剪力墙结构设计精选(九篇)

第1篇：剪力墙结构设计范文

论文摘要：剪力墙结构设计包括墙肢、连梁布置、截面计算及配筋构造等。本文着重论述剪力墙设计中应着重注意以下问题：

1、剪力墙的布置；

2、有关短肢剪力墙设计。

一、剪力墙布置

剪力墙布置除应符合规程中有关规定外，在本文中进一步对剪力墙的布置提出了一些要求，其中关于短肢剪力墙和梁、墙布置都属于本文着重阐述的内容。

1、双向布置剪力墙及抗侧刚度

高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。在抗震结构中，应避免单向布置剪力墙，并宜使两个方向抗侧刚度接近，即两个方向的自振周期宜相近。

另一方面，剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使结构具有适宜的侧向刚度。

2、竖向刚度均匀

剪力墙布置对结构的抗侧刚度有很大影响，剪力墙沿高度不连续，将造成结构沿高度刚度突变，所以应要求剪力墙自上到下连续布置。允许沿高度改变墙厚和混凝土等级，或减少部分墙肢，使抗侧刚度沿高度逐渐减小。

3、墙肢高宽比

细高的剪力墙容易设计成受弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。在抗震结构中剪力墙结构应具有延性，设计中墙的高宽应比不应小于2。当墙的长度很长时，为了满足每个墙段高宽比大于2的要求，可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的独立墙段，每个独立墙段可以是整体墙，也可以是联肢墙。

4、剪力墙洞口的布置

剪力墙洞口的布置，会极大地影响剪力墙的力学性能。因此，布置剪力墙洞口时应满足以下3方面要求。

（1）规则开洞，洞口成列、成排布置，能形成明确的墙肢和连梁，应力分布比较规则，又与当前普遍应用程序的计算简图较为符合，设计结果安全可靠。同时宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置；

（2）对于错洞剪力墙和叠合错洞墙，二者都是不规则开洞的剪力墙，其应力分布复杂，容易造成剪力墙的薄弱部位，常规计算无法获得其实际内力，构造比较复杂。其主要特点是洞口错开距离很小，甚至叠合，不仅墙肢不规则，洞口之间形成薄弱部位，叠合错洞墙比错洞口墙更为不利，设计时应尽量避免。当无法避免叠合错洞布置时，应按有限元方法仔细计算分析并在洞口周边采取加强措施或采用其他轻质材料填充将叠合洞口转化为规则洞口的剪力墙或框架结构；

（3）具有不规则洞口剪力墙的内力和位移计算应符合规程的有关规定。目前除了平面有限元方法外，尚没有更好的简化方法计算。对结构整体计算中采用了杆系、薄壁杆系模型或对洞口作了简化处理的其他有限元模型时，应对不规则开洞墙的计算结果进行分析、判断，必要时应进行补充计算和校核。

5、剪力墙和加强部位

（1）抗震结构中出现塑性铰的部位应作为加强部位。而剪力墙顶层、楼电梯间墙等不宜作为加强部位，这样作的目的是对塑性铰部位可以有更明确的措施，与由于温度、收缩等需要的加强措施区别；

（2）剪力墙塑性铰出现后，剪力墙应具有足够的延性，剪力墙底部塑性铰出现都有一定范围，该范围内应当加强构造措施，提高其抗剪切破坏的能力；

（3）为安全起见，设计剪力墙时将加强部位范围适当扩大，抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值，当剪力墙高度超过150m时，为避免加强区太高，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。

二、短肢剪力墙设计要求

短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为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。当截面高度与厚度之比小于3时，应按柱计算（当形成异型柱时，则应按异型柱的要求设计，但高层建筑中不允许采用异型柱框架结构），至于剪力墙高度与厚度之比大于3、又小于5的剪力墙，实际上也是短肢剪力墙，由于它们更弱，可以提出不宜采用小于5的墙肢，对这种小墙肢的轴压比应修予更严格的限制，因此即使采用短肢剪力墙，也要尽可能使墙肢截面高度与厚度之比大于5。

近年兴起的短肢剪力墙结构，有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重，应用逐渐广泛。但是由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，考虑高层住宅建筑的安全，其剪力墙不宜过少、墙肢不宜过短，可以对短肢剪力墙的应用范围应在设计中加以限制，并采取一些加强措施。

1、应用范围

高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。设计时应注意：短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），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；其次，具有较短肢剪力墙的墙的剪力墙结构最大适用高度应比规范中剪力墙结构的规定值适当降低，7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和60m；第三，对于b级高度高层建筑和9度抗震设计的a级高度高层建筑，即使设置筒体，也不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构；第四，如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不属于这种短肢剪力墙与筒体共同工作的剪力墙结构。

2、加强措施

对于短肢剪力墙设计中应着重以下加强措施。

（1）为限制过多的剪力墙的数量，在抗震设计时，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50%；

（2）抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比规范中规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用；目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性；

（3）出于改善延性的考虑，抗震设计时，各层短肢剪力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和0.7（对一般剪力墙，三级抗震等级时轴压比未限制）；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其延性更为不利，因此轴压比限值要相应降低0.1；

（4） 对于短肢剪力墙的剪力设计值，不仅底部加强部位应调整，其他各层也要调整，一、二、级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2，目的是避免短肢剪力墙过早剪坏；

（5）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%；

（6）对于短肢剪力墙截面最小厚度，无论抗震还是非抗震设计，其厚度都不应小于200㎜；对于非抗震设计，除要求建筑最大适用高度适当降低外，对墙肢厚度限制的目的是使墙肢不致过小。

总之，在剪力墙布置中洞口宜上下对齐使之受力明确，尽量避免出现错洞与叠合错洞的出现。在短肢剪力墙设计中应注意其肢长、加强部位、构造要求等要求。

参考资料：

[1]吕文、钱稼茹，基于位移延性剪力墙抗震设计《建筑结构学报》1999.3 。

[2]《高层建筑混凝土结构技术规程》中国建筑工业出版社。

第2篇：剪力墙结构设计范文

【关键词】结构设计；剪力墙；剪力墙构件；剪力墙设计

1、剪力墙设计中的基本概念

1.1 墙体作为承受竖向荷载及水平荷载的结构，称为剪力墙结构。特点是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移变形小。缺点是平面布置不灵活，较难满足公共建筑使用要求，结构的自重较大，结构延性较差。

1.2 剪力墙结构中，墙是一平面构件，它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力或拉力，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，剪力墙结构在水平力作用下侧向变形是弯曲型。

