積重力荷載，對于框架結(jié)構(gòu)約為12~14kN/m2，對于框架-剪力墻結(jié)構(gòu)約為13~15kN/m2，

對于剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)約為14~16kN/m2。

（6）地震作用方向不同，結(jié)構(gòu)地震反應的大小也各不相同，那么必然存在某各角度使得結(jié)構(gòu)地震反應值最大，這個方向為最不利地震作用方向，也即最大地震力作用方向。設(shè)計軟件可以自動計算出最大地震力作用方向并在計算書中輸出，設(shè)計人員如發(fā)現(xiàn)該角度絕對值大于15°，應將該數(shù)值回填到軟件的“水平力與整體坐標夾角”選項里并重新計算，以體現(xiàn)最不利地震作用方向的影響（逆時針為正）。對于構(gòu)件計算，則可以輸入“斜交抗側(cè)力構(gòu)件附加地震數(shù)”來實現(xiàn)。

6結(jié)語

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第4篇

關(guān)鍵詞:框架剪力墻結(jié)構(gòu)布置

1．框架剪力墻結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點

框架剪力墻結(jié)構(gòu)是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)合，吸取了各自的長處。眾所周知，框架結(jié)構(gòu)的變形是剪切型，上部層間相對變形小，下部層間相對變形大。剪力墻結(jié)構(gòu)的變形為彎曲型，上部層間相對變形大，下部層間相對變形小。對于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，由于兩種結(jié)構(gòu)協(xié)同工作變形協(xié)調(diào)，形成了彎剪變形，從而減小了結(jié)構(gòu)的層間相對位移比和頂點位移比，使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度得到了提高。從受力特點看，由于框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻側(cè)向剛度比框架的側(cè)向剛度大得多，在水平荷載作用下，一般情況下，受力80%以上用剪力墻來承擔。因此，使框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下所分配的樓層剪力，沿高度分布比樣均勻，各層梁柱的彎矩比較接近，有利于減小梁柱規(guī)格，便于施工。

2. 框架和剪力墻的布置應滿足下列要求：

1） 框架剪力墻結(jié)構(gòu)應設(shè)計成雙向抗側(cè)力體系，主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間不宜采用鉸接。抗震設(shè)計時，兩主軸方向均應布置剪力墻。梁與柱或柱與剪力墻的中線宜重合，框架的梁與柱中線之間的偏心距不宜大于柱寬的1/4。

2）框架剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置一般按照“均勻、對稱、分散、周邊”的原則布置：

① 剪力墻宜均勻?qū)ΨQ地布置在建筑物的周邊附近、樓電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位；在伸縮縫、沉降縫、防震縫兩側(cè)不宜同時設(shè)置剪力墻。

② 平面形狀凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻。

③ 剪力墻布置時，如因建筑使用需要，縱向或橫向一個方向無法設(shè)置剪力墻時，該方向可采用壁式框架或支撐等抗側(cè)力構(gòu)件，但是，兩方向在水平力作用下的位移值應接近。壁式框架的抗震等級應按剪力墻的抗震等級考慮。

④ 剪力墻的布置宜分布均勻，單片墻的剛度宜接近，長度較長的剪力墻宜設(shè)置洞口和連梁形成雙肢墻或多肢墻，單肢墻或多肢墻的墻肢長度不宜大于8 m。每段剪力墻底部承擔水平力產(chǎn)生的剪力不宜超過結(jié)構(gòu)底部總剪力的40%。

⑤ 縱向剪力墻宜布置在結(jié)構(gòu)單元的中間區(qū)段內(nèi)。房屋縱向長度較長時，不宜集中在兩端布置縱向剪力墻，否則在平面中適當部位應設(shè)置施工后澆帶以減少混凝土硬化過程中的收縮應力影響，同時應加強屋面保溫以減少溫度變化產(chǎn)生的影響。

⑥ 樓梯間、豎井等造成連續(xù)樓層開洞時，宜在洞邊設(shè)置剪力墻，且盡量與靠近的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合，不宜孤立地布置在單片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)或柱網(wǎng)以外的中間部分。

