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導(dǎo)語：在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計；
中圖分類號： S611文獻標識碼：A 文章編號：
一、剪力墻的基本概念
近年來我國鋼產(chǎn)量連年居世界第一，混凝土使用量亦居世界第一，這都為后來高層建筑的發(fā)展創(chuàng)造了良好的物質(zhì)條件。我國內(nèi)地高層建筑中，高層住宅(12-30層)占主體，約占全部高層建筑的80％，目前國內(nèi)的高層住宅建筑大多是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系分框架、剪力墻、框架--剪力墻三大結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：建筑平面布置靈活，分隔方便；整體性、抗震性能好，設(shè)計合理時結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力；外墻采用輕質(zhì)填充材料時，結(jié)構(gòu)自重小。但框架結(jié)構(gòu)的缺點是剛度較小。橫向荷載作用下的側(cè)向變形大，正是這一點限制了框架結(jié)構(gòu)的建造高度。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：整體性好、剛度大，抵抗側(cè)向變形能力強；抗震性能較好，設(shè)計合理時結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力。因而剪力墻結(jié)構(gòu)適宜的建造高度比框架結(jié)構(gòu)要高。剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點是：受樓板跨度的限制一般為3—8m，剪力墻間距不能太大，建筑平面布置不夠靈活，難以應(yīng)用于公共建筑?？蚣?-剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻剛度大，承擔大部分的水平力，是抗側(cè)力的主體，整個結(jié)構(gòu)的剛度大大提高；框架則承擔豎向荷載，提供了較大的使用空間，同時也承擔少部分水平力。隨著高層建筑的發(fā)展，新的結(jié)構(gòu)體系不斷出現(xiàn)，除框架、剪力墻、框架--剪力墻三大結(jié)構(gòu)體系外、還有簡體、框架--筒體、剪力墻--筒體、筒中筒、巨型框架結(jié)構(gòu)體系和懸掛結(jié)構(gòu)體系等。
二、剪力墻設(shè)計的原則
對剪力墻的設(shè)計要做到安全、經(jīng)濟合理，所以在設(shè)計的過程中除了對位移限制值的要求外，還要充分發(fā)揮框剪結(jié)構(gòu)中各抗側(cè)力構(gòu)件的作用。在剪力墻數(shù)量的設(shè)計的時候，位移限制值要滿足規(guī)范的規(guī)定，應(yīng)盡量減少剪力墻數(shù)量，但應(yīng)滿足在基本振犁地震作用下，剪力墻部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的一半。
1、樓層最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則
在設(shè)計時候要盡量減少剪力墻的布置，最好設(shè)計為大開間剪力墻布置方案，來達到比較理想的側(cè)向剛度結(jié)構(gòu)，樓層的最小剪力系數(shù)接近規(guī)范的極限值，但是這要滿足短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩不超過40％。這樣在減輕結(jié)構(gòu)自重的時候降低地震作用帶來的危害而且造價方面可以減少。
2、樓層層間最大位移與層高之比的調(diào)整原則
規(guī)范規(guī)定最大的彈性層問位移在多遇地震作用標準值產(chǎn)生的樓層計算的時候，可以不除去結(jié)構(gòu)整體彎曲變形，應(yīng)計入扭轉(zhuǎn)變形在以彎曲變形為主的高層建筑中。由此可以看出，樓層間的扭轉(zhuǎn)和剪切變形對于一般的高層建筑是重點考慮的方面。豎向構(gòu)件的多少決定著剪切變形的控制，但是即使構(gòu)件的數(shù)量足夠多但是布置不合理，扭轉(zhuǎn)變形就會過大，仍然達不到層間位移的要求。所以，高層建筑能僅僅根據(jù)層間位移不夠不加分析地增加豎向構(gòu)件的剛度，而應(yīng)盡可能使扭轉(zhuǎn)變形最小。
3、剪力墻連梁超限的調(diào)整原則
剪力墻的連續(xù)梁的跨高比小于2.5可能會出現(xiàn)彎矩和剪力超過規(guī)范的極限規(guī)定，所以其跨高比一般不小于2.5。規(guī)范規(guī)定連續(xù)梁不應(yīng)折減，在跨高比不超過5的時候。在跨高比在5到的時候，連續(xù)梁剛度也必須折減，否則可能導(dǎo)致彎矩和剪力超過極限值。這點如果能在具體工程設(shè)計的時候能有效利用，工程造價會降低很多。
三、剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度和配筋問題