1.3 剪力墙布置要求：

a 剪力墙结构应双向均匀布置，建筑物周边宜布置剪力墙，在抗震结构中，应避免单向布置剪力墙。剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，在满足侧向刚度的及结构受力的条件下，墙不宜布置太密。

b 剪力墙沿结构高度宜连续布置，墙厚度宜自下到上逐渐减薄，使结构抗侧刚度沿高度逐渐减小，避免结构沿高度刚度突变。

c较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较为均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2。墙肢截面高度不宜大于8m。

d当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以下措施中的一个措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响。①沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙，抵抗该墙肢平面外弯矩；②当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与梁相交处设置扶壁柱。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋；③当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱，并宜按计算确定配筋；④必要时，剪力墙内可设置型钢。

e纵向剪力墙宜布置在结构单元的中间区段内。房屋纵向长度较长时，不宜集中在两端布置纵向剪力墙。

1.4 剪力墙结构计算

a 剪力墙根据墙面开洞大小情况，分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。

当剪力墙不开洞或洞口面积小于墙体总面积的16%，且洞口边长尺寸均小于洞口间净距及洞口至墙边的净距，可视为整截面墙。其受力性能类似整体的悬臂，墙肢的法向应力呈线性变化，截面变形符合平截面假定。

当剪力墙的洞口沿竖向成列布置，洞口稍大，各列墙肢和连梁刚度比较均匀，并符合一定条件，为整体小开口墙，其受力性能亦可按整体的考虑，并应考虑墙肢的局部弯距。

当剪力墙的洞口沿竖向成列布置，且洞口面积超过墙体总面积的16%，连梁刚度远小于墙肢刚度，为联肢墙。联肢墙宜在保证连梁有足够延性的前提下，增加梁的刚度和强度，使连梁能消耗较多的能量以减少墙肢的破坏。

当剪力墙开洞过大，且连梁刚度很大，而墙肢刚度较弱的情况，已接近框架的受力特性，称为壁式框架，计算和构造应按近似框架结构考虑。

b计算剪力墙的内力和变形时，其剪力墙应计入端部翼缘的共同工作。翼缘的有效长度每侧由墙面算起可取以下三种情况中的最小值：①相邻剪力墙净距的一半；②至门窗洞口的墙长度；③剪力墙总高度的15%。

c剪力墙结构宜采用三维空间的分析方法作整体分析，对不同的结构，应选用与其相适应的计算模型的计算程序进行结构计算分析；对较复杂的剪力墙结构应采用两种以上计算模型进行计算比较。

d《高规》规定钢筋混凝土剪力墙应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力计算，在集中力作用下，墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力计算，按一级抗震等级设计的剪力墙，在水平施工缝处需进行抗滑移验算。

1.5 剪力墙底部加强部位

一般剪力墙结构在水平地震作用下，竖向相当于箱形悬臂梁，其变形呈弯曲形，短肢剪力墙结构视短肢墙数量多少，变形呈弯曲形或弯剪形。剪力墙结构底部加强位置是容易屈服的部位，类似框架梁端箍筋加密区，所以要加强。

抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可按墙肢总高度的1/8和底部两层中的较大者，当剪力墙高度超过150m时，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。

带有地下室的剪力墙结构，如地下室顶板能作为上部结构的嵌固部位时，剪力墙底部加强部位的高度应从地下一层顶板算起，地下一层按加强层部位设计，地下二层可不必按加强部位设计。如地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位时，通常地下一层底板处可基本满足，剪力墙底部加强部位的高度应从地下一层底板算起，地下二层可不必按加强部位设计。

第3篇：剪力墙结构设计范文

关键词：错层结构；剪力墙结构；抗震措施；结构设计

中图分类号：TU398 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）15-0186-02

一、工程概况

南京某高层住宅小区位于鼓楼区，其中4号楼为错层剪力墙结构。该工程建筑平面布置为一字型，建筑物长度约为69m，宽度约为12.6m，建筑主体高度52.1m，共18层，加上屋顶以上塔楼的高度后，建筑的总高度为55.8m，高宽比为4.43。规范要求，钢筋混凝土剪力墙结构伸缩缝最大间距为45m，综合考虑变形缝设置要求，该建筑变形缝宽度取200mm，将建筑物分成A、B、C三个单元，住宅层高为2.9m，上部结构各标高之间相差1.45m。该工程为丙类建筑，建筑场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组，场地特征周期为Tg=0.35s，罕遇地震作用的水平地震影响系数最大值为0.72。计算时基本风压按50年重现期取0.40KN/m2。

二、一种剪力墙结构的分析

随着人们生活水平不断提高，对居住环境的要求越来越高，错层式住宅以其空间高低错落有致、使用合理、居住舒适等优点，越来越受到人们的青睐，这种错层式住宅多采用剪力墙结构。但是错层结构是一种对抗震不利的结构形式，错层剪力墙结构使剪力墙形成错洞墙，导致结构刚度不规则，对结构抗震有不利影响，尤其对平面不规则和扭转效应显著的错层结构破坏特别严重。JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）建议在抗震设计时高层建筑宜避免错层，同时也对错层结构的设计提出了一些规定。对于错层结构，一般认为其不利的因素主要源于两个方面：一是由于楼板被分成数块，且相互错置，在错层构件中产生很大的变形和内力，削弱了楼板协调结构整体受力的能力；二是由于楼板错层，使得错层交接部位形成竖向短构件，可能在同向受力中因错层构件刚度大而产生内力集中，不利于抗震。短构件问题主要是针对多层框架结构，其不利于抗震的震害表现也多出现在多层框架中。对于以剪力墙为主要受力构件的高层住宅，规则的错层对结构受力的影响有限，影响主要在于两侧有错层连梁相连的墙体。结构的错层会增大结构的抗侧刚度，错层构件在结构整体中所占的比例越大，则整体侧向刚度增加幅度越大，但剪力墙结构抗侧刚度增加的幅度相比于框架结构要小。相互错层的相邻楼板A和B仅由中间的错层柱或墙相联系，相比较平面刚度极大的楼板，错层柱或墙的弯剪刚度是个极小值，当结构受力时，结构两部分将产生不协调变形，可能会在错层柱或墙中形成较大的内力，错层柱或墙的受力与两部分的均匀性有关。错层剪力墙结构的试验研究表明，由于错层剪力墙结构整体成弯曲破坏，根据振动台试验和静力试验破坏结果，错层剪力墙结构与一般剪力墙结构无大的区别。由此可知，错层对剪力结构体系的影响有限，错层剪力结构通过结构的合理布置和结构措施的加强，可以满足抗震设计的要求。

三、剪力计算模型与抗震构造措施

该工程中被变形缝分成A、B、C三个单元，其中A和C单元对称，因此我们只需建立A和B两个计算模型进行计算。《高规》指出，错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系。错层结构中，错开的楼层应各自参加结构整体计算，不应该并为一层计算。本工程采用全浇剪力结构体系，计算软件以STAWE为主进行结构计算，以PMSAP进行校对。建模时图3所示各标高处均按独立的计算标准层输入，错层处剪力墙厚度取250mm，与之相连的墙体厚度也取250mm。一般错层剪力墙结构设计时墙体应尽量带有较大的翼缘，一是可以增加墙体的稳定性，二是增加了墙体的抗震承载力和延性，对抗震有利。所建模型中几乎所有墙体都带有较大的翼缘，以增强墙体的稳定性和抗震能力。一般在进行结构的动力特性分析时，分别采用弹性楼板和刚性楼板模拟结构的错层楼板，发现两种计算方法的结果差异不大。振型分解反应谱分析结果表明，结构在常遇地震作用下错层位置楼板会产生局部应力集中现象，而位移、基底剪力等指标满足规范抗震要求。设计中用SATWE和PMSAP计算时，分别考虑错层楼板为刚性楼板和弹性楼板，发现计算结果确实差异不大。计算结果具体可见表1和表2。两种程序的计算结果相差不大，为结构设计提供了保障。

