剪力墙结构设计论文精选(九篇)

第1篇：剪力墙结构设计论文范文

1.1剪力墙结构设计的概述

通常来说，一般剪力墙结构的建设规模较大，可实际厚度较小。因此，这种特点也决定了剪力墙结构的具体形状以及承受能力的大小。其中，剪力墙结构的组织形状相似于板状，自身具备了较高的承受能力，与柱子的受力程度非常相似。然而，在其他方面上，这两者有着十分明显的差异。并且，剪力墙结构是建筑结构中不可或缺的核心部分，设计人员在对其进行设计时，不仅要充分发挥剪力墙结构固有的承载力大和平面内刚度大的优点，还应该按照不同场所要求，设计出科学合理的剪力墙结构设计方案，使其发挥最大化的使用性能。

1.2剪力墙结构的分类

（1）虽然实体墙与截面剪力墙在某些方面，有着较大的差异。可是，这两者的开通面积与不开通面积是基本相同的。并且，这种剪力墙结构形式在发生变化时，也是呈现了曲线状态，是一种固定不变的形态。

（2）即使剪力墙开口不大，但因为剪力墙开通面积已经远远超出了规定范围。所以，此时的剪力墙结构呈现的是弯曲状态，并且无任何的阻挡点，从而导致其位置和形态均发生了不同程度的变化。

2.剪力墙建筑结构的厚度和长度的选取

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。

3.剪力墙建筑结构设计计算的原则

设计人员在对剪力墙结构进行设计时，应该遵守相应的设计原则，真正做好考察工作，坚决不可以采用盲目的设计方法。只有这样，才能确保剪力墙结构设计的规范性，这也是保证建筑结构安全可靠性的重要表现。

3.1楼层之间最小剪力系数的调整原则

一般情况下，为了防止安全隐患的发生，减轻建筑结构的自身重量，设计人员在对建筑工程进行设计的过程中，可以采用减少剪力墙布置的方法。但是，这种设计形式有一个必要的前提条件，那就是短肢剪力墙的力矩必须保持在规范的标准要求内。同时还可以应用大开间的剪力墙结构，以此来提高建筑结构的强度，充分保证楼层剪力系数的安全性，并从一定程度上，大大降低了工程造价成本。

4.剪力墙结构优化设计的几点建议

我们知道，剪力墙结构作为建筑结构设计中至关重要的一个环节，其设计质量的好坏将会对建筑工程建设质量产生非常大的影响。而这种建筑结构形式因为具备较高的强度以及良好的延展性的优点，因此得到了十分广泛的应用，充分发挥了自身的有效价值。但是，在实际应用过程中，由于建筑工程存在很多的不确定性，当剪力墙结构发生明显的变化状态时，常常会受到一些外力因素的破坏，使得剪力墙结构的抗震性能遭到了一定的影响，同时也大大降低了建筑结构的稳定性。一般情况下，剪力墙结构最大的优点是具备了十分理想的承载能力。并且，在剪力墙结构的侧面部分，也拥有着较大的平面内刚度，这就充分保障了建筑物的安全性。另外，在建筑内部的剪力墙结构设计中，石柱与房梁都是隐蔽起来的，有效的提高了建筑室内的美感。但是，剪力墙结构也存在着较大的缺陷，无法为人们提供更多的可利用空间，经常会给人们的日常生活造成许多的不便。通过相关调查数据表明是刚韧性较强的剪力墙，在地震发生时，房屋所受到的损坏是最小的。但是，建筑设计人员一定要注意将其控制在合理的范围内，不允许其随意的扩散发展。从而确保剪力墙结构设计工作的质量和效率。其次，由于剪力墙结构成本费用较高，这无疑会对建筑工程建设成本上造成一定的压力。因此，建筑企业要采取及时有效的解决对策，尽可能减少工程成本的浪费，促剪力墙结构能够正常运行。

5.结束语

第2篇：剪力墙结构设计论文范文

关键词：建筑结构 剪力墙结构 设计 应用

1引言

剪力墙结构是由钢筋混凝土墙板来承受竖向力和水平力的结构，代替了以往框架结构中梁柱的作用，能够有效提高整体结构的水平支撑力。该种结构相比以往的材料具有很多的优越性。例如刚度大、形变小、抗震能力强等，而且剪力墙结构还有一个突出的特点就是整体性能好。对于大多数的现代高层建筑来说，房间的分隔墙较多，应用剪力墙结构能够把隔墙和承重墙合二为一，在很大程度上节约了成本。尽管剪力墙结构具有如此多的优点，但其在应用时还是有很多需要注意的问题。对于不同的建筑结构中剪力墙的应用有着不同的结构设计方法和尺寸，这就要求建筑设计人员能够根据实际情况和设计图纸进行剪力墙的优化设计和施工，从而保障剪力墙应用的更加科学合理。

2剪力墙结构的含义

墙体的界面高度与厚度比为5：8的剪力墙面称为剪力墙，在高层建筑中不宜全部采用剪力墙结构，当剪力墙结构的数量较多时反而要对其进行优化设计，通过剪力墙与普通墙的交叉使用，才能使剪力墙的作用得以充分发挥。在剪力墙的优化设计和应用时必须考虑到建筑物本身的抗震能力，墙体较少时剪力墙的抗震性能才能够获得更好的发挥。

3剪力墙结构的形式

3.1无洞单肢结构

无洞即是指在剪力墙的立面上没有洞口，属于竖向的悬臂结构，其弯曲和变形均符合平截面的假定，内力和形变计算都可以采用材料力学方法进行。

3.2小开口整体墙

墙面上有很小的开口，可以忽略不计，因此其实际上还是一个悬臂构件，横截面的形变也符合对平面的假定。若其开口大一些时，墙肢出现由于局部弯曲引起的应力但不超过整体弯曲应力的15%时仍然可以认为其变形符合对平面的假定，依然可以应用材料力学的方法进行计算，但要加以修正。