⑦ 剪力墻間距不宜過大，應滿足樓蓋平面剛度的要求，否則應考慮樓蓋平面變形的影響。

3）框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻，宜設(shè)計成周邊有梁柱(或暗梁柱)的帶邊框剪力墻。縱橫向相鄰剪力墻宜連接在一起形成L形、T形及口形等，以增大剪力墻的剛度和抗扭能力。

4） 剪力墻宜貫通建筑物全高，沿高度墻的厚度宜逐漸減薄，避免剛度突變。當剪力墻不能全部貫通時，相鄰樓層剛度的減弱不宜大于30%，在剛度突變的樓層板應按轉(zhuǎn)換層樓板的要求加強構(gòu)造措施。

3. 剪力墻的布置要點

1)剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向或多向布置，不同方向的剪力墻宜分別聯(lián)結(jié)在一起，應盡量拉通、對直，以具有較好的空間工作性能；抗震設(shè)計時，應避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式，宜使兩個方向側(cè)向剛度接近，兩個方向的自振周期宜相近。剪力墻平面布置應盡可能做到規(guī)則，避免過大的扭轉(zhuǎn)效應。

2)剪力墻的側(cè)向剛度及承載力均較大，為充分利用剪力墻的能力，減輕結(jié)構(gòu)自重，增大結(jié)構(gòu)的可利用空間，剪力墻不宜布置得太密，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度；若側(cè)向剛度過大，不僅加大自重，還會使地震力增大，對結(jié)構(gòu)受力不利。

3)剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，避免剛度突變；允許沿高度改變墻厚和混凝土強度等級，或減少部分墻肢，使側(cè)向剛度沿高度逐漸減小。剪力墻沿高度不連續(xù)，將造成結(jié)構(gòu)沿高度剛度突變，對結(jié)構(gòu)抗震不利。

4)細高的剪力墻（高寬比大于2）容易設(shè)計成彎曲破壞的延性剪力墻，從而可避免發(fā)生脆性的剪切破壞。因此，當剪力墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于2的要求，可通過開設(shè)洞口將長墻分成長度較小、較均勻的若干獨立墻段，每個獨立墻段可以是整截面墻，也可以是聯(lián)肢墻，墻段之間宜采用弱連梁連接（如樓板或跨高比大于6的連梁），因弱連梁對墻肢內(nèi)力的影響可以忽略，則可近似認為分成了若干獨立墻段。此外，當墻段長度較小時，受彎產(chǎn)生的裂縫寬度較小，而且墻體的配筋又能充分地發(fā)揮作用，因此墻段的長度不宜大于8m。

5)剪力墻洞口的布置，會極大地影響剪力墻的力學性能。為此規(guī)定剪力墻的門窗洞口宜上下對齊，成列布置，能形成明確的墻肢和連梁，應力分布比較規(guī)則，又與當前普遍應用的計算簡圖較為符合，設(shè)計結(jié)果安全可靠。

4.設(shè)計框架剪力墻結(jié)構(gòu)房屋應注意的三個問題

1）框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中柱、墻總的剛度比大小決定了對框架受力的考慮。當框架結(jié)構(gòu)中僅在樓電梯間或其他部位布置少量鋼筋混凝土剪力墻時，結(jié)構(gòu)分析應考慮該剪力墻與框架的協(xié)同工作，此時應采取措施減小此種剪力墻的作用，增加與剪力墻相連柱的配筋，這些措施包括將此種剪力墻減薄、開豎縫、開結(jié)構(gòu)洞、配置少量單排鋼筋等。此時結(jié)構(gòu)形式按框架結(jié)構(gòu)確定，按框架結(jié)構(gòu)體系的要求進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2）當剪力墻布置較少剛度偏小時，在基本振型地震作用下，其框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%，框架是主要的抗側(cè)力構(gòu)件，必須保證其各方面的承載能力。規(guī)范規(guī)程要求其框架部分的抗震等級按框架結(jié)構(gòu)確定；柱軸壓比限值宜按框架結(jié)構(gòu)的規(guī)定采用；最大適用高度和高寬比限值可比框架結(jié)構(gòu)適當放松，放松的幅度可視剪力墻的數(shù)量及剪力墻承受的地震傾覆力矩來確定。當框架剪力墻結(jié)構(gòu)布置足夠的剪力墻時，即在基本振型地震作用下，框架承受的地震傾覆力矩小于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%時，其框架部分則屬于“次要抗側(cè)力構(gòu)件”，框架部分的抗震等級按框架剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定來劃分。