对于错层剪力墙结构，《高规》中指出，错层处平面外受力的剪力墙截面厚度抗震设计时不应小于250mm，并应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等级应提高一级采用。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于C30，水平和竖向分布钢筋的配筋率抗震设计时不应小于0.5%。本例参考了大量的相关文献及其规范的要求，在建筑专业允许的前提下，设置变形缝，将建筑分为三个部分进行设计，减小结构的扭转效应。在错层处的剪力墙加厚，厚度取250mm，并让墙体带有较大的翼缘，增强墙体的延性和稳定性。错层处剪力墙抗震等级提高一级，按二级考虑。混凝土强度等级在底部加强区为C35，上部为C30。

综上所述，还要注意到：（1）错层结构造成平面楼板不连续，竖向构件应力集中，是一种对抗震不利的结构形式，但错层对剪力墙结构体系的影响有限，错层剪力墙结构通过结构的合理布置和构造措施的加强，可以满足抗震设计的要求；（2）错层剪力墙结构的设计中，考虑结构概念设计，合理的布置结构平面，采用相应的抗震构造措施，可以很好的保证结构的安全性，确保收到良好的经济效果。

参考文献

[1]国家标准．建筑结构抗震设计规范（C.RS0011-2001）[S]．

[2]行业标准．高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）[S]．

[3]尹保江，等．高层建筑中错层剪力墙结构的试验研究[J]．建筑科学，1999，（6）．

[4]吴景松．错层结构的抗震分析[J]．住宅科技，2002，（10）．

第4篇：剪力墙结构设计范文

A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度：

全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为150、140、120、100、60m

部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为130、120、100、80m，9度抗震时不宜采用

A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度：

6度、7度、8度抗震时，将本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用

9度抗震时，应专门研究

（说明：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电梯机房、水箱、构架等高度）

B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度：

全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为180、170、150、130m

部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为150、140、120、100m

B级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度：

6度、7度抗震时，按本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用

8度抗震时，应专门研究

结构的最大高宽比：

A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为6、6、6、5、4

B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为8、7、7、6

质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；

其他情况，应计算单向水平地震作用的扭转影响

考虑非承重墙的刚度影响，结构自振周期折减系数取值0.9～1.0

平面规则检查，需满足：

扭转： A级高度——

B级高度、混合结构高层、复杂高层——

楼板： 有效楼板宽 ≥ 该层楼板典型宽度的50％

开洞面积 ≤ 该层楼面面积的30％

无较大的楼层错层

凹凸： 平面凹进的一侧尺寸 ≤ 相应投影方向总尺寸的30％

竖向规则检查，需满足：

侧向刚度：

除顶层外，局部收进的水平向尺寸 ≤ 相邻下一层的25％

楼层承载力：A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力 （宜）≥ 相邻上一层的80％

薄弱层抗侧力结构的受剪承载力（应）≥ 相邻上一层的65％

B级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力（应）≥ 相邻上一层的75％

（说明：楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和）

竖向连续：竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力不得由水平转换构件（梁等）向下传递

水平位移验算：

多遇地震作用下的最大层间位移角 ≤

罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角 ≤ 1/120

舒适度要求：

高度超过150m的高层建筑，按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最大加速度限值为：住宅、公寓 0.15 m/s2，办公、旅馆 0.25 m/s2

伸缩缝

1. 最大间距：现浇 45m，装配 65m

2. 可适当放宽最大间距的条件：

① 顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率

② 顶层加强保温隔热措施，外墙设置外保温层

③ 每隔30～40m留出后浇带，带宽800～1000mm，钢筋采用搭接接头，后浇带砼两个月之后浇灌

④ 顶部楼层改用刚度较小的结构形式，或顶部设局部温度缝，将结构划分为长度较短的区段

⑤ 采用收缩较小的水泥，减少水泥用量，砼中加入适宜的外加剂

⑥ 提高每层楼板的构造配筋率，或采用部分预应力混凝土

防震缝

1. 最小宽度：按框架结构的50％取用，但不宜小于70mm.

框架结构防震缝最小宽度规定为：高度≤15m的部分，70mm；超过15m的部分，6度、7度、8度、9度相应每增加高度5m、4m、3m、2m，缝宽加宽20mm

2. 缝两侧结构体系不同时，按不利情况确定

缝两侧房屋高度不同时，按较低房屋高度确定

3. 缝沿房屋全高设置，地下室和基础可不设，但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接

4. 相邻结构基础存在较大沉降差时，宜加宽防震缝

墙体布置

宜双向布置，尤其是抗震时应避免单向布置

门窗洞口宜上下对齐，成列布置。一、二、***抗震时，底部加强部位不宜采用错洞墙，且所有部位不宜采用叠合错洞墙

墙肢长度不宜超过8m，且墙段总高与墙肢高度之比应大于2.当墙肢较长时宜开设洞口，各墙段间设置弱连梁

应避免楼面梁垂直支承在无翼墙的剪力墙的端部（《审查要点》3.6.3 / 6）

当墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以下一种措施：

一般剪力墙的底部加强部位高度的取值：

（说明：当有地下室时，墙肢总高度应从地上一层（首层）算起，但底部加强部位应额外加上地下室的高度）

截面设计

构件截面长边与短边之比大于4时，宜按墙的要求进行设计（《砼规》10.5.1）

矩形截面独立墙肢的长度与厚度之比不宜小于5

当其比值小于5时——其在重力荷载代表值作用下的轴压比限值，当一、二级抗震时，应较正常墙肢的相应值减0.1，***抗震时为0.6

当其比值不大于3时——宜按框架柱进行设计，但纵向钢筋的最小配筋率不变，且箍筋宜沿全高加密

双肢剪力墙的抗震设计中，墙肢不宜出现小偏拉，当任一墙肢出现大偏拉时，两墙肢均应将弯矩设计值和剪力设计值乘以1.25的增大系数

（说明：剪力墙墙肢不同受力状态的延性优劣—— 小偏拉 < 大偏拉 < 小偏压 < 大偏压）

剪力墙截面设计的内容：平面内的斜截面受剪、偏压或偏拉、平面外轴心受压

在集中荷载作用下，墙内宜设置暗柱，并注明暗柱纵筋的连接方式，无暗柱时应进行局部受压承载力验算

一级抗震时，墙体的水平施工缝处宜进行抗滑移验算

截面厚度

一、二级抗震时，底部加强部位 ≥

其他部位 ≥

（《砼规》11.7.9 / 1）补充：当墙端无端柱或翼墙时，≥ 层高的1/12

三、四级抗震时，底部加强部位 ≥

其他部位 ≥

非抗震时，≥

当不能满足上述要求时，应进行墙体的稳定计算（高规附录D）

剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于160mm.