1)根據(jù)抗震規(guī)范6.1.2條規(guī)定，8度地震區(qū)剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級至少應(yīng)為二級：按6.4.1條要求剪力墻底部加強部位墻厚一、二級抗震等級時≥200mm，且≥層高的1/16，其他部位≥160ram，當墻端頭無翼墻或暗柱時≥層高的1/12。以上規(guī)定目的是為防止因墻體平面外剛度過小，穩(wěn)定性差，容易在偏心荷載作用下壓屈失穩(wěn)，但這些規(guī)定對于8度地震區(qū)的多層及低高層剪力墻結(jié)構(gòu)顯得不夠合理。2)墻體的配筋率。目前在11.7.1l條文強制規(guī)定在一、二、三級抗震等級的剪力墻中，豎向和水平分布筋的最小配筋率均≥0.25％；部分框支剪力墻底部加強部位的配筋率≥0.3％；這配筋率比其在20世紀80年代前的配筋率0.07％～0.1％要大多了，和國外的配筋率0.1％—0.25％的高者基本接軌，這在高層或者較長的剪力墻結(jié)構(gòu)中應(yīng)該是合理的，但對于低矮、短小的剪力墻值得探討．墻的水平分布筋是為橫向抗剪以防止墻體在斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪切破壞，同時起到抵抗溫度應(yīng)力防止砼出現(xiàn)裂縫，設(shè)計中當建筑物較高、較長或框剪結(jié)構(gòu)時配筋宜適當增加，特別在連梁部位或溫度、剛度變化等敏感部位宜適當增加。但對于矮、短的房屋，其水平筋的配筋率是否適當減小值得探討。墻的豎向鋼筋主要起抗彎作用，目前在一些多層、低高層剪力墻中電算結(jié)果多為構(gòu)造配筋，但配筋時所取的配筋率往往扣除了約束邊緣構(gòu)件或構(gòu)造邊緣構(gòu)件中的鋼筋，筆者認為豎向最小配筋率應(yīng)包括邊緣構(gòu)件中的鋼筋，墻肢的豎向配筋原則也應(yīng)該盡量將鋼筋布置在墻端部邊緣區(qū)并保證鋼筋間距≤300mm，也應(yīng)該注意防止豎筋過多使墻的抗彎強度大于抗剪強度，對抗震不利。
四、剪力墻結(jié)構(gòu)的超長問題
《混凝土規(guī)范》9.1.1條中規(guī)定現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的溫度伸縮縫最大間距：當在室內(nèi)或土中時為45m，露天時為30m；而現(xiàn)澆框架剪力墻或框架核心筒結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距可取45—55m。規(guī)范的這一規(guī)定顯然與現(xiàn)今建筑的體量越來越大但功能又要求不設(shè)伸縮縫發(fā)生矛盾；因此目前許多工程中的伸縮縫間距都突破了規(guī)范的規(guī)定，筆者認為今后當剪力墻結(jié)構(gòu)超長時，應(yīng)該慎重處理為好，過長時應(yīng)該盡量設(shè)置溫度伸縮縫，宜較嚴格遵守規(guī)范規(guī)定的限值，理由如下：
1)剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，受溫差影響大，混凝土的收縮產(chǎn)生的變形大，墻體對樓面、屋面產(chǎn)生的約束也大；當結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮變形時比其他結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)裂縫。一些未超長的剪力墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生墻體或樓面裂縫，其主要原因就在此。
2)剪力墻結(jié)構(gòu)多用于商品住房和公寓，使用狀況復(fù)雜，一旦私人購買的房子出現(xiàn)裂縫，雖然沒有安全問題，但處理起來問題多、難度大、社會影響大。
3)混凝土結(jié)構(gòu)受溫度或收縮形變的影響與眾多因素有關(guān)；而體型龐大的剪力墻房屋往往形狀復(fù)雜，混凝土收縮大，約束應(yīng)力積聚也大，施工工藝及管理也難控制，環(huán)境影響使用變化難于判斷，因此更難于解決混凝土收縮變形時，在受約束條件下引起拉應(yīng)力而保證不出現(xiàn)裂縫。
4)目前混凝土中水泥用量普遍增大，加上由于混凝土強度的提高，使彈性模量增加將引起更大的約束拉應(yīng)力產(chǎn)生，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的因素增多。
5)普遍使用商品混凝土泵送施工，為了泵送，增大水泥用量，減少了中粗骨料含量和骨料粒徑，加上泵送混凝土配合比和施工送料時的不良因素影響等都加大了結(jié)構(gòu)收縮量，增加產(chǎn)生裂縫的因素。
結(jié)束語
隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，城市的高樓化趨勢不可動搖，高層建筑將會快速發(fā)展，所以剪力墻結(jié)構(gòu)會得到更多的運用。剪力墻的抗震性好，造價相對低廉這就給剪力墻結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了更好的準備。設(shè)計人員在對剪力墻的設(shè)計的時候要從各方面對其進行優(yōu)化設(shè)計，提高其方案水平，在滿足各方面的要求的時候使建筑物更加安全可靠。
參考文獻：
[1]劉錚、張國慶．高層剪力墻住宅角窗處構(gòu)造加強措施．第十七屆全國高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會議論文，2009年.155—159．
關(guān)鍵詞： 剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計
Abstract: due to the reinforced concrete shear wall structure has arranged flexibly, inside the room no dew beam, Lou column, can bring to the building of the advantages of large flexible space, in recent years, more and more many, high-rise residential the shear wall structure. This paper, focusing on the shear wall structure design of related problems are analyzed, and the key of shear wall structure layout, shear wall to wall thickness, shear wall in the limbs of coupling beam design is discussed in this paper.