3）當剪力墻布置較多剛度過大而使框架受力過小時，需把框架部分予以加強。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002規(guī)定“任一層框架部分的地震剪力不應小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的20%和結(jié)構(gòu)整體分析中框架部分各樓層地震力最大值的1.5倍二者較小值”。此時框架是第二道抗震防線，為了不使框架部分過早出現(xiàn)塑性鉸，必須給予它一定的抗震能力。

框架剪力墻結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)相比，由于抗側(cè)能力大大提高，剛度增加，地震力作用下側(cè)移小，是抗震性能較好的結(jié)構(gòu)體系。雖然地震力主要由剪力墻承擔，但設(shè)計要求框架承擔一定比例的地震力，是抗震的第二道防線。總之，該種結(jié)構(gòu)具有使用靈活、剛度大、抗震性能好的特點，因此得到了廣泛的應用。

5. 如何解決與剪力墻相連的框架梁超筋現(xiàn)象

應首先分析產(chǎn)生本問題的原因，去掉地震力計算，如不再出現(xiàn)這個問題，那就是地震力產(chǎn)生的，可以保證正常使用狀態(tài)下的梁配筋，按不計算地震力計算結(jié)果配筋，然后計算地震力時點鉸，將地震力效應轉(zhuǎn)移；如不計算地震力時結(jié)果仍然超筋，那就不是地震效應，而是程序計算產(chǎn)生的問題；這個恐怕是PKPM程序的弊病，而產(chǎn)生這個結(jié)果的原因就是框架柱豎向剛度小，豎向變形大，而剪力墻豎向剛度大，豎向變形小，梁配筋就是剪力墻端負筋超大，框架柱端正筋較大；解決這個問題只有加大梁截面，滿足計算結(jié)果；或者是增加柱截面減小柱豎向變形。

6. 結(jié)論

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第5篇

關(guān)鍵詞：短肢剪力墻；結(jié)構(gòu)分析；工程實例

1 引言

隨著人們對住宅，特別是小高層及多層住宅平面與空間的要求越來越高，原來普通框架結(jié)構(gòu)的露柱露梁、普通剪力墻結(jié)構(gòu)對建筑空間的嚴格限定與分隔已不能滿足人們對住宅空間的要求。于是經(jīng)過不斷的實踐和改進，以剪力墻為基礎(chǔ)，并吸取框架的優(yōu)點，逐步發(fā)展而形成一種能較好適應小高層住宅建筑的結(jié)構(gòu)體系，即所謂“短肢剪力墻―筒體（或一般剪力墻）”結(jié)構(gòu)體系。廣東地區(qū)的小高層住宅較多采用該結(jié)構(gòu)體系。為此，本文從結(jié)構(gòu)布置、計算分析及其構(gòu)造要求等幾方面去分析短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，并附有工程實例進行對比說明。

2 工程概況

某工程為十三層帶坡屋面的高層住宅，無地下室，首層架空，總建筑面積為14267m2，在滿足安全和使用的前提下，為了滿足開發(fā)商的建筑美觀和降低成本的要求，設(shè)計采用了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)方案。標準層結(jié)構(gòu)布置見圖一。主體結(jié)構(gòu)計算采用中國建筑科學研究院開發(fā)的SATWE程序進行分析計算。

圖一 標準層結(jié)構(gòu)平面布置圖

3 結(jié)構(gòu)布置

“短肢”剪力墻仍屬于剪力墻結(jié)構(gòu)體系，只不過是采用較短的剪力墻肢（短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5~8，墻厚不小于200mm的剪力墻）。進行短肢剪力墻布置時，應注意使結(jié)構(gòu)的剛度適宜，傳力路徑明確，結(jié)構(gòu)專業(yè)應較早地介入建筑專業(yè)的方案設(shè)計，使結(jié)構(gòu)布置既能滿足建筑功能的要求，又能做到經(jīng)濟合理。

3.1 布置原則

短肢剪力墻總的布置原則是：均勻、分散、對稱、周邊。均勻、分散是要求每片剪力墻的抗側(cè)剛度相差不大，避免一、二片剛度特大的剪力墻受力過于集中。對稱布置，可使質(zhì)心和剛心重合，這樣可以避免和減少建筑物受到的扭矩。剪力墻靠近結(jié)構(gòu)單元的周邊布置，可增大房屋的剛度，從而減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期。