3.3联肢墙

该类剪力墙是由许多弯曲构建连接在一起的，实际上在住宅建筑中墙体上存在大量竖向的洞口，即窗户，若这些洞口位于建筑的内部，则是门或者走道。由于有这些所谓洞口的存在便将整个墙分开成为了楼板连接的墙肢，这就是联肢墙。剪力墙的整体性受到了洞口的破坏，导致其水平荷载作用下的正应力分布不再呈直线规律，墙肢的线刚度却有所增加，仅在少数楼层出现反弯点。

4剪力墙结构的优化设计措施

4.1优化剪力墙结构的设计理念和计算方法

设计理念的好坏直接决定了剪力墙结构设计的成败，是剪力墙结构优化设计中最为关键的一个步骤。在建筑施工中必须要保证剪力墙展现出良好的延性，而剪力墙在受弯时才能表现出该性质，根据这一特点，剪力墙在应用时要以高细为主，但如果剪力墙的长度过长也会出现一系列的问题，比如会形成低宽剪力墙，使之呈现脆性，抗震能力大大降低。因此，剪力墙的形式和高度等的选择必须要经过精确的计算得来，必须考虑到建筑本身的方方面面。在计算机信息技术如此发达的年代，单纯靠人工计算已经远远不能满足建筑行业的需求。在剪力墙结构设计中必须要重视计算机技术的开发与应用，充分利用这个有效工具提高工作效率和建筑设计的准确性，同时也不能忽略专业人员的经验判断，逐步形成以计算机软件计算设计为主、设计人员经验为辅的设计计算方法。

有了计算机的计算和专业人员的判断还是远远不够的，在很多实际构建的施工前，还必须进行结构试验，以保证计算结果的可靠性，降低施工的错误率及返工率。比如在剪力墙的边缘构件设计中，计算机计算的结果为增加墙肢面两端的翼缘可以提高剪力墙的延性，但实验的结果并非如此。因此，对于计算机计算的结果要慎重采用，施工前的实验对于一些比较特殊的构件来说是必不可少的，要将两者有机地结合起来，优化设计理念与计算结果，提高施

工的可行性。

4.2提高建筑的整体性能

不论是建筑整体的设计优化还是剪力墙结构的设计优化，都应时时刻刻注意到剪力墙的抗震功能。这就需要在建筑的整体结构设计中尽量避免对剪力墙结构的压力，以简单规则为原则。在剪力墙结构的设计优化中，必须要明确其受力的大小和方向，以免在发生地震时出现局部压力过大抗震能力降低的情况的发生。还要注意结构的薄弱部位，尽量应用优化设计的手段弥补其薄弱性能，设计施工人员要根据以往的工作经验准确分析可能的薄弱部位，对整体的建筑进行预测，进而修改设计方案，采取相应的技术措施和设计手段，减少或消除薄弱部位，以提高剪力墙结构的整体抗震能力。

4.3优化基础方案和承重构件的设计

作为设计人员必须要亲临施工现场，实地考察施工情况，对于施工过程中可能出现的建筑质量和安全问题应及时发现及时解决。对于剪力墙基础设计方案的制定，要综合考虑施工现场的地质条件、技术指标以及相邻建筑等诸多方面，在此基础上进行科学合理的规划，使之发挥出实际作用。对于承重构件的选择和设计必须在设计人员进行实地考察以后才能确定，承重构件的选择关乎到建筑整体结构的安全性和可靠性。尤其重要的问题是墙体配筋率的问题，这对于剪力墙的抗震能力至为关键。随着近几年我国建筑行业的发展，我国的配筋率已逐步与国外建筑行业的要求接轨。因此，设计人员必须重视剪力墙基础设计方案的设计和承重构件的设计，科学合理地选择设计标准与工艺参数，要时时刻刻关注国家建筑管理部门颁布的一些最新的设计标准，减少方案的返工率。

5结语

综上所述，在剪力墙结构的应用中，必须要综合考虑剪力墙本身所具有的的特点、施工现场的地质条件、技术水平等诸多方面，借助计算机软件进行优化计算，结合设计人员的工作经验和知识水平，在不影响结构的抗震能力的前提下进行美观设计，提高剪力墙各方面的性能，同时降低施工成本，使剪力墙结构设计方案不断优化。同时要大力引进先进的设计手段和设计人才，为我国的建筑行业注入新的活力。

参考文献：

[1]杨兴春.建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用.《城市建设理论研究（电子版）》.2012年31期.

第3篇：剪力墙结构设计论文范文

关键词：建筑，剪力墙结构，设计

前言：剪力墙结构被广泛的应用于我国诸多建筑结构设计中，例如高层住宅、地下车库、高层公建等等，这一结构体系的应用不仅满足了现代居民用户对建筑安全性能和使用性能的需求，还极大的提高了建筑本身的强度、抗震性以及抗压性，也正是这一巨大的结构技术性优势促使剪力墙结构在建筑结构设计中的普及。而除了上述的优势外，剪力墙结构的施工较为简单、经济成本较低，可以说是现代建筑结构设计的众多选择之一。