Key words: the shear wall structure, structure design
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
引言
剪力墻結(jié)構(gòu)由于其抗側(cè)剛度大、側(cè)移小和抗震性能好等優(yōu)點，集承重、抗風(fēng)、抗震、圍護與分隔為一體，經(jīng)濟合理地利用了結(jié)構(gòu)材料，鋼筋用量較省，節(jié)約投資等系列優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，尤其是多、高層建筑。但在工程實際應(yīng)用中，建筑空間由于受剪力墻最大間距限制，建筑平面及使用空間往往受到局限。而且在設(shè)計中，對剪力墻位置的具體布置、截面形狀和尺寸等是否合理，相關(guān)的規(guī)范沒有明確的規(guī)定，通常是由結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)概念和經(jīng)驗來設(shè)計的。因此，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中許多問題值得探討。本文就剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計做一些簡單分析，拋磚引玉。
1.剪力墻結(jié)構(gòu)的基本含義與分類
剪力墻結(jié)構(gòu)是由剪力墻組成的承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)。剪力墻的結(jié)構(gòu)類型有以下幾種：框架--剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，框架--核心筒結(jié)構(gòu)，筒中筒結(jié)構(gòu)，板柱--剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)按照開洞大小，可以分為整體墻、小開口整體墻、聯(lián)肢剪力墻以及壁式框架。
2剪力墻的結(jié)構(gòu)布置
剪力墻的布置除應(yīng)符合國家規(guī)范、規(guī)程中有關(guān)規(guī)定外，在本文中進一步對剪力墻的布置提出了一些要求，其中關(guān)于框架剪力墻和梁、墻布置等都屬于本文著重闡述的內(nèi)容。
2.1結(jié)構(gòu)平面布置
高層結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的空間工作性能，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向抗側(cè)力體系，形成空間整體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)兩主軸方向均應(yīng)布置剪力墻，并宜使兩個方向的抗側(cè)剛度接近，剛度中心與結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心接近，避免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。嚴禁單向布置剪力墻。當某個方向由于條件限制而數(shù)量偏小時，在垂直方向的剪力墻上布置沿該方向的一定數(shù)量的翼緣，使與梁形成框架效應(yīng)，可明顯增加該向的抗側(cè)剛度。
2.2豎向剛度均勻
剪力墻布置對結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度有很大影響，剪力墻沿高度不連續(xù)，將造成結(jié)構(gòu)沿高度剛度突變，對抗震非常不利，所以應(yīng)要求剪力墻自上到下連續(xù)布置，上應(yīng)到頂，下應(yīng)到底。為減輕結(jié)構(gòu)自重和減少側(cè)向剛度，允許沿高度均勻連續(xù)改變墻厚和混凝土強度等級，每次墻厚減少宜為50㎜~~100㎜，混凝土強度等級減少宜為5Mpa，以避免剛度突變。厚度改變和混凝土強度等級的改變宜錯開樓層。
2.3墻肢高寬比
剪力墻應(yīng)設(shè)計成受彎曲破壞的延性結(jié)構(gòu)，避免剪切脆性破壞及滑移破壞。剪力墻的高寬應(yīng)比不應(yīng)小于2。當墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于2的要求，可通過開設(shè)洞口等措施，將長墻分成長度較小、較均勻的獨立墻段，每個獨立墻段可以是整體墻，也可以是聯(lián)肢墻。
2.4剪力墻洞口的布置
剪力墻洞口的布置，會極大地影響剪力墻的力學(xué)性能。因此，布置剪力墻洞口時應(yīng)滿足以下3方面要求。
（1）規(guī)則開洞，洞口成列、成排布置，能形成明確的墻肢和連梁，應(yīng)力分布比較規(guī)則，又與當前普遍應(yīng)用程序的計算簡圖較為符合，設(shè)計結(jié)果安全可靠。同時宜避免使墻肢剛度相差懸殊的洞口設(shè)置；
（2）對于錯洞剪力墻和疊合錯洞墻，二者都是不規(guī)則開洞的剪力墻，其應(yīng)力分布復(fù)雜，容易造成剪力墻的薄弱部位，常規(guī)計算通常無法獲得其實際內(nèi)力，構(gòu)造也比較復(fù)雜。其主要特點是洞口錯開距離很小，甚至疊合，不僅墻肢不規(guī)則，洞口之間會形成薄弱部位，疊合錯洞墻比錯洞口墻更為不利，設(shè)計時應(yīng)盡量避免。當確實無法避免疊合錯洞布置時，應(yīng)按有限元方法仔細計算分析并在洞口周邊采取加強措施或采用其他輕質(zhì)材料填充將疊合洞口轉(zhuǎn)化為規(guī)則洞口的剪力墻或框架結(jié)構(gòu)；
（3）具有不規(guī)則洞口剪力墻的內(nèi)力和位移計算應(yīng)符合規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。目前使用的計算軟件，除了平面有限元方法外，尚沒有更好的簡化方法計算。對結(jié)構(gòu)整體計算中采用了桿系、薄壁桿系模型或?qū)Χ纯谧髁撕喕幚淼钠渌邢拊Ｐ蜁r，應(yīng)對不規(guī)則開洞墻的計算結(jié)果進行分析、判斷，必要時應(yīng)進行補充計算和校核。
3.墻肢厚度的選取