截面尺寸还应符合受剪要求

剪力墙的厚度不宜小于楼层高度的1/25（《砼规》10.5.2）

轴压比限值

一般剪力墙底部加强部位——***抗震无规定、二级抗震0.6、一级（7、8度）抗震0.5、一级（9度）抗震0.4

第5篇：剪力墙结构设计范文

关键词：小高层；住宅；短肢剪力墙；结构设计

Abstract: as the shear wall structure system branch, short shear wall structure because of the structure arrangement of flexibility and can adjust the sex, make its various technical and economic indexes is more general shear wall structure ideal, thus in the high-rise residential houses in the design of structure has been widely adopted. This paper discusses the residential building the shear wall structure design of short shear wall structure design.

Keywords: small high; Residential; Short-shear walls; Structure design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

近年来随着房地产业的发展，小、 中高层板式住宅越来越受到开发商和住户的青睐，在小高层住宅建筑中出现了一种叫短肢剪力墙结构的新的结构型式,它以其灵活的布置形式和良好的抗震性能越来越被建筑师所喜欢而流行。以异型柱和剪力墙为基础，并吸取框架的优点，逐步发展而形成一种能较好适应小高层住宅建筑的结构体系 --短肢剪力墙结构体系 。短肢剪力墙结构既保留了异形柱不突出墙面的优点，又克服了异形柱框架抗震性能不理想等缺点，因而逐渐得到了推广应用。

一、短肢剪力墙的布置原则

短肢剪力墙结构中的墙肢应按需布置，既满足抗震要求，又要使结构刚柔并济，其布置原则归纳如下：短肢墙的数量应当适中，满足竖向荷载和抗侧力需要即可；短肢墙应尽量均匀分布，其轴向应力不应相差悬殊；当有抗震要求或风力较大或平面凹凸较多时，在平面外边缘及角点处，特别是外凸部分，布置必要的短肢墙以加强其整体性和满足平面刚性的要求；各短肢墙应尽量对齐 拉直，使之与连梁一起构成较规整且连续跨数较多的抗侧力片，当不能完全做到时允许局部互相错开；每道短肢墙宜与两个方向的梁连结；墙肢不宜过厚，尽量不凸出或少凸出间隔墙表面，但亦不应太薄以导致稳定性差和施工困难，局部可以混合布置部分较长的墙或矩形柱；在抗震设计中，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底部地震倾覆力矩的50%。

二、 短肢剪力墙结构设计

1、短肢剪力墙的设计

短肢剪力墙结构的设计主要包括墙肢的设计和连梁的设计。墙肢的截面的设计,要进行受弯、受剪计算,还应通过正截面偏心受压、偏心受拉的计算,在集中荷载作用下还应进行局部受压承载力计算。在满足最小配筋率要求的前提下,确定墙肢端部的受力钢筋,即约束边缘构件或构造边缘构件的纵筋,由斜截面抗剪计算出墙肢腹板水平分布钢筋。

高层结构中的连梁是一个耗能构件,连梁的设计对于短肢剪力墙的力学性能有很大影响。因为各个墙肢是通过连梁连接从而形成联肢墙共同工作的,连梁对墙肢的约束对抗震性能有很大影响。当梁的跨高比小于5时,按连梁进行设计;跨高比大于5时,应按框架梁进行正截面受弯承载力计算,控制混凝土压区高度,连梁的正截面配筋,按矩形截面构件计算,取上、下配筋的较大值,按对称配筋置于梁截面上、下部位,其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%～80%来解决。另外,由于短肢剪力墙的刚度相对较小,使连梁受剪破坏的可能性增大,因此,设计中应注意应避免连梁剪切破坏先于弯曲破坏,连梁应进行斜截面受剪承载力计算,满足强剪弱弯的要求。按斜截面抗剪计算所得的箍筋沿全跨加密设置。对于个别连梁,因其跨度小,刚度很大,地震作用下允许连梁局部开裂,可将连梁的刚度予以折减,但是折减系数不能小于0.55, 抗震设计的剪力墙的连梁弯矩及剪力也可进行塑性调幅,以降低其剪力设计值。若在内力计算时已经折减连梁的刚度,则调幅的范围应当受到限制或不再进行调幅,以避免在使用状况下连梁中裂缝开展过早、过大。当部分连梁降低弯矩设计值后,其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高。连梁还可以采用菱形配筋以及在连梁中设置斜向交叉暗柱或是斜向加设斜向型

钢的方法来提高连梁的延性。

2、短肢剪力墙的配筋构造

短肢剪力墙除了要按结构计算进行配筋外,还应设构造钢筋。短肢剪力墙的侧向刚度介于异形框架柱和普通剪力墙之间,以轴向力为主,弯矩为辅。跟异型框架柱和普通剪力墙结构一样,短肢剪力墙在设计时也要加强边缘构件的配筋。振动台模拟地震试验结果表明,建筑平面外边缘及角点处的墙肢、底部的小墙肢、连梁等是短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节。当有扭转效应,建筑平面外边缘及角点处的墙肢会首先开裂;在地震作用下,高层短肢剪力墙结构将以整体弯曲变形为主,底部的小墙肢,截面面积小且承受较大的竖向荷载,破坏严重,尤其“一” 字形小墙肢破坏最严重;在短肢剪力墙结构中,由于墙肢刚度相对减小,使连梁受剪破坏的可能性增加。因此,在短肢剪力墙结构设计中,对这些薄弱环节,更应加强概念设计和抗震构造措施。在短肢剪力墙结构设计中,对这些薄弱环节,更应加强概念设计和抗震构造措施。

抗震设计时,短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.2%,其他部位不宜小于1.0%。但如按剪力墙的边缘构配筋方法,由于短肢剪力墙墙肢较短,可能会出现全截面均配钢筋,这对短肢剪力墙的受力并不是最佳,因此建议墙肢角部钢筋配在0.2L(L为墙肢长)墙肢范围内。

在抗震设计的双肢剪力墙中,墙肢不宜出现小偏心受拉,如果双肢剪力墙中一个墙肢出现小偏心受拉,该墙肢会出现水平通缝而失去抗剪能力,且由荷载产生的剪力将全部转移到另一个墙肢而导致其抗剪承载力不足,因此,应当避免墙肢出现小偏心受拉。