一、 剪力墙结构体系特点

在建筑领域，剪力墙是由钢筋混凝土浇筑成的墙体，通常情况下，这种墙的刚度比较大，承载能力也比较强。剪力墙不仅可以应对水平向的剪力对建筑物的作用，也可以在很大程度上承受来自建筑物的竖向重力。由于这种墙对水平方向剪力的承载能力比较强，所以，这种墙被称为“剪力墙”。在众多的建筑结构设计方式中，剪力墙结构是当前建筑工程中常采用的一个设计方式，它能够通过具有较高强度和刚度的混凝土和钢筋对建筑底层进行设计并且在建筑上层完成一个多层砌体结构。在这种结构的使用下，传统的梁柱结构被钢筋混凝土取而代之，这也使其具备了水平荷载能力超强的优势，并且降低了施工过程中安全事故的发生概率，然而，剪力墙结构的主要缺点就是自重大，毕竟钢筋混凝土的重量是很大的，这是施工面临的主要困难所在。而且，此种结构墙用钢量少，强度大，能够有效的抵挡建筑的侧向力和承担建筑的重量。因此，对其结构技术进行研究探索对建筑项目的施工而言是极其有必要的。高层建筑剪力墙结构是使用钢筋混凝土浇筑，具有良好的稳定性与刚性强度，能够有效的抵抗外界的压力，为高层建筑的建造打下一定的基础。剪力墙结构的设计使用能够减低施工单位的建材成本，剪力墙结构使用钢筋混凝土为原料，价格相对低廉，而且能够满足建筑强度的需要，在一定程度上增加了施工单位的经济效益。由于剪力墙结构代替了传统的建筑承重系统，因此，在建筑物室内中不会出现过多的承重柱，优化了建筑的使用空间，使室内设计更加美观，降低了楼房建筑的空间局限性。同时，剪力墙结构也存在着一定的弊端，在高层建筑使用过多的剪力墙结构时，会使建筑在遭遇设防烈度的地震时出现较大的地震作用，使建筑结构的安全性降低。而且剪力墙结构所需的钢筋混凝土材料大多要求较低，因此，在进行建筑施工时极易出现建筑质量问题，对建筑以及居民的人身财产安全造成了较大的不利影响。

二、 在设计时的原则和标准

虽然剪力墙结构被广泛的应用于各种建筑结构设计中，但是要想真正的发挥出其结构的优势和作用，那就必须按照剪力墙结构设计原则和规定进行其设计工作，具体的设计原则和要求有以下几点：第一点，剪力墙结构的内部强度高于其外部强度，在此基础上，剪力墙结构设计人员会着重分析和计算其内部结构，而对外部则采取外加防护措施来确保墙体结构质量达到要求，这一分析方式能够保证墙体的抗压能力，从而保证施工的质量。第二点，在进行剪力墙结构应用时，必须着重对墙体的垂直和水平方向以及墙体抗压承载力进行验算，以此保证墙体结构能够达到设计要求，从而保证建筑工程的安全性和可靠性。第三点，在对建筑整体进行受力分析时，要着重对剪力墙结构的宽度、高度以及跨度进行受力验算，这是由剪力墙结构自身特性所决定的。只有对剪力墙上述几点进行详尽的验算，才能保证剪力墙结构设计的精确度，才能保证整体建筑工程施工的质量。第四点，理论必须要结合实践才能取得真正的成功。因此，剪力墙结构的设计工作不能埋头于书籍理论中，要积极的进行实地考察和数据收集，以此确保设计的剪力墙结构对建筑的适用性。综上所述，剪力墙结构的设计工作也是具有较高的难度的，只有遵守相应的设计原则和要求，才能保证墙体设计结果的科学性和实用性，从而保证建筑的整体质量。

三、 在设计时的主要应用

剪力墙结构的设计要分步骤、分环节的进行，不能为追求速度而一蹴而就，这样根本无法保证设计质量。具体的设计步骤和环节有以下几点：

（一）结构的设置 建筑在应用剪力墙结构进行设计时必须考虑建筑的空间能力，要双向设计剪力墙，利用墙体的连接来完善高层建筑的空间结构，特别是地震高发区，更要注重剪力墙结构的双向设计，而且要注意控制两个方向剪力墙的刚度中心位置，以保证双向墙体之间的受力均衡，同时能够降低扭转效应带来的影响。另外，为了提高剪力墙的结构安全性，在进行设计时，要根据楼层面积的大小来采取铰接或半刚接式的结构，这种墙面结构能够增加墙体的安全性能。

（二）长度和厚度方面的配筋要求 建筑墙体结构长度和厚度的配筋率是关乎墙体质量以及整个建筑结构设计合理性的关键所在，因此，在进行墙体设计工作时，必须明确配筋率取值范围。为了解决抗震问题，建筑结构必须具备一定的延性，而这也要求了建筑墙体配筋率要达到最低要求标准。在进行建筑剪力墙结构配筋率设计时，要严格按照相关规定以及工程结构需求进行设计，而且要保证配筋率的设计满足建筑结构其他部分的设计需求，必须慎重地进行配筋设计。

（三）连梁结构的设计

在剪力墙受到水平的作用力而出现弯曲时，连梁就会改变墙体的受力的状态使墙肢达到稳定，并且它也会对墙肢起到约束的作用。从这就可以看出，在剪力墙的设计过程中，连梁的设计是必不可少的，如果连梁的设计出现不合理或者设计失误的状况，那么就会对建筑物产生不可估量的不良影响。因此在对连梁进行设计时，设计师要严格的根据建筑的要求增加连梁的跨度，同时减小连梁的高度和刚度。除此之外，适当的增加剪力墙的厚度能够使建筑物的抗震能力和承载能力得到提高。而且也能够时连梁的作用发挥到最大的限度，也能在使用的过程中不会出现质量的问题。

四、结束语

综上所述，建筑剪力墙结构设计对整个建筑项目的施工质量保证具有关键性作用，必须重视对设计技术的研究和探索。另外，建筑的各部分结构之间是具有精密联系的，不能将其切割、分立，要利用剪力墙结构设计将整个建筑的各部分进行联合，使其成为一个统一的整体，这对提高建筑的结构质量具有重大意义。

【参考文献】

[1]张媛，王禹.浅析建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[A].科技部.2014年全国科技工作会议论文集[C].科技部，2014（24）.