高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定了剪力墻的最小厚度，其主要目的是保證剪力墻出平面的剛度和穩(wěn)定性能。對于住宅建筑，層高一般為2.8m—3.0m，填充墻厚一般為200mm，相應(yīng)剪力墻厚也取為200mm。除底層加強區(qū)的一字形獨立剪力墻外，均能滿足規(guī)范要求。對于無地下室的高層住宅，因其基礎(chǔ)埋深一般在2.5m以上，則底層墻體高度會到5.0m以上，若按層高的1/16確定墻厚，將超過300mm，大于填充墻厚度。為避免出現(xiàn)此種情況，在布置剪力墻時，應(yīng)結(jié)合建筑平面，盡量不用一字形剪力墻，而采用L、T、Z、十字形等截面形式，且使翼緣長度大于其厚度的3倍，這樣一方面墻體抗震性能更好，另一方面墻厚也可取為剪力墻無肢長度的1/16。由于住宅建筑中剪力墻肢長一般小于3.0m，故厚度采用200mm滿足構(gòu)造要求。
4.連梁的設(shè)計
連梁是指剪力墻結(jié)構(gòu)中墻肢與墻肢間的梁，當墻肢在水平荷載作用下彎曲變形在連梁端部產(chǎn)生轉(zhuǎn)角時，連梁端部內(nèi)力會阻止與之相連的墻肢的內(nèi)力和變形從而改變墻肢受力狀態(tài)，因此連梁的設(shè)計對剪力墻結(jié)構(gòu)尤為重要。
剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下的破壞分為脆性破壞和延性破壞，由于墻肢抗剪能力不夠而發(fā)生剪切破壞屬于脆性破壞，該種現(xiàn)象可以在設(shè)計中對連梁的設(shè)計來避免。若在荷載作用下連梁發(fā)生破壞則會導(dǎo)致連肢墻喪失連梁對墻肢的約束作用，當沿剪力墻高所用連梁均發(fā)生剪切破壞時，連肢墻的各墻肢將被分割為單片墻，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度大大降低，墻肢彎矩增大，因此，規(guī)范規(guī)定連梁截面的剪壓比限值和抗震等級為一、二級時連梁端部剪力設(shè)計值的調(diào)整系數(shù)即為了防止連梁早于彎曲破壞而發(fā)生剪切破壞；在破壞過程中連梁不屈服，墻肢首先發(fā)生彎曲破壞雖屬于延性破壞，但該情況下吸收地震能量的能力較低。而在破壞過程中連梁首先屈服，之后是墻肢屈服，連梁通過塑性鉸的變形吸收大量地震能量，傳遞彎矩和剪力對墻肢起到約束作用，以上兩種情況在設(shè)計過程中應(yīng)盡力避免。
5.結(jié)語
隨著社會的不斷進步，多、高層住宅正像雨后春筍一樣拔地而起，如何對剪力墻結(jié)構(gòu)進行合理選型以及優(yōu)化布置就顯得非常重要。設(shè)計人員只有熟練掌握規(guī)范，具有明確的結(jié)構(gòu)概念，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力的特點和破壞機理，充分利用剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，合理選擇結(jié)構(gòu)布置形式，掌握正確計算分析方法，結(jié)合工程的實際背景進行設(shè)計，才能做出安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的作品。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞：高層住宅；剪力墻結(jié)構(gòu)；連梁
1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)概念方案布置
剪力墻結(jié)構(gòu)概念方案布置是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要前提，方案布置的合理性與否對整個工程造價影響甚大，因此以下對剪力墻結(jié)構(gòu)布置作簡要分析。
剪力墻平面布置宜沿兩主軸方向雙向布置，盡量均勻、對稱布置，兩主軸方向剛度盡量相近。過于集中布置剪力墻可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度中心與荷載重心偏差較大，從而產(chǎn)生較為嚴重的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；過于分散布置剪力墻則會導(dǎo)致剛度分布不均勻及梁板跨度加大，一方面會增加結(jié)構(gòu)自重，加大地震作用效應(yīng)，從而增加工程造價；另一方面，剪力墻間距過大，以致某片墻承擔荷載過大，軸壓比加大從而影響剪力墻延性設(shè)計。還有結(jié)構(gòu)角部及結(jié)構(gòu)開洞后形成凹凸不規(guī)則均屬抗震扭轉(zhuǎn)薄弱部位，易產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)變形從而導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)破壞。因此在考慮剪力墻的平面布置時，應(yīng)單獨對角部及開洞周圍進行局部加強。在平面角部盡量布置L 形墻肢，還可采設(shè)置端柱及轉(zhuǎn)角部位樓板中設(shè)置暗梁等構(gòu)造措施進行加強，以達到提高其扭轉(zhuǎn)剛度的目的。剪力墻豎向布置宜沿房屋高度通高布置、上下對齊、連續(xù)布置，墻厚及墻長沿高度宜均勻變化，以達到豎向剛度逐漸變小，從而能夠有效避免豎向剛度發(fā)生突變情況。這樣既經(jīng)濟又能滿足承載力、側(cè)向變形的要求。
因此剪力墻布置的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)合理性及經(jīng)濟性?，F(xiàn)如今結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計必須考慮的因素。如何在滿足安全的前提下，將有限的資源物盡其用，是值得我們結(jié)構(gòu)工程師所思考的問題。所以在剪力墻布置合理前提下盡量經(jīng)濟，節(jié)約成本，減少工程造價。對結(jié)構(gòu)的重點、關(guān)鍵部位或計算模型與實際情況有出入部位，至少采用兩種不同的結(jié)構(gòu)計算軟件進行分析計算，然后進行包絡(luò)設(shè)計且在構(gòu)造上給予加強。在概念方案布置前期，結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)與建筑師緊密配合，初步確定一個比較合理的布置方案，避免出現(xiàn)不規(guī)則或嚴重不規(guī)則的平立面，達到技術(shù)先進，安全適用、經(jīng)濟合理的設(shè)計方案，實現(xiàn)降低總體造價的目的。