在一个墙肢出现大偏心受拉时,因水平裂缝较大,它承受的部分剪力也会向另一墙肢转移,这时可将另一墙肢的剪力及弯矩设计值乘以增大系数,以提高其抗剪承载力。

第6篇：剪力墙结构设计范文

【关键词】剪力墙；结构设计；高层建筑；剪力系数

1、剪力墙结构设计的基本原则

在建筑中剪力墙结构主要承载的就是水平以及竖直方向的荷载和重力，在剪力墙设计中不但要求其安全合理，还需要对其经济问题进行思考。在设计中，对于各项位移的限制值也需要使其能够满足，对于其构件中的抗侧力构件作用也需要加强思考。对于剪力墙的竖向设计也需要使其能够满足位移限制值相关规范的要求，尽可能的使其数量能够减少，同时对于基本的振力也不造成影响。

1） 调整楼层最小剪力系数方面的原则。在进行剪力墙的设计中对于其构件尽可能的减少布置，其中最佳的设计方案就是进行大开间剪力结构的布置，使得侧向刚度结构能够达到最好的状态。同时，楼层间的剪力系数也要确保较小，但是不能超过相关规范规定的范围，短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩以及和整体总底部承受的地震倾覆力比一定要不大于1∶ 4，这样不但能够将结构自身的重量减小，并且还能减少地震所带来的损害，可节约成本。

2） 调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则。在对规范规定的最大楼层间的位移进行计算时，假如建筑所处地区出现地震的情况比较多，对楼层的标准值在进行计算时可以将结构的整体弯曲变形进行保留，在以弯曲变形为主的建筑中需要计入扭转变形。在高层建筑当中重点需要考虑的就是楼层间的剪力变形以及扭转变形。结构的剪切变形主要是通过竖向构件的数量进行确定的，在实际的工程中，有很多构件还是很难满足的，同时还需要加强对构件的合理布局，如果布局不合理，就会导致产生扭转变形，那么楼层间的位移就很难达到要求。所以，相对高层建筑来说，不能简单的只是利用楼层间的位移来进行竖向构件刚度的确认，同时还需要尽可能的减少扭转变形。

3） 调整剪力墙结构连续超限方面的原则。剪力墙结构的连续跨高比如果太小就会出现弯矩和剪力过大的情况，这样就超过了相关规范限度，跨高比一般不小于2. 5。按照相关规定的要求，在跨高比小于5 时，连续梁是不能进行折减的，对跨高比的合理选择能够有效的避免剪力和弯矩过量。在进行结构设计中对以上所述有效合理的利用就能够在一定程度上降低工程成本。

在对剪力墙的结构设计中，不仅需要符合相关规定，还需要加强对其他方面因素的考虑，对建筑物的立面以及平面一定要尽可能的确保均匀，并且剪力墙结构一定要远离房屋中间，这样是为了确保房屋的整体抗扭能力。

2、剪力墙结构设计在建筑结构中的应用

1） 对剪力墙暗柱钢筋进行合理配置。相关规定表明，对于一级、二级以及三级剪力墙结构设计，一定要设置暗柱与端柱。在剪力墙结构设计中设置暗柱与端柱，能够在一定程度上消耗大量地震波的能量，因为剪力墙的边缘构件抗拉的能力很强，所以能够有效的提高建筑的稳定性。

2） 对剪力墙结构进行合理布置。在建筑结构设计中，能够有效的利用钢筋混凝土的剪力墙，承担一定的水平地震作用力以及来自各个方向的荷载力。所以，在对剪力墙进行布置的时候，一定要达到建筑本身的要求，找到建筑自身的曲线，再对其进行规则性的布置。在对其进行布置的时候，除了要考虑建筑竖向的承载构件的布置，还要考虑建筑结构的对称性，进而避免建筑在受到水平地震力的时候，发生扭转效应。

对剪力墙结构进行合理布置，首先，要慎重的选择短肢的剪力墙结构，这样不仅能够对建筑进行灵活的布置，还能够有效的减少建筑结构的重量，短肢剪力墙结构，建筑的抗震能力不强，不能够保障建筑的稳定性。其次，在建筑结构中不能够出现独立的小墙肢，如果在建筑设计中，出现了独立的小墙肢，就会加大建筑施工的难度系数。因此，在建筑设计中，要运用合并洞口来对建筑剪力墙进行合理的布置，进而避免使用独立墙肢，降低施工的难度系数。最后，要保障剪力墙的整体刚度，在施工过程中，如果剪力墙的刚度过大，那么就能够有效的减少施工的时间，导致地震力较大，消耗更多的建筑能源，经济效应差。除此之外，地震力增大将会导致建筑墙肢与连梁超筋之间不能够达到抗剪力的标准，因此加大了截面设计的难度系数。所以在控制剪力墙整体刚度时，一定要满足位移限制的标准。

剪力墙布置时遵循的原则： 在建筑物的角部必须设置剪力墙； 在楼梯间、电梯间处的墙体也要设置剪力墙；尽量多布置一些“L”形、“T”形的剪力墙； 剪力墙应该尽量在一条直线上； 当剪力墙的长度大于5 m 时，在剪力墙刚度富裕的情况下可设置结构洞口； 尽量不要出现短肢剪力墙。

3） 合理的控制剪力墙结构参数。为了保证高层建筑结构设计中剪力墙结构布置的合理性、恰当性以及科学性，就要对位移比、侧向刚度比、周期比等一些参数进行有效的控制。位移比通常是指高层建筑中，竖向构件本身的楼层的位移和水平位移与楼层平均值的比值。除此之外，还对剪力墙结构布置其自身的不规则性进行限值，这样能够有效的防止建筑出现偏心力，出现建筑扭转的现象。位移比限值是根据刚性楼板假定的条件下确定的，高层建筑的竖向构件位移比一般是不能够超过1. 2 倍的。

4） 连梁设计。如果剪力墙受水平荷载时，墙肢就有可能产生扭曲变形，连续梁对于墙肢的水平力能够平衡，在一定意义上能够改善墙肢的受力状态，对墙肢能起到约束的作用。因此，在连梁设计时，需要对连梁刚度以及高度进行适当的折减，有效增加跨度以此降低结构的刚度，对抗震结构的设计进行完善，能有效缓解地震对剪力墙的影响。除此之外，为了能够有效提高结构的抗震性能以及承载力，也可以适当的增加剪力墙的厚度，增加连梁截面，使连梁的作用得到最大限度发挥。

结 语

当前，随着人们对于高层建筑的需求增多，大量的高层建筑在各种用途的建筑中出现，这在一定程度上能够有效利用土地使用面积，符合当前社会经济发展的需求。对高层建筑中的剪力墙的应用更能有效的体现出其很好的优势。不但能够满足建筑最基本的使用功能，还能够对人们日益增长的个性化需求以及工程经济性需求和耐久性的要求都可以实现。剪力墙的结构设计技术的应用能够有效的确保建筑的质量，也能够降低建筑工程的生产成本。

参考文献

[1] 张建勋，谷军，张帆. 框架剪力墙结构的概念设计要点分析[J]. 建筑设计管理，2011（ 10） ： 3-5.