[2]]蓝培余.解析建筑结构设计中剪力墙结构的应用[J].中华民居（下旬刊），2014（24）.

第4篇：剪力墙结构设计论文范文

【关键词】剪力墙；短肢剪力墙；加强部位；有限元

1.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。

1.1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。

1.2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。

1.3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。

1.4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。

1.5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。

2.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。

2.1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。

2.2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。

【参考文献】

[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5篇：剪力墙结构设计论文范文

关键词：剪力墙；洞口位置；墙厚

中图分类号：TU973+.2文献标识码： A

0引言

剪力墙结构在高层建筑中应用十分广泛，为满足使用要求，剪力墙常开洞。理论分析和试验研究表明，剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙开洞情况。洞口存在与否、洞口的大小、形状及位置都将影响剪力墙的受力性能。对这一问题的研究与探索，不仅具有一定的理论价值而且具有一定的实用价值。

1剪力墙类型判别

剪力墙按受力特性的不同主要可分为整体墙、小开口整体墙、联肢墙和壁式框架等几种类型。不同类型的剪力墙，其相应的受力特点和计算方法不相同，计算其内力和位移时需采用相应的计算方法。判断剪力墙受力特点及划分类别，一方面要从墙肢截面上的应力分布去分析（也即墙的整体性，反应在数值上就是整体系数α）另一方面要从沿墙肢高度上弯矩的变化情况来分析。

1.1 整体墙

洞口开孔面积不超过墙面面积的15%，且孔间净距及孔洞至墙边的净距大于孔洞长边尺寸时，为整体墙。

1.2 小开口整体墙

整体小开口墙是指由成列洞口划分成若干墙肢，各墙肢和各列连梁的刚度比较均匀且满足下式要求的剪力墙。当α≥10 且IA/ I≤ Z或IA/I≤Zi时按整体小开口墙计算

1.3 联肢墙

当α< 10 且IA/ I≤ Z或IA/I≤Zi时按联肢墙计算

物理意义：整体性不很强，墙肢不出现（或很少出现）反弯点。

1.4 壁式框架

当α≥10且IA/ I

物理意义：整体性很强，但墙肢多出现反弯点。

2影响剪力墙的因素分析

影响剪力墙刚度、变形特征、应力大小及分布的主要因素有剪力墙的开洞率、洞口的形状、洞口的开设位置、墙厚以及洞口的排列方式等。

（1）剪力墙的开洞率。一般来说，当洞口比较规则且洞口率小于 15％时可按整体墙来处理；当洞口比较规则但洞口率大于 65％时按普通框架来处理；当洞口比较规则但洞口率介于 40％～65％时，根据剪力墙的整体系数和反弯点的情况来具体分类。

（2）洞口的形状和开设位置。在同样开洞率的情况下，如果洞口过于宽扁（柱宽很小）、过于狭长（梁高过小）或开设位置靠边，对剪力墙的工作性能都是不利的。

（3）洞口的排列方式。洞口的排列方式对剪力墙的刚度影响比较严重，当剪力墙的开洞率相同而洞口的排列位置不同时，剪力墙的刚度会表现出很大的差别。

（4）剪力墙的厚度。剪力墙的厚度对结构刚度、地震效应、层间位移角等各项指标都有影响。

3 计算分析

以不同洞口水平位置和墙厚的单片剪力墙为例，宽度为 15m，高度为 45m，以 3m作为层高，相当于 15层的建筑，各层均开同一规格的洞口为 6m×1.5m，开洞率为 20%，采用手算简便算法，对剪力墙在弹性阶段的刚度、顶点位移进行讨论，探讨洞口水平位置、墙厚对剪力墙受力性能的影响。

3.1 构件信息

选用开洞率 20%，洞口水平位置不同的三片混凝土剪力墙，宽度为 15m，高度为 45m，洞口宽 6.0m，高 1.5m，每片剪力墙都有150mm 200mm 250mm 300mm 350mm五种厚度，具置如图 1所示。下端采用固支，水平力从一侧均布施加。

（a）洞口位置一 （b）洞口位置二（c）洞口位置三

图 1 不同洞口位置的剪力墙示意图

3.2 手算分析

（1）首先以 250mm厚的剪力墙分析洞口水平位置对剪力墙的影响。对剪力墙进行类型判别，结果如表 1所示，可以看到，三种开洞位置的剪力墙均属于双肢墙，等效刚度的计算见表 2。水平施加 3kN/m 的均布荷载时的顶点位移见表 3。

表 1 不同洞口位置的剪力墙类型判别表

不同洞口位置的剪力墙类型判别表

洞口位置 D ζ T 类型

一 0.04430 1.000 0.8543 双肢墙

二 0.04430 1.000 0.9259 双肢墙

三 0.04430 1.000 0.9423 双肢墙

表 2 不同洞口位置的剪力墙等效刚度计算表洞口位置

不同洞口位置剪力墙等效刚度及顶点位移

洞口位置 D α12 T γ2 Ψα EcIeq

一 0.04430 24.5345 0.8543 0.004532 0.09654 961243536.9

二 0.04430 38.9448 0.9259 0.002855 0.07030 992699688.5

三 0.04430 47.2530 0.9423 0.002353 0.05990 998046087.8

表 3 不同洞口位置的剪力墙顶点位移表(手算结果)/mm

洞口位置 一 二 三

Δ 1.5997 1.5490 1.5407

因此从表2和表3可以看出：洞口水平位置对剪力墙刚度和顶点位移的影响比较大，洞口位于剪力墙中间时，剪力墙的刚度要大于洞口位于剪力墙两侧时的情况。可见洞口位于剪力墙中间会使剪力墙构件有着更加优越的性能