2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)受力分析
剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計有著自己的設(shè)計規(guī)則及原理。由于剪力墻通常情況下高度、寬度要比厚度大很多，因此其何特征像板， 但與板有很大的差別，板是按受彎構(gòu)件計算，剪力墻是按壓彎構(gòu)件計算。因此在進行其結(jié)構(gòu)設(shè)計分析時就需要考慮到其具體的設(shè)計差別。此外還包括剪力墻的肢長、墻厚度范圍有著自身的特性，因此當墻肢截面高度與厚度之比hw/tw ≤ 4 時，應(yīng)按框架柱結(jié)構(gòu)設(shè)計；當hw/tw>8 時為一般剪力墻；當4 ≤ hw/tw ≤ 8 時短肢剪力墻，這也是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則之一。剪力墻結(jié)構(gòu)是由一系列縱向、橫向剪力墻與梁、板所組成的空間結(jié)構(gòu)。其主要承受兩類荷載：一類是豎向荷載，豎向荷載主要是梁板傳來的恒載、活載、剪力墻身自重及豎向地震作用；另一類是水平荷載，主要為水平風(fēng)荷載和水平地震作用。剪力墻的內(nèi)力、變形分析包括承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)下分析。在承載能力極限狀態(tài)下，剪力墻在各種工況下不致破壞，能夠安全地承受重力荷載作用。在正常使用極限狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)變形滿足規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)耐久性也滿足設(shè)計要求。剪力墻的變形主要是彎曲變形，框架結(jié)構(gòu)的變形主要是剪切變形。
為了使剪力墻實現(xiàn)彎曲破壞的延性破壞模式，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》簡稱高規(guī)，規(guī)定墻長不宜大于8m。實際上影響剪力墻破壞模式的兩個主要因素是剪跨比和軸壓比，只要剪跨比>2，且軸壓比不超過規(guī)范規(guī)定限值，能夠?qū)崿F(xiàn)延性的破壞模式。當剪力墻墻長大于8m 時，盡量在墻中部開洞形成雙墻肢，通過弱連梁連接。這樣剪跨比一般也會大于2，即能滿足延性破壞的需求。在地震作用下通過連梁來耗能，連梁端部首先進入塑性變形，形成塑性鉸，這樣連梁起到第一道抗震防線的作用。
3 連梁設(shè)計
高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)中，由于開間不大或墻長較長時開洞后形成連梁，若兩墻肢之間出現(xiàn)跨高比較小的連梁時，在計算過程中，容易產(chǎn)生連梁抗剪超限的情況，通常有以下幾種解決方案：①增大截面，可以提高連梁自身的抗剪能力，但隨著連梁剛度增加相應(yīng)內(nèi)力也增加，其對抗剪能力的提高是有限的。在梁寬一定的情況下，通過加高連梁梁高的方法；在梁高一定的情況下，也可以通過加寬梁寬，加寬截面卻對連梁剛度的貢獻較小，僅為線性關(guān)系，使得抗剪力的提高值僅大于分擔剪力的增加值。②調(diào)整設(shè)計內(nèi)力，在增大連梁截面對提高抗剪能力沒有效果的情況下，可以通過人為的內(nèi)力調(diào)整，對連梁剛度進行折減，控制剪力分配比，解決連梁抗剪問題。最簡單的調(diào)控方法是在計算參數(shù)選取時，調(diào)整連梁剛度折減系數(shù)，僅對內(nèi)力配筋計算時才能采用。在整體計算及非地震荷載作用下，連梁剛度不予折減，這時連梁應(yīng)具備足夠的抗彎和抗剪承載能力，以滿足正常使用的要求。對于跨高比大于5 的連梁，應(yīng)按框架梁設(shè)計，且必須滿足框架梁各項要求。③也可設(shè)水平縫形成雙連梁、多連梁或采取其他加強受剪承載力的構(gòu)造措施，譬如設(shè)置交叉暗撐等措施來提高連梁抗剪承載力。
4 結(jié)語
隨著我國國民經(jīng)濟整體水平的持續(xù)提高和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展速度的持續(xù)加快，高層建筑將是現(xiàn)代建筑的主流。剪力墻結(jié)構(gòu)因側(cè)向剛度大，側(cè)向變形小等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于高層建筑中。所以掌握好剪力墻結(jié)構(gòu)受力特點，把握好剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計就會更加經(jīng)濟合理。因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原理有著清晰的理解，從而能夠在此基礎(chǔ)上通過不斷設(shè)計實踐的進行來促進我國建筑工程整體設(shè)計水平的有效提高。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用分析
中圖分類號：TU2文獻標識碼： A
將鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，能承擔各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)包含側(cè)移較小、抗震性能完好、抗側(cè)剛度大等諸多優(yōu)勢，因而被應(yīng)用于不同風(fēng)格類型的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，特別是在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面發(fā)揮出良好的應(yīng)用效果。所以，分析剪力墻結(jié)構(gòu)特點、種類以及設(shè)計原則具有十分重要的研究意義，有利于其在建筑設(shè)計中進一步推廣與應(yīng)用。
1.剪力墻結(jié)構(gòu)的含義、特點及種類
1.1剪力墻結(jié)構(gòu)的含義