[2] 师希望，林顺青. 某高层框架―剪力墙结构设计要点的探讨[J]. 科学之友，2011（ 9） ： 6-8.

第7篇：剪力墙结构设计范文

关键词:高层建筑；剪力墙结构；墙肢；约束边缘构件；连梁

Abstract: in high-rise building shear wall structure design, discusses the shear wall structure layout, wall thickness, shear wall limb section constraints of coupling beam element and edge design problem.

Keywords: high building; The shear wall structure; Wall limb; Constraint edge structures; and Even beam

中图分类号：TU398+.2 文献标识码：A文章编号：

1 引言

随着经济和社会的发展,高层建筑逐渐成为现代建筑的发展趋势。20 世纪60 年代出现的剪力墙结构,由于其抗侧刚度大,能有效的减少侧移,且具有较好的抗震性能。而使其被广泛应用于多层和高层钢筋混凝土房屋中。

剪力墙结构刚度大,整体性好,用钢量较省,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广泛欢迎。

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,无论在非地震区及地震区都很适用。缺点是由于剪力墙最大间距的限制,使建筑平而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。

2 墙肢的分类和结构布置

2.1 墙肢的分类

剪力墙根据墙肢的高厚比分为一般剪力墙和短肢剪力墙。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,短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8 的剪力墙。剪力墙根据墙面开洞大小的情况,还可分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。当剪力墙的墙肢截面高度hw 与厚度bw 之比小于5 时均称为小墙肢。其中,当hw/ bw 不大于3 时,宜按框架柱进行截面设计,轴压比、剪压比和箍筋体积率按相应抗震等级框架柱。

2.2 剪力墙的结构布置

多高层建筑应有较好的空间工作性能,剪力墙结构应双向布置,形成空间结构。特别是在抗震设防区,应避免单向布置剪力墙,并宜使两个方向刚度接近。剪力墙平面上分布要力求均匀,使其刚度中心和建筑物质心尽量接近,以减小扭转效应。必要时通过改变墙肢长度和连梁高度调整刚心位置。剪力墙抗侧刚度大,结构自振周期短,所受水平地震作用较大,对结构不利。可充分利用剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大的能力,尽量减薄纵横墙体的厚度,或采用“主次结构”,加大墙体的间距,减少墙体数量,以降低结构的抗侧移刚度,减轻结构重量,减少墙体的水平地震剪力和弯矩。剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大,而平面外刚度及承载力都相对很小。当剪力墙与平面外方向的梁连接时,会造成墙肢平面外弯矩。当梁高大于2 倍墙厚时,梁端弯矩对墙平面外的安全不利,因此应采取措施,以保证剪力墙平面外的安全。对截面较小的楼面梁可设计为铰接或半刚接,减少墙肢平面外弯矩。

3 墙肢长度和厚度的选取

3.1 墙肢的长度

剪力墙墙肢长度(即墙肢截面高度) 一般不宜大于8m。结构设计中的剪力墙结构应具有延性,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。当墙的长度很长时,为了满足每个墙段高宽比大于2 的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙,洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁(其跨高比宜大于6) ,使其可近似认为分成了独立墙段。

3.2 墙肢厚度的选取

高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3 - 2002)第7.2.2 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,见表1。

表1 剪力墙截面最小厚度

对短肢剪力墙结构,高规(J GJ 3 - 2002) 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一级。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2.8～3.0m ,故墙厚取200mm ,除底层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300mm ,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、十字形等截而形式,且使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支长度的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。

4 边缘构件的设置

试验表明,有约束边缘构件的矩形截面剪力墙与无约束边缘构件的矩形截面剪力墙相比,极

限承载力约提高40 % ,极限层间位移角约增加一倍,对地震能量的消耗能力增大20 %左右,且有利于墙板的稳定。剪力墙设置的边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件。一级和二级剪力墙结构的墙底部加强部位及相邻的上一层,高层建筑及在重力荷载代表值作用下墙体平均轴压比不小于表2 的规定值的多层房屋,应设置约束边缘构件。一、二级剪力墙底部加强部位以上的一般部位和三、四级和非抗震设计的高层建筑及底部加强部位及相邻上一层轴压比小于表2 的多层房屋剪力墙,均应设置构造边缘构件。

表2 剪力墙结构设置构造边缘构件的最大平均轴压比

部分框支剪力墙结构,落地剪力墙的底部加强部位,两端应有翼墙和端柱,应设置约束边缘构件。不落地的剪力墙及落地剪力墙其他部位设置构造边缘构件。

5 连梁设计

5.1 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,在起到连接墙肢作用的同时,还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。

5.2 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,设计不当经常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。

5. 2. 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。高规(J GJ3 - 2002) 中解释说高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析,但抗震设计的剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小,而承受的弯矩和剪力很大,配筋设计困难。因此,可考虑在不影响其承受竖向荷载能力的前提下,允许其适当开裂(刚度降低) 而把内力转移到墙体上。通常,设防裂度低时可少折减一些(6、7 度时可取0.7) ,设防裂度高时可多折剪一些(8、9 度时可取0.5) 。但折减系数不宜小于0.5 ,以保证连梁承受竖向荷载的能力。

5. 2. 2 增加剪力墙洞口的宽度、减小连梁高度

增加剪力墙洞口的宽度,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。

5. 2. 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。

5. 2. 4 提高混凝上等级

提高剪力墙的混凝上等级,其弹性模量增加的比例远小于混凝上抗剪承载力提高的比例,因此也有可能使连梁的抗剪承载力不超限。

6 结语

第8篇：剪力墙结构设计范文

关键词：剪力墙结构；建筑结构设计；应用分析

中图分类号：TU2文献标识码： A

将钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。剪力墙结构包含侧移较小、抗震性能完好、抗侧刚度大等诸多优势，因而被应用于不同风格类型的建筑结构设计中，特别是在高层建筑结构设计方面发挥出良好的应用效果。所以，分析剪力墙结构特点、种类以及设计原则具有十分重要的研究意义，有利于其在建筑设计中进一步推广与应用。

1.剪力墙结构的含义、特点及种类

1.1剪力墙结构的含义

我们通常所说的剪力墙，就是建筑物墙肢的截面高度与其厚度的比值在5到8之间的墙体。在高层建筑结构设计时，应综合剪力墙结构和短肢剪力墙结构，来完成结构设计方案。对于这种结构的抗震设计，规定墙体受到的底部地震倾覆力矩应不低于结构底部受到的总地震倾覆力矩的50%。还有，如果遇到墙体较少的情况其受到的地震倾覆范围能够降至15%到40%。