（2）在次选用洞口水平位置如图 1的三片混凝土剪力墙，此时分析每片剪力墙都有150mm 200mm 250mm 300mm 350mm五种厚度，计算剪力墙的整体工作系数α、等效刚度、顶点位移，得出以下图表。

表 4 不同墙厚度剪力墙的整体工作系数α

洞口位置 150mm 200mm 250mm 300mm 350mm

一 7.1432 7.1345 7.1443 7.1453 7.1425

二 6.5941 6.6048 6.5925 6.6015 6.6110

三 5.3372 5.3410 5.3412 5.3431 5.3359

图2 不同洞口位置下顶点位移随墙厚的变化

图 3不同洞口位置下等效刚度随墙厚的变化

通过以上数据分析可以得到以下几点：

(a) 由表4得出，洞口水平位置的一定的情况下，剪力墙的整体工作系数α随墙厚的变化不大，在墙厚一定的条件下，随着位置靠近剪力墙的中部，其整体工作系数α越大。

(b) 由图2、图3得出，洞口水平位置的不变的情况下，随着墙厚的增加，剪力墙的等效刚度是线性增加的，剪力墙墙厚每增加25%，等效刚度平均能增加28%，而剪力墙的顶点位移随刚度的增大是逐渐减小的但不是线性变化。

4结论与建议

通过手算的简便算法，对剪力墙在弹性状态下的的刚度、顶部位移等参数进行了计算、探讨和对比，得出了以下几点结论，供日后设计中作为参考：

(1)洞口水平位置和墙厚对剪力墙的静力性能都有影响，其中剪力墙厚度的影响要大一些，洞口位置的影响相对要小一些，总的来说，剪力墙厚度越小，越靠近剪力墙的两侧，剪力墙承受静力水平荷载的能力相对也越差，反之亦然；

(2) 当需要调整结构的整体工作系数，不能通过改变墙厚的方法使剪力墙的整体系数发生改变，结构的刚度与剪力墙厚度成线性关系的，当结构的刚度不能控制在规范的范围内时，我们可以通过调整剪力墙墙厚来使结构处于合理的刚度。但是通过增加剪力墙厚度来增大刚度时要综合的考虑各方面的因素。

(3) 剪力墙洞口率、洞口的位置、墙厚和混凝土等级、结构层数，结构层高等等因素都会对剪力墙的受力性能有影响，由于篇幅的限制文中只分析了因此设计人员在进行剪力墙设计时要综合考虑到各个方面的因素。

参考文献:

[ 1 ] 《建筑抗震设计规范》( GB50011-2001) [ S ] . 北京: 中国建筑工业出版社, 2001.

[ 2 ] 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002 J186-2002) [ S] .北京: 中国建筑工业出版社, 2000.

第6篇：剪力墙结构设计论文范文

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).

第7篇：剪力墙结构设计论文范文

关键词：高层建筑；剪力墙；结构合计；结构布局

Abstract: with the continuous development of society, people on the use of space requirements more and more high, high building arises at the historic moment. Especially in recent years, China's increasing high-rise building, the construction project of the overall quality requirements also more and more demanding. In the high-rise building industry field, the shear wall structure has been widely used, and gradually become high-rise buildings of the most common form of the structure. This article is from the high building shear wall layout and design, analyzed so as to high building shear wall can through the reasonable layout design of science, achieve high building load power balance of goals.

Keywords: high building; Shear wall; Total structure; Structure layout

中图分类号：TU97 文献标识码：A文章编号：

随着社会的不断进步和发展，人们对空间利用的要求越来越高，高层建筑应运而生，并在全球范围内得到广泛的应用。高层建筑特殊的承建结构决定了其建筑结构设计要比普通建筑的要求更为严格，结构布局要更为合理科学。特别是随着近年来，建筑结构专业诸多新规范的产生，更是为建筑设计人员带来许多新的课题，其中高层剪力墙的设计与布局问题，无疑是其中一个重要的研究方向。

1.剪力墙结构设计概述

剪力墙，又称为体根抗风墙或抗震墙、结构墙，英文名称为shear wall ，通常是指建筑物中主要承受风荷载或者包括地震在内等地质灾害作用引起的水平荷载墙体，其主要作用在于防止建筑墙体出现剪切破坏。众所周知，建筑墙据其受力的不同特点，可以分为承重墙和剪力墙，承重墙的主要功能在于承受竖向荷载，如砌体墙；而剪力墙则以承受水平荷载为主。剪力墙之所以又被称为抗风墙或者抗震墙，其主要原因就在于，其主要承受风力作用、地震等带来的水平荷载。

通常，剪力墙又可以分为平面剪力墙以及筒体剪力墙。平面剪力墙主要用于用于钢筋混凝土框架结构、升板结构、无梁楼盖体系中。为了实现增加建筑结构的刚、强度及抗倒塌的能力的目的，在建筑物的某些部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。【1】如此一来 ，现浇剪力墙可以与周边梁、柱同时浇筑，达到很好的契合效果。而筒体剪力墙则主要适用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中，由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成，筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体，与平面剪力墙相比，其刚度和强度高，因而可承受更大的水平荷载。