我們通常所說的剪力墻，就是建筑物墻肢的截面高度與其厚度的比值在5到8之間的墻體。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)綜合剪力墻結(jié)構(gòu)和短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，來完成結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。對于這種結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，規(guī)定墻體受到的底部地震傾覆力矩應(yīng)不低于結(jié)構(gòu)底部受到的總地震傾覆力矩的50%。還有，如果遇到墻體較少的情況其受到的地震傾覆范圍能夠降至15%到40%。
1.2剪力墻結(jié)構(gòu)的特點
在建筑設(shè)計中采用剪力墻結(jié)構(gòu)能夠增加整體結(jié)構(gòu)的剛度，使得結(jié)構(gòu)具有側(cè)移較小、抗側(cè)剛度高、抗震性能好、室內(nèi)墻面較為平整等優(yōu)點，剪力墻的主要作用是承擔豎向荷載（自重）、抵抗水平荷載（風(fēng)、地震等）。剪力墻結(jié)構(gòu)中墻與樓板組成受力體系，缺點是剪力墻不能拆除或破壞，不利于形成大空間，住戶無法對室內(nèi)布局自行改造，還有成本造價較高，且施工工序較為繁雜。
1.3剪力墻的種類
1.3.1實體墻
剪力墻中并未進行開洞或者開洞面積很小的墻體，就是實體墻。這種墻體的受力特征變現(xiàn)在墻體的彎矩圖方面，不會出現(xiàn)反彎點和突變現(xiàn)象。
1.3.2整體小開口類型的剪力墻
這種墻體的開洞面積保持在總體面積的15%以內(nèi)，其受力特征表現(xiàn)為墻體彎矩圖不會出現(xiàn)反彎點，然而會在連梁位置產(chǎn)生突變。
1.3.3雙肢或多肢的剪力墻
這種墻體的開洞較大或者洞口呈列狀分布，其受力特點與整體小開口的剪力墻受力情況相仿。
1.3.4壁式框架剪力墻
此種類型的剪力墻具有面積較大的洞口，墻體的線剛度和連梁的線剛度相接近。其受力特點表現(xiàn)為：彎矩圖中處在樓層的位置會出現(xiàn)突變，還會在建筑不少樓層中間產(chǎn)生反彎點。
2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
在對剪力墻進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，并不能盲目而隨意地對其進行設(shè)計，即應(yīng)該遵循相應(yīng)的設(shè)計原則，借以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)、合理、規(guī)范，實現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的目標。
2.1建筑樓層之間最小系數(shù)的調(diào)整原則
在對建筑剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，應(yīng)該將以下內(nèi)容當作設(shè)計的先決條件：剪力墻所承受的第一振型底部地震傾覆力矩應(yīng)該在所規(guī)定的最小系數(shù)范圍內(nèi)。在遵循上述條件的基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師應(yīng)該最大程度地降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻的布置量，借以減輕結(jié)構(gòu)自身重力和增強整體結(jié)構(gòu)的抗震能力。具體措施為最好選用大開間的剪力墻，使得結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度進一步增加，從而將樓層的最小剪力不低于設(shè)計規(guī)范限值，還可以大幅度減少相關(guān)建筑工程項目的成本造價。
2.2建筑樓層層間最大位移與層高之比的調(diào)整原則
在對一般的建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，其設(shè)計重點內(nèi)容為相鄰樓層之間的扭轉(zhuǎn)變形以及剪切變形。對剪切變形的控制大都將豎向構(gòu)件數(shù)目大小當作衡量依據(jù)，然而這項數(shù)目是保持在一定范圍內(nèi)的，如果豎向構(gòu)件的數(shù)量超過設(shè)計標準值，就會引發(fā)剪重比偏大，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象，還會加大結(jié)構(gòu)的扭曲變形，并不能達到樓層間位移的設(shè)計要求。因此，在建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)該盡可能地降低結(jié)構(gòu)的扭曲變形作用，僅僅憑借豎向構(gòu)件剛度的提高并不能完成對樓層之間與層高之比的有效調(diào)整。
2.3 剪力墻結(jié)構(gòu)連梁超限的調(diào)整原則
對于跨高比不高于2.5的剪力墻連梁，易于發(fā)生剪力以及彎矩處于設(shè)計規(guī)定范圍之外的現(xiàn)象，因而通常規(guī)定剪力墻連梁具備的跨度比適宜在2.5之上。若跨高比超過5，對連梁結(jié)構(gòu)則應(yīng)該根據(jù)框架梁來開展設(shè)計工作；當跨高比處在5到6范圍時，在連梁剛度不進行相關(guān)折減的情況下，就會使剪力或者彎矩超出設(shè)計規(guī)范限值。這就需要設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該堅持連梁超限的調(diào)整原則，在確?？绺弑取⒓袅?、彎矩等科學(xué)合理的同時，還能起到節(jié)省建筑工程投資的功效。
3.剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
3.1剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置
因為剪力墻結(jié)構(gòu)中全部豎向荷載和水平力大多由鋼筋混凝土墻承受，所以剪力墻應(yīng)沿平面主要軸線方向布置。當建筑結(jié)構(gòu)為矩形、L形、T形平面時，剪力墻沿兩個正交的主軸方向布置；三角形及Y形平面可沿三個方向布置；正多邊形、圓形和弧形平面，則可沿徑向及環(huán)向布置；單片剪力墻的長度不宜過大：長度很大的剪力墻，剛度很大將使結(jié)構(gòu)的周期過短，地震力太大不經(jīng)濟實用；剪力墻處于受彎工作狀態(tài)時，才能有足夠的延性，因而剪力墻應(yīng)當是高細的，如果剪力墻太長，就會形成低寬剪力墻，容易出現(xiàn)受剪破壞，剪力墻呈脆性，不利于抗震。對于剪力墻布置數(shù)量的確定，應(yīng)該在設(shè)計方案中充分體現(xiàn)，以對稱、均勻、數(shù)量適合為宜；可采取適當減少剪力墻厚度、縮短連梁的高度、加大建筑門窗洞口寬度等有效措施來調(diào)整剪力墻結(jié)構(gòu)的整體剛度。