1.2剪力墙结构的特点

在建筑设计中采用剪力墙结构能够增加整体结构的刚度，使得结构具有侧移较小、抗侧刚度高、抗震性能好、室内墙面较为平整等优点，剪力墙的主要作用是承担竖向荷载（自重）、抵抗水平荷载（风、地震等）。剪力墙结构中墙与楼板组成受力体系，缺点是剪力墙不能拆除或破坏，不利于形成大空间，住户无法对室内布局自行改造，还有成本造价较高，且施工工序较为繁杂。

1.3剪力墙的种类

1.3.1实体墙

剪力墙中并未进行开洞或者开洞面积很小的墙体，就是实体墙。这种墙体的受力特征变现在墙体的弯矩图方面，不会出现反弯点和突变现象。

1.3.2整体小开口类型的剪力墙

这种墙体的开洞面积保持在总体面积的15%以内，其受力特征表现为墙体弯矩图不会出现反弯点，然而会在连梁位置产生突变。

1.3.3双肢或多肢的剪力墙

这种墙体的开洞较大或者洞口呈列状分布，其受力特点与整体小开口的剪力墙受力情况相仿。

1.3.4壁式框架剪力墙

此种类型的剪力墙具有面积较大的洞口，墙体的线刚度和连梁的线刚度相接近。其受力特点表现为：弯矩图中处在楼层的位置会出现突变，还会在建筑不少楼层中间产生反弯点。

2.建筑结构设计中对剪力墙结构设计的原则

在对剪力墙进行结构设计的过程中，并不能盲目而随意地对其进行设计，即应该遵循相应的设计原则，借以确保结构设计科学、合理、规范，实现剪力墙结构优化设计的目标。

2.1建筑楼层之间最小系数的调整原则

在对建筑剪力墙结构进行设计的时候，应该将以下内容当作设计的先决条件：剪力墙所承受的第一振型底部地震倾覆力矩应该在所规定的最小系数范围内。在遵循上述条件的基础上，结构设计工程师应该最大程度地降低建筑结构设计中剪力墙的布置量，借以减轻结构自身重力和增强整体结构的抗震能力。具体措施为最好选用大开间的剪力墙，使得结构抗侧刚度进一步增加，从而将楼层的最小剪力不低于设计规范限值，还可以大幅度减少相关建筑工程项目的成本造价。

2.2建筑楼层层间最大位移与层高之比的调整原则

在对一般的建筑结构进行设计时，其设计重点内容为相邻楼层之间的扭转变形以及剪切变形。对剪切变形的控制大都将竖向构件数目大小当作衡量依据，然而这项数目是保持在一定范围内的，如果竖向构件的数量超过设计标准值，就会引发剪重比偏大，使得结构设计出现不合理的现象，还会加大结构的扭曲变形，并不能达到楼层间位移的设计要求。因此，在建筑剪力墙结构设计过程中，应该尽可能地降低结构的扭曲变形作用，仅仅凭借竖向构件刚度的提高并不能完成对楼层之间与层高之比的有效调整。

2.3 剪力墙结构连梁超限的调整原则

对于跨高比不高于2.5的剪力墙连梁，易于发生剪力以及弯矩处于设计规定范围之外的现象，因而通常规定剪力墙连梁具备的跨度比适宜在2.5之上。若跨高比超过5，对连梁结构则应该根据框架梁来开展设计工作；当跨高比处在5到6范围时，在连梁刚度不进行相关折减的情况下，就会使剪力或者弯矩超出设计规范限值。这就需要设计剪力墙结构时，应该坚持连梁超限的调整原则，在确保跨高比、剪力、弯矩等科学合理的同时，还能起到节省建筑工程投资的功效。

3.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

3.1剪力墙结构平面布置

因为剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力大多由钢筋混凝土墙承受，所以剪力墙应沿平面主要轴线方向布置。当建筑结构为矩形、L形、T形平面时，剪力墙沿两个正交的主轴方向布置；三角形及Y形平面可沿三个方向布置；正多边形、圆形和弧形平面，则可沿径向及环向布置；单片剪力墙的长度不宜过大：长度很大的剪力墙，刚度很大将使结构的周期过短，地震力太大不经济实用；剪力墙处于受弯工作状态时，才能有足够的延性，因而剪力墙应当是高细的，如果剪力墙太长，就会形成低宽剪力墙，容易出现受剪破坏，剪力墙呈脆性，不利于抗震。对于剪力墙布置数量的确定，应该在设计方案中充分体现，以对称、均匀、数量适合为宜；可采取适当减少剪力墙厚度、缩短连梁的高度、加大建筑门窗洞口宽度等有效措施来调整剪力墙结构的整体刚度。

3.2剪力墙结构竖向布置

一是剪力墙结构设计时应在整个建筑结构的竖向连续，上到楼层顶端，下到建筑底部，在中间楼层仍然要保持连续性，如果剪力墙结构不连续，就有可能导致结构刚度突变，对结构抗震产生负面影响；二是在楼层顶层减少部分剪力墙时，要对其它的剪力墙在构造上适当加强；三是在建筑底层减少部分剪力墙时，最好设置转换层；四是为消除刚度突变现象，就可以将剪力墙厚度根据阶段变化，每次厚度减小宜为50-l00mm， 不宜过大，使墙体刚度均匀连续改变，厚度改变和混凝土强度等级的改变宜错开楼层；五是当剪力墙厚度出现变化时，应该在建筑结构两侧一同内收，而建筑外墙及电梯间墙只单面内收。

3.3剪力墙的结构优化

在优化剪力墙结构的设计中，为了使受力达到均衡，应当进行有效恰当的优化设计。首先应该考虑到工程的造价和安全性，合理调整剪力墙的布置，促进建筑结构设计中剪力墙结构的优化。在工程的实施中，将含钢量控制在一定范围内，既不损害建筑的安全性也能充分发挥原材料的最大用途是优化设计的最佳方案。

4.结论

总之，在现阶段我国建筑行业不断兴起以及建设施工技术高速进步的形势下，为尽量体现建筑结构的各项功能，就应该把剪力墙结构设计的功用充分融入到建筑结构设计当中，促使建筑结构更加新颖、科学、经济、合理，从而推动着我国建筑行业稳健发展。

参考文献

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[3]周杨.浅析高层混凝土建筑抗震结构设计[J].建筑知识：学术刊，2013（2）

第9篇：剪力墙结构设计范文

剪力墙在建筑中具有结构刚度大、整体好、抗震性强等特点而被广泛应用到建筑结构设计中。剪力墙在应用中具有很多优点，得到了开发商和业主的普遍欢迎。在应用中，要认真分析剪力墙的优缺点，以提高剪力墙结构的综合利用率，更好的促进建筑事业的发展。

1剪力墙结构设计中的基本概念及其分类

1）剪力墙高和宽尺寸都比较大，但是其厚度却非常小，这就决定了剪力墙的几何特征和受力形态。其几何特征类似于板，但是受力形态却和柱子惊人的相似，但是在比值上与柱子有着一定的区别。在剪力墙的结构中，墙是一个平面结构，它承受着竖向压力和其平面作用下的水平剪力的双重力量。地震作用和风载下剪力墙仅仅满足刚度强度是远远不够的，其还必须满足非弹性变形反复循环下的延性和能量消耗和控制结构断裂却不倒的要求[1]。所以，在剪力墙的设计中要求将其设计成延性弯曲型；