一般来讲，剪力墙结构的优点在于其侧向刚度大，在水平荷载作用下的侧移较小小，而且有很好的承载能力，而且有很好的整体性和空间作用，与框架结构相比有更好的抗侧力能力，因此，剪力墙结构被广泛用于营建较高的建筑物。当然，剪力墙也有固有的不足之处，诸如剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置也不算不灵活，而且结构自重也较大，结构灵活性也很难保证。

2.高层剪力墙风载力设计分析

高层剪力墙结构竖向钢筋混凝土墙板及其水平方向，仍然是钢筋混凝土的大楼板、大载墙的构成体系。【2】一般来讲，建筑物高度越高，风和载力对其造成的影响就越大，风产生的推理作用会使建筑出现一定程度的摇摆浮动，一般来讲，浮动摇摆的限制非常小，需要靠竖向墙来抵抗。即墙面需要一个和风力相抗衡的力，沿着整个竖向墙板的高度，形成一种力的剪切。因此，高层建筑的竖向墙体不仅仅要考虑到建筑自身承重的竖向力，还应当考虑到水平方向对墙体的作用。

3.高层剪力墙结构设计计算分析

对于高层剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本上与普通剪力墙结构分析大致相同，同常可以采用三维杆系―薄壁柱空间分析方法或着空间杆―墙组元的分析方法。【3】当然，这过程中还学要设计到墙体厚度的计算原则，一般情况下，我们可以按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3―2002相关技术规范来进行计算，即当已知墙肢承担的楼面荷载的面积Aq时，可按下式估算墙厚：bw=1.3QAqn×103 /fchwr。【4】此种方法，在我国建筑行业已经得到广泛的应用，不论是理论方面还是实践方面都已比较成熟，但是在这中结构设计计算过程中仍然应当注意 以下几方面的内容。

3.1高层剪力墙结构的建筑在抗震方面的薄弱环节在于其平面外边缘的脚部处的墙体，因此应当做好此部位的抗震设计关乎建筑物的整体设计质量。通过减小压轴比、增大纵筋和箍筋的配筋率来缓解扭转效应带来的影响都是解决这类问题的行之有效的办法，只要设计者稍加注意，就可以避免后期施工带来的诸多麻烦。

3.2剪力墙会在水平作用力的影响下，稍显变形弯曲，而底部小墙肢则会承受较大负荷的扭转剪力。剪力墙应在竖向和纵向两个方向均设计连接，避免形成“一”字形结构，这也是导致周边墙体出现裂缝的主要原因之一。做好两个方向的设计连接可以说关系到整个建筑物的整体质量。

3.3各个墙肢的分布要尽量均匀合理，避免过疏或者过密的想象发生，尽量实现墙肢刚度中心与建筑物中心的一致。同时，对于高层建筑来说，其剪力墙的结构设计还应当配合添加适当数量的长墙，一方面可以减小抗侧性能不佳的缺点，另一位方面也可以避免墙体结构产生大的变形。

4.剪力墙出现裂缝之原因分析

墙体出现裂缝的现象时有发生，产生原因也十分复杂。在一般情况下，工程剪力墙裂缝的成因可以分为以下两个方面：一是动、静荷载或者其他各种外荷载而引起的墙体裂缝；二是由混凝土内外温差、收缩或地基不均匀沉降等变形荷载引起的裂缝。【5】除此之外，建筑结构设计及其结构布置也是产生裂缝的一个诱因。因此，我们不能单一的分析裂缝产生之原因，而应当结合实际情况，多角度综合的分析和处理此类问题。通常来说，当剪力墙出现裂缝时，最有效的办法就是在建立墙上增开结构小洞。通过精确的计算，增开的结构小洞可以有效释放混凝土的收缩应力，减少因混凝土收缩带来的墙体变形。除此之外，在剪力墙墙体中设置暗梁，可以使贯穿性的裂缝只能裂到梁低，而不至于损害楼面板底，在一定程度上也可以控制裂缝带来的危害。

5结语

剪力墙结构设计关系到建筑整体质量，更关系到每位住户的生命财产安全。作为建筑结构的设计人员，应当树立起良好的社会责任感和使命感，努力完善建筑结构各方面的设计工作，保障建筑物的质量安全。只有这样才能实现我国建筑行业的发展，才能促进我国建筑设计质量实现质的飞跃，才能达到构建和谐社会的目标。

【参考文献】

1.建设部干部学院. 建筑结构. [M]华中科技大学出版社（第一版）.2009.1

2.胡见勇 史明忠 冯文燕. 高层剪力墙结构问题的探析. [J]. 黄石理工学院学报.2009.7

3.许燕禄. 框剪结构剪力墙平面布置对扭转的影响 [J]. 广东土木与建筑 2005(11): 66-68

第8篇：剪力墙结构设计论文范文

关键词：高层；剪力墙；住宅结构；优化设计；连梁；长墙肢

Abstract: this paper mainly senior shear wall structure optimization design of residential building, respectively from the structure of the layout, the transition layer, long wall limb and even the beam and other aspects, in hopes of high-rise shear walls of residential construction plays a certain role.