3.2剪力墻結(jié)構(gòu)豎向布置
一是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)在整個建筑結(jié)構(gòu)的豎向連續(xù)，上到樓層頂端，下到建筑底部，在中間樓層仍然要保持連續(xù)性，如果剪力墻結(jié)構(gòu)不連續(xù)，就有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度突變，對結(jié)構(gòu)抗震產(chǎn)生負面影響；二是在樓層頂層減少部分剪力墻時，要對其它的剪力墻在構(gòu)造上適當加強；三是在建筑底層減少部分剪力墻時，最好設(shè)置轉(zhuǎn)換層；四是為消除剛度突變現(xiàn)象，就可以將剪力墻厚度根據(jù)階段變化，每次厚度減小宜為50-l00mm， 不宜過大，使墻體剛度均勻連續(xù)改變，厚度改變和混凝土強度等級的改變宜錯開樓層；五是當剪力墻厚度出現(xiàn)變化時，應(yīng)該在建筑結(jié)構(gòu)兩側(cè)一同內(nèi)收，而建筑外墻及電梯間墻只單面內(nèi)收。
3.3剪力墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
在優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，為了使受力達到均衡，應(yīng)當進行有效恰當?shù)膬?yōu)化設(shè)計。首先應(yīng)該考慮到工程的造價和安全性，合理調(diào)整剪力墻的布置，促進建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在工程的實施中，將含鋼量控制在一定范圍內(nèi)，既不損害建筑的安全性也能充分發(fā)揮原材料的最大用途是優(yōu)化設(shè)計的最佳方案。
4.結(jié)論
總之，在現(xiàn)階段我國建筑行業(yè)不斷興起以及建設(shè)施工技術(shù)高速進步的形勢下，為盡量體現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的各項功能，就應(yīng)該把剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的功用充分融入到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當中，促使建筑結(jié)構(gòu)更加新穎、科學(xué)、經(jīng)濟、合理，從而推動著我國建筑行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu) 設(shè)計原則
中圖分類號： TU208 文獻標識碼： A
前言：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計目前被廣泛地運用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，特別是高層建筑。剪力墻的受力、變形特征雖然與框剪結(jié)構(gòu)極其類似，但是它的剛度分配與內(nèi)力分配比框剪結(jié)構(gòu)更為合理。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，怎樣既能讓這種體系剛度大，外觀簡潔等優(yōu)點發(fā)揮出來，又能克服其工程費高等缺點是設(shè)計工作的關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計工作中應(yīng)不斷總結(jié)，以期更好地掌握這種結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計方法。
一、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則
在目前的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常都需要根據(jù)建筑工程的施工環(huán)境、地質(zhì)情況、自然情況等多個因素進行綜合分析和歸納，從而實現(xiàn)設(shè)計工作的合理、科學(xué)、有效進行。在目前的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，設(shè)計原則主要有以下幾個方面。
1.1尺寸控制
在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，剪力墻的墻高、寬等尺寸都往往較大，而厚度卻不是很小，幾何特征是以板結(jié)構(gòu)為主，在其受力形態(tài)的設(shè)計中卻是趨向于主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求。但是其與其他的柱體結(jié)構(gòu)卻存在著一定的差異，這些差異主要表現(xiàn)在肢長、厚度之間的比值，其比值往往都是小于3的時候應(yīng)當按照柱體結(jié)構(gòu)的要求來進行設(shè)計，而當比值在3―5之間的時候，我們可以將墻體結(jié)構(gòu)判定為是異形柱，從而按照異形柱的設(shè)計流程和要求來進行受壓構(gòu)件的設(shè)計。
1.2平面構(gòu)件設(shè)計
在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，墻體本身就是一個平面構(gòu)建，它承受幾何特征的能力極低，極容易受到外部荷載的影響而出現(xiàn)一定的變化。由于剪力墻結(jié)構(gòu)是一個集水平荷載和豎向荷載為一體的受力環(huán)節(jié)，因此在設(shè)計工作中，需要從水平和豎向兩個環(huán)節(jié)入手去歸納和總結(jié)，從而使得整個結(jié)構(gòu)體系都出現(xiàn)一定的變化和工作體系，在這種發(fā)展的基礎(chǔ)上，對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計出了令其能夠滿足基礎(chǔ)水平和荷載作用的同時，還必須要能夠滿足非彈性變形反復(fù)循環(huán)的延性要求，這一要求的存在對于機構(gòu)設(shè)計的循環(huán)型極為關(guān)鍵。