2）剪力墙结构的分类

剪力墙结构主要可以分为四类，而分类的依据则是剪力墙是否开洞及其开洞的大小。

（1）实体墙或者截面剪力墙不开洞或者开洞的面积小于15%，这种剪力墙的变形主要为曲型，其就像一个整体的悬壁墙，在整个墙肢的高度上，弯矩图既没有弯点，也不会发生突变；

（2）整体小开口剪力墙。虽然这种剪力墙的开口比较小，但是其开洞面积已经大于15%。整个剪力墙的变形主要为弯曲型，但是整个墙肢的高度基本上没有存在反弯点，弯矩图的主要位置发生了突变；

（3）双肢或多肢剪力墙。这种剪力墙一般开口较大，或者其洞口成列分布。虽然在开口上与整体小开口剪力墙不同，但是它们的受力特点却十分类似；

（4）壁式框架。这种剪力墙洞口尺寸很大，连梁线刚度和墙肢线的刚度比较接近，其整个受力墙的变形则为剪切型，受力特点与框架结构相似。其在大多数高层建筑的楼层中会出现反弯点，弯矩图在楼层的地方也会产生突变[2]。

2剪力墙结构的厚度和长度的选取

剪力墙长度和宽的尺寸比较大，但是其厚度却比较小。根据其设计的长度和厚度的比值可以将其按照柱形和双向受压构件设计。

2.1剪力墙结构的厚度

抗震规范6.4.1条有明确规定，剪力墙底部加强墙厚一、二级抗震等级时最好大于200mm，而且不得小于楼层高度的1/16，其它地方的则不得小于160mm。在剪力墙结构设计中，遇到特殊情况的建筑物应该采取概念设计分析，有效控制墙肢轴压的比值，确保整体的连结从而达到减少墙的厚度的效果[3]。

2.2墙肢的长度

剪力墙墙肢截面的高度就是剪力墙墙肢的长度，这个长度一般不应超过8m。在剪力墙结构设计中应确保剪力墙结构的延性，为了避免脆性的剪切破坏，可将高宽比大于2的细高剪力墙设计成弯曲破坏的延性剪力墙。但是有的墙体长度很长，为了确保墙体的高宽比值大于2，就要采取开设洞口的方法将长墙分成均匀的、长度较小的连肢墙，而其洞口则最好采用约束弯矩比较小的弱连梁[4]。

3剪力墙结构设计计算的原则

剪力墙的设计过程中，不能采取盲目的手段，应该根据设计规范具体考察结构的设计是否具有合理性。在进行设计时，在技术层面上应遵循一些原则，这样才能促进剪力墙结构设计的规范化。

3.1楼层之间最小剪力系数的调整原则

为了减轻结构的自重，避免地震的发生，在建筑过程中可以考虑少布置剪力墙，但是这个前提是必须要求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超过40%。可以采取大开间剪力墙，使其结构具有更好的侧向刚度，确保楼层最小剪力系数不小于规范限值，这样可以大大减少工程的造价。

3.2楼层层间最大位移与层高之比的调整原则

对于普通的建筑，设计重点是楼层之间的扭转变形和剪切变形。剪切变形的控制多以竖向构件的多少来衡量，但是如果竖向构件数量很多，就会造成剪重比偏大，导致设计不合理，造成扭转变形过大，同样不能有效满足楼层间位移的需要。所以，在建筑物中应尽量减少扭转变形，而不能单靠增加竖向构件的刚度来调整楼层之间的位移。

3.3剪力墙连梁超限的调整原则

剪力墙跨高比小于2.5的连梁比较容易出现剪力和弯矩超过规定的限度的情况，所以一般规定剪力墙连梁的跨高比最好大于2.5。跨高比大于5的连梁则最好按照框架梁来进行设计，而跨高比在5～6之时，在连梁刚度不折减的情况下就会出现剪力或者弯矩超出规范限值[5]。所以在剪力墙结构设计中应充分利用连梁超限的调整原则，这将大大节省工程造价，能够有效促进工程投资的节约。

4 认真分析剪力墙结构体系特点，采取有效措施优化结构设计

4.1剪力墙结构体系特点

作为建筑结构中不可或缺的构件，剪力墙有着自身独特的特点。在建筑的设计中，逐渐发现了剪力墙的优缺点，其具有承载力和平面内刚度大的优势，但是剪切变形相对来说较大，且平面外较薄弱，加上开动后剪力墙形式复杂多变，受力非常繁琐，这些都阻碍了建筑结构中剪力墙作用的有效发挥。

剪力墙在承受水平荷载和竖向荷载的能力方面都比较强大。其优点是侧向刚度大，并且整体性较好，水平力作用下的侧移相对较小，加上剪力墙设计中没有梁和柱等的外露与突出，所以非常方便房间的内部设置。但是其存在的缺点就是不能提供大空间的房屋[6]。

历次震害的数据为剪力墙结构刚度的比较提供了有效资料。数据显示，刚度较大的剪力墙结构通常情况下震害较轻，但是这个度是有限定的，并不能为所欲为的无限制扩大。在剪力墙的结构设计中，其具有很多优点，但是工程造价相对来说较高一些。所以在优化设计中要充分发挥其抗侧能力等一些优点，并尽量减少其工程费用，这样才能使剪力墙的功能发挥的恰到好处。

4.2剪力墙优化设计的有效措施

在优化剪力墙结构的设计中，为了使受力达到均衡，应当采取有效恰当的措施。剪力墙结构的安全可靠度非常好，每一个结构能够同时发挥最大作用，这样能够达到经济合理的目的。所以在剪力墙的优化设计中首先应该考虑到工程的造价和安全性，结合这两项因素合理调整剪力墙的布置能够促进建筑结构设计中剪力墙结构的优化。

另外，为了节省工程造价，可以从技术手段和原材料的应用两方面着手。在工程的实施中，将含钢量控制在一定范围内，既不损害建筑的安全性也能充分发挥原材料的最大用途是优化设计的最佳方案。

5结论

在对剪力墙结构设计进行有效分析的过程中，我们应重视其基本概念的设计，认真把握设计中遵循的各项原则，合理选用有效的长度和宽度，使设计达到最佳的效果。只有这样才能保证建筑结构经济安全，有效降低工程成本，促进整个工程建设的持续稳定发展。

参考文献

[1]薛云飞，马晓霞.谈剪力墙结构设计中的几个问题[J].陕西建筑，2008，6.

[2]赵守勇.剪力墙结构设计分析[J].煤炭技术，2011，30，9.

[3]李捍文.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用，2012，4(中).

[4]秦艳，焦维.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].科技向导，2011(27).