Keywords: top; Shear wall; Residential structure; Optimization design; Even the beam; Long wall limb

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

剪力墙结构刚度大，整体性好，用钢量较省，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，外形美观，便于室内布置，还具有优越的抗震性能，因而，在高层住宅、旅馆中得到了广泛的应用。对其设计进一步的优化，更大限度的发挥它的作用方便人们居住是摆在我们建筑人员面前的一个重大课题。

一、高层住宅剪力墙的结构优化设计

（一）合理的结构布置

高层住宅剪力墙结构设计的主要步骤是确定合理的结构布置。剪力墙住宅的结构布置，要把握两个要点：

一方面，考察平面布置，避免严重的平面不规则

普通高层住宅，由于建筑功能布局的需求，常在平面中心位置设置楼电梯间，形成一梯多户的发射状布局，平而布置呈细腰形，不利于水平力的传递。高规以及部分省市的地方规范中，对细腰形平面尺寸提出了量化的控制目标，以作为平面布置的依据之一。合理的平面体型，是一个建筑能够成功实现的先决条件。

另一方面，注意剪力墙布置宜均匀、对称

剪力墙布置过程中，宜尽量顾及结构的对称性，均匀布置。尽量减少剪力墙的数量，且各墙肢布置时应考虑如何减少边缘构件，并通过布置较少的抗侧力构件获得满足规范要求的抗侧、抗扭刚度。具体措施如下：

a、强周边，弱中部

剪力墙尽可能布置在结构周边护墙位置，在结构中部宜减少剪力墙的布置量，以便于提高主体结构的抗扭刚度，控制结构的周期比与位移比；

b、多均匀长墙(长度≤8m)，少短墙

在保证竖向及水平承重情况下，要精心选择对结构承受水平及竖向荷载有利的隔墙位置设置剪力墙，尽量拉大剪力墙的布置间距，避免较小的间距内布置多道剪力墙。通过加长剪力墙墙肢长度，减小墙数量，使结构整体抗侧刚度增加，边缘构件数量减少，且由于墙问间距拉大，增加了建筑平面布置灵活性；

c、多L形、T形、十字形墙肢

少复杂形式状转折在布置剪力墙时，应考虑剪力墙连续转折及小墙垛布置对边缘构件的影响，减少暗柱数量及避免设置不必要的大暗柱，因墙体转折处必须设置暗柱；

d、多连续，少半框

应尽量将结构两个方向的剪力墙通过连梁或框架梁连成整体，形成贯穿整个结构宽度或长度的抗风、抗震结构，避免独立墙肢或半框架墙肢出现，这有利于增加结构的整体抗侧刚度，从而以较少的剪力墙布置量来满足层间位移角限值要求；

e、各墙肢轴压比宜接近

在人工导算竖向荷载情况下，各剪力墙墙肢的轴压比宜基本接近并尽量靠近相应结构抗震等级轴压比限值，如此可避免通过连梁或框架来调整各墙肢的轴向变形差，使梁配筋增大。甚至配筋困难，且可减少剪力墙的布置量及结构自重，让每一道剪力墙直接发挥其竖向承载的作用。

（二）过渡层的优化设计

对于存在过渡层或者转换层的剪力墙结构，其过渡层或者转换层的剪力墙墙体在地震中需要提供的抗倾覆力矩和抗剪切力最大，且其受力也最不利。

除此之外，由于在垂直均匀荷载的作用下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体处于拉剪或者压剪的应力状态，而一旦有横向荷载作用时，过渡层或者转换层的

剪力墙墙体的横向承载力及其抗裂性能都将相应地降低。根据试验表明。在垂直和反复横向荷载的作用下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力大约会降低两到三成。而如果按验算一般墙体横向承载力的方法，当其托梁的高跨比或者垂直荷载较小时，就将会过高地估计过渡层或者转换层剪力墙的抗震承载力，从而降低结构抗震的安全可靠性。因此要在过渡层或者转换层形成一个以圈梁及构造柱构成的类框架体系，从而增强过渡层或者转换层传递地震剪切力的能力，并大大增加其展延性以及耗能能力。

二、连梁的优化设计

剪力墙的连梁是一件耗能构件，因此它的剪切破坏将对抗震不利，并会使结构的延性大大降低，所以他也显得十分重要。高层住宅剪力墙结构中，因为房间尺度不大，墙肢之间常常出现跨高比较小的连梁，在计算过程中，容易产生连梁抗剪超限的情况，通常有以下几种解决方案：

（一）加高截面

在梁宽一定的情况下，通过加高连梁截面的方法，可以提高连梁自身的抗剪能力。

（二）加宽截面

加宽截面和加高截面一样，也可以有效提高抗剪承载能力，却对连梁刚度的贡献较小，仅为线性关系，使得抗剪力的提高值大于分担剪力的增加值。因此加宽梁截面对于解决连梁抗剪超限是一个行之有效的方法。

（三）调整设计内力

在上述方法均不奏效的情况下，可以通过人为的内力调整，控制剪力分配比重，解决连梁抗剪问题。最简单的调控方法是在计算参数取他时，调整连梁刚度折减系数。

三、长墙肢的处理

高层住宅剪力墙的结构还必须具备足够的展延性，特别是对于里高细形状的剪力墙(即高宽比超过二)而言，就具有较好的展延性和弯曲破坏的属性，从而能够很好地避免发生脆性剪切破坏。然而在墙肢长度比较长的情况中，为了满足其每个墙段的高宽比都超过二，就可以采取开洞的方式来将长墙分割成为独立的、小而均匀的墙段。此外，当其墙段的长度较小时，因受弯而导致产生裂缝的宽度也比较小，这样就可以充分地发挥出剪力墙墙体配筋的作用。另外对于剪力墙结构当中存在的不多的长度超过八米的剪力墙长墙肢而言，在理论计算当中其楼层的剪力绝大部分都是由这些剪力墙的长墙肢来承担。因此在发生地震尤其是超烈度的强震时，这些长墙肢就是最容易遭到破坏的。而短墙肢则会因没有足够多的配筋，从而使整个墙面的结构遭到全面的破坏。为了避免这种不利的现象发生，因此对于大于八米的长墙肢，可以通过以下两种方法来处理：