3.2 平面布置

設(shè)計時一般利用間隔墻位置來布置豎向構(gòu)件，布置應以T形、L形 、]形、 +形為主，這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩(wěn)定。而連接各墻的梁，隨墻肢位置而設(shè)于間隔墻豎平面內(nèi)，可隱蔽。在結(jié)構(gòu)布置時不應采用全部墻肢均為短肢墻的結(jié)構(gòu)方案，必須布置筒體（或一般剪力墻），形成短肢剪力墻與筒體（或一般剪力墻）共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)。各短肢墻應盡量對齊、拉直，使之與連梁一起構(gòu)成較規(guī)則且連續(xù)均勻的抗側(cè)力片，并且，每道短肢墻宜有兩個方向的梁與之連接。當有抗震要求時，風力較大或平面凹凸較多時，應在平面外邊緣及角點處，特別是外凸部分布置必要的短肢墻，以加強其整體性和滿足平面剛性要求。實例中，結(jié)合建筑平面和使用功能，利用間隔墻位置來布置豎向構(gòu)件，將筒體（或一般剪力墻）布置于中心樓電梯間處，作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，以承受主要水平力，在平面凹凸位置、平面外邊緣及角點處均布置有短肢墻。見圖一。

短肢剪力墻墻肢厚度不宜大，且盡量避免突出隔墻表面，但其厚度不應小于200mm。按抗震等級為一、二級時其截面厚度，底部加強部位≥1/16層高,其它部位≥1/20層高，當為無端柱或翼墻的一字形剪力墻時，底部加強部位的截面厚度≥1/12層高，其它部位≥1/15層高；按抗震等級為三、四級設(shè)計時短肢剪力墻的截面厚度，底部加強部位≥1/20層高，其它部位≥1/25層高。如表一示，實例中短肢墻抗震等級為三級，住宅首層為架空層，層高7m，為結(jié)構(gòu)底部加強層，墻肢厚取350mm；其他層層高3.1m，墻肢厚取最小值200mm。

表1 結(jié)構(gòu)布置情況表

層號 層高

（m） 墻肢厚

(mm) 混凝土強度 備注

柱、墻 梁、板

1 7.0 350 C30 C30 底部加強層

2 3.1 200 C30 C30

3～4 3.1 200 C30 C25

5～13 3.1 200 C25 C25

3.3 豎向布置

短肢剪力墻-筒體結(jié)構(gòu)的最大適用高度應比“高規(guī)”中剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定值適當降低，且B級高度和9度抗震設(shè)計的A級高度高層建筑，不應采用該結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻-筒體結(jié)構(gòu)的豎向布置應符合A級高度高層建筑的一般要求，且在抗震設(shè)計時，結(jié)構(gòu)的豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜上下連續(xù)貫通。剪力墻沿豎向宜連續(xù)分布，上到頂下到底，中間樓層不宜中斷。墻厚度沿豎向應逐漸減薄，厚度改變與混凝土強度等級的改變宜錯開樓層，避免結(jié)構(gòu)剛度突變。“高規(guī)”規(guī)定，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應低于C25。工程實例中，剪力墻是從承臺面一直到屋面層連續(xù)布置，墻厚與混凝土強度等級的改變不在同一樓層，如表一所示。

4 計算分析

4.1計算模型

對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算，因其是剪力墻大開口而成，所以基本上與普通剪力墻結(jié)構(gòu)分析相同。目前應用最多的有兩類，一是以薄壁桿理論為基礎(chǔ)的軟件如建研院TAT、TBSA；二是以墻元理論為基礎(chǔ)的軟件如SATWE、SSW、TUS等。在設(shè)計時，應根據(jù)具體情況，選擇合適的軟件進行計算，必要時，還應進行多軟件的分析比較。本人認為采用空間桿-墻組元分析方法計算模型更符合實際情況。

4.2 計算分析

（1）高層結(jié)構(gòu)中的連梁是一個耗能構(gòu)件，連梁的剪切破壞會使結(jié)構(gòu)的延性降低，對抗震不利，故連梁設(shè)計中應按“強剪弱彎”的原則進行，如對跨高比≥5的連梁應按框架梁進行設(shè)計，以保證連梁的受彎屈服先于剪切破壞。