首先，采取开施工洞，也就是在施工的过程当中于墙上留洞，而混凝土结构完成时再砌筑填充墙体．从而将长墙肢分隔成为短墙肢。

再者，采取开计算洞，也就是在进行结构设计SATWE计算的过程中假设有洞，而在绘制施工图时却不留洞，从而通过这种特殊的计算方式来加强其它的短墙肢的配筋。对于这种方法而言一般适合用作地下室外墙等不允许开施工洞的长墙肢。

总之，高层建筑剪力墙结构设计，是一个复杂的系统工程，在进行高层建筑剪力墙结构设计时，高度重视影响结构技术经济的因素，考虑综合效益，以达到降低工程造价和材料消耗量的目的，取得更加科学、合理、经济的设计结果。

参考文献：

第9篇：剪力墙结构设计论文范文

【关键词】短肢剪力墙结构；结构的判定；结构计算；问题分析

1 短肢剪力墙结构的判定

首先看一下各部门对于短肢剪力墙的界定：北京市建筑设计技术细则-结构专业》规定，对于多层剪力墙结构，可定义为短肢剪力墙负荷的楼面面积与全部楼面面积之比，高层建筑超过50%、多层建筑超过60%。属于短肢剪力墙较多的结构；《广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》补充规定》，指短肢墙的截面面积占剪力墙总截面面积50%以上；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。如上文提到的北京市颁布的《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。

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。

2 短肢剪力墙结构及其计算

短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。其计算模型同于普通剪力墙结构，将结构作为空间体系，梁和柱均采用空间杆单元，剪力墙单元模型。 目前计算上可采用的三维空间分析软件有开口薄壁计算模型，空间膜元，板壳单元模型以及墙组元模型。楼板假定有无限刚和弹性两种。

目前短肢剪力墙结构广泛采用中国建筑科学研究院PKPM-CAD工程部的两个计算软件，TAT（多层及高层建筑结构三维分析与计算软件）和SATWE（高 层建筑结构空间有限及分析与设计软件）。TAT用来计算一些结构体系较为规整的高层建筑物，其计算模型视墙为薄壁杆件；SATWE用来计算一些结构体系复 杂、规模大的高层或超高层建筑物，是基于壳元理论的考虑空间组合作用的有限元分析方法，减少模型化误差，精度高。SATWE是较实用的板壳单元模型，其特 点是用每一节点六个自由度的壳元来模拟剪力墙单元。剪力墙既有平面内的刚度，又有平面外的刚度，楼板既可以按弹性考虑，也可以按刚性板考虑，这是一种接近 实际情况的模型。结构设计时应针对建筑特点选择合适的结构计算软件。

值得注意的是：软件计算时并不是墙元划分得越细越好。当墙元划分过细时，由于单元有一定的厚度，当单元的长、宽与厚度之比接近时，就不能再作为墙单元计算。

3 带转换层的短肢剪力墙结构设计问题

在现代高层住宅的地下室和下部几层，由于停车和商业用房需较大空间，就得通过转换层来实现。对设有转换层的短肢剪力墙结构，一般都只是将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地，以及剪力墙框支。框支剪力墙是受力面向受力点过渡，由于薄壁杆件的连接处是点连接，所以用薄壁杆件模型不能很好地处理位移的连续和力的正确传递。因此，带有转换层的短肢剪力墙结构宜优先采用墙元模型软件（如SATWE）进行计算。当然，从整体上的内力（特别是下部支承柱的内力）分布情况来看，如果将剪力墙加以适当的处理，还是可以用TAT、TBSA对结构进行整体计算的［1］。

据研究表明［3］，“框支剪力墙结构当转换层位置较高时，转换层附近层间位移角及内力分布急剧突变，内力的传递仅转换层一层楼板的间接传力途径很难实现；转换层下部的‘框支’结构易于开裂和屈服，转换层上部几层墙体易于破坏。研究表明［3］，“控制转换层下部‘框支’结构的等效刚度对于减少转换层附近的层间位移角和内力突变是十分必要的，效果也很显著。”

在利用软件进行设计时，对于结构体系应该选择复杂高层结构还是短肢剪力墙结构？这需要从以下几个方面进行考虑：首先，剪力墙轴压比限值，对于短肢剪力墙，当抗震等级为一、二、三级时，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培，其轴压比限值相应降低0.1；而规范对于复杂高层的剪力墙轴压比限值没有降低要求。另外在进行内力计算时，两种结构体系的各项调整系数也不完全相同。但值得注意的是对于短肢剪力墙结构，规范并没有要求对底部加强部位的弯矩设计值按照复杂高层那样乘以放大系数。并且二者在底部加强部位高度的取值问题上也不完全统一。规范要求复杂高层的剪力墙底部加强部位高度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；但是对于短肢剪力墙结构，它的底部加强部位高度只是墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值。所以在具体设计时，应根据以上几个方面的差异做仔细的分析。

4 短肢剪力墙结构设计时的构造问题

振动台模拟地震试验结果表明［4］，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。如（1）抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比高规第4.8.2条规定的剪力墙抗震等级提高一级；（2）抗震设计时，底部加强层应按高规第7.2.10条调整剪力设计值，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1. 2；短肢剪力墙截面厚度不应小于200 mm；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%；新“抗震规范”出现了约束边缘构件这个概念，对抗震等级为二级及以上的短肢剪力墙，由于墙肢长度较短，约束边缘构件沿墙肢两个方向近于整段墙肢，为了加强墙肢抗震性能，可以把整段墙肢作为约束边缘构件考虑。

参考文献：

[1]赵玉祥．钢筋混凝土高层建筑设计中若干问题的探讨［J］．建筑结构学报.1998.

[2]赵艳静等．钢筋混凝土异形截面双向压弯柱延性性能的理论研究[J]．建筑结构.1999.