（2）對于墻肢截面高度與厚度比小于等于3的短肢墻則必須按柱的方法進行設(shè)計。注意整體計算需考慮填充墻對建筑基本自振周期影響，折減系數(shù)可取0.8～0.9。

（3）對于短肢剪力墻的剪力設(shè)計值，不僅底部加強部位應按規(guī)范調(diào)整，其他各層也要調(diào)整，一、二級抗震等級應分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2，主要目的是避免短肢剪力墻過早剪壞。

（4）短肢剪力墻的抗震等級應比一般剪力墻的抗震等級提高一級采用，主要目的是從構(gòu)造上改善短肢剪力墻的延性。實例中，建筑物位于6度抗震烈度設(shè)防區(qū)，按規(guī)范要求，短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)抗震等級為三級，其余構(gòu)件的抗震等級均為四級。

（5）短肢墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計值的軸壓比，抗震等級為一、二、三時分別不宜大于0.5、0.6、0.7。對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，因其延性更為不利，因此軸壓比限值要相應降低0.1。

（6）抗震設(shè)計時，短肢剪力墻截面的縱向鋼筋的配筋率，底部加強部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%。底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/8及底部兩層層高的較大值。

（7）抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度平均值不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力的80%。

（8）結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應大于0.9。實例中，T3為第一扭轉(zhuǎn)振型，T1為第一平動振型，其比值為0.74，小于0.9，滿足要求。見表二所示。

表2 振動周期(秒)

振型號 T1 T2 T3 T4 T5 T6 周期比

Tt / T1

周期 1.3999

平動 1.2698

平動 1.0353

扭轉(zhuǎn) 0.4609 0.3872 0.3364 T3/T1=0.74

5 構(gòu)造要求

由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能較差，因此應加強概念設(shè)計，并對一些不利部位加強構(gòu)造措施。

（1）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當有扭轉(zhuǎn)效應時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，因此應加強其抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率。

（2）為了確保水平力的可靠傳遞，核心區(qū)樓板應適當加厚。樓板開大洞削弱后，宜加厚洞口附近樓板，提高樓板的配筋率，采用雙層雙向配筋，或加配斜向鋼筋。實例中，住宅中部存在樓電梯，屬樓板開大洞，因此對4～9軸間的樓板加厚（h=150mm），且對該區(qū)域的樓板進行雙層雙向拉通配筋。

（3）高層建筑剪力墻中豎向和水平分布鋼筋，不應采用單排配筋，一、二、三級抗震設(shè)計的配筋率不小于0.25%，四級抗震設(shè)計和非抗震設(shè)計時均不應小于0.20%。

（4）一、二級抗震設(shè)計的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在底部加強部位及相鄰上一層應設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，其它部位以及三、四級抗震設(shè)計應設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。關(guān)于約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件的具體要求可參見規(guī)范有關(guān)條文。

（5）剪力墻的連梁應進行斜截面受剪和正截面受彎承載力計算。連梁的正截面配筋，按矩形截面構(gòu)件計算，取上、下配筋的較大值，按對稱配筋置于梁截面上、下部位。按斜截面抗剪計算所得的箍筋沿全跨加密設(shè)置。對于個別連梁，因其跨度小，剛度很大，地震作用下允許連梁局部開裂，可將連梁的剛度予以折減，抗震設(shè)計的剪力墻的連梁彎矩及剪力也可進行塑性調(diào)幅，以降低其剪力設(shè)計值。若在內(nèi)力計算時已經(jīng)折減連梁的剛度，則調(diào)幅的范圍應當受到限制或不再進行調(diào)幅，以避免在使用狀況下連梁中裂縫開展過早、過大。當部分連梁降低彎矩設(shè)計值后，其余部位連梁和墻肢的彎矩設(shè)計值應相應提高。

（6）由于外墻面鋼筋混凝土短墻肢之間的填充墻與鋼筋混凝土墻的變形模量不同，在二者交界處易產(chǎn)生裂縫，通常采取的措施是在做粉刷時，在二者交界面處附粘一層玻璃絲布，使應力平緩過渡。

6 結(jié)語