1.3方向設(shè)計原則
我們在設(shè)計墻的時候，計算時要考慮到墻在縱里和橫向延展里的結(jié)構(gòu)下來進行分析計算的。我們在針對剪力墻承載能力的計算中，計算帶翼墻的寬度按照門窗與洞口之間的翼緣寬度以及剪力墻之間的距離的最小值來取值，通常都是墻肢總高度的十分之一。
二、剪力墻結(jié)構(gòu)分析
近年來，剪力墻結(jié)構(gòu)受到業(yè)內(nèi)人士的重視，這種結(jié)構(gòu)由于在施工中布置靈活、施工工藝簡單、整體性效果好、抗荷載能力高以及能有效避免房屋露筋露梁的優(yōu)勢而得到了建筑領(lǐng)域人員的認可，同時也給建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展指明了新的方向。
2.1剪力墻概念
剪力墻主要指的是建筑結(jié)構(gòu)中能夠承載各種水平荷載的一種建筑結(jié)構(gòu)，這種建筑結(jié)構(gòu)又被人們廣泛的稱之為抗風(fēng)墻、抗震墻。在目前我們生活中所常見的剪力墻結(jié)構(gòu)主要是用于抗風(fēng)、抗震性能的一種墻體結(jié)構(gòu)，這種墻體結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震的時候能夠有效的吸收地震能量，防止墻體結(jié)構(gòu)的剪力破壞。
2.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的條件
剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計的過程中需要對于地震、風(fēng)力等發(fā)生的等級和發(fā)生率提前進行勘察，根據(jù)實際情況來設(shè)計一個科學(xué)、合理的剪力墻結(jié)構(gòu)體系，使得墻體結(jié)構(gòu)能夠承受一定的荷載和地震，不至于出現(xiàn)地震就造成傾斜和建筑影響。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，當墻體結(jié)構(gòu)較少的時候，如果墻體結(jié)構(gòu)承受的第一振型底部地震傾覆力矩較小，結(jié)構(gòu)底部的地震荷載是上部結(jié)構(gòu)的1/3左右，這樣能夠有效地確保工作的合理、健全和完善，從而實現(xiàn)工作體系的綜合、系統(tǒng)要求。
三、高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1剪力墻結(jié)構(gòu)布置
合理地剪力墻布置將決定剪力墻結(jié)構(gòu)計算結(jié)果是否能滿足規(guī)范要求，而且將決定著結(jié)構(gòu)是否為最優(yōu)結(jié)構(gòu)體系，這一切又決定著結(jié)構(gòu)的整體經(jīng)濟效益。對于一般剪力墻布置來說，其應(yīng)當主要沿主軸方向布置，而針對巨型、L形、T形等建筑平面，則可采用沿兩個軸線方向布置。同時在布置剪力墻時，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)只有單向有墻的情況，同時對內(nèi)外剪力墻采取拉通對直設(shè)置。
另外對于剪力墻的布置并不是剪力墻越多越好，合理地布置剪力墻數(shù)目是關(guān)鍵，同時還應(yīng)當滿足結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心的重合，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大的扭轉(zhuǎn)。這就要合理充分掌握剪力墻布置間距來體現(xiàn)。剪力墻布置間距適中將有助于發(fā)揮剪力墻抗側(cè)力構(gòu)件作用，而且還可以合理地增大結(jié)構(gòu)的利用空間。對于剪力墻布置間距過少，則會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度過大，造成結(jié)構(gòu)的不經(jīng)濟性。
再次，對于剪力墻上難以避免的洞口，洞口大小、位置以及數(shù)量對高層建筑剪力墻的受力影響很大。因此對于剪力墻上的門窗洞口布置應(yīng)當上下對齊，明確墻肢和連梁的位置，且剛度相差不大，應(yīng)避免三個以上的洞口集中于同一個十字交叉墻附近。另外，由于剪力墻中的連梁剛度較弱，不宜將樓面主梁支承載在連梁上。
3.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
剪力墻作為一種具有較大剛度、整體性好、抗側(cè)力好的結(jié)構(gòu)類型， 對于不合理的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計將會造成結(jié)構(gòu)成本的增加以及結(jié)構(gòu)的不安全性。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要的設(shè)計要點：(1)對于地震效果較大的情況下，單純地提高剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，這將造成基礎(chǔ)以及剪力墻結(jié)構(gòu)的成本增加；(2)應(yīng)合理布置剪力墻數(shù)量，過多的剪力墻數(shù)量將增加結(jié)構(gòu)主體重量同時造成工程浪費；(3)嚴格按照規(guī)范要求來進行剪力墻的構(gòu)造配筋，配筋率的過低將會造成剪力墻結(jié)構(gòu)延性較差；(4)合理設(shè)計剪力墻的墻長及其墻厚，避免出現(xiàn)墻肢承載力得不到有效發(fā)揮。綜上所述，對于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計一方面要保證結(jié)構(gòu)具有足夠的抗側(cè)剛度，同時還需兼顧結(jié)構(gòu)成本的優(yōu)化。
3.3剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計
對于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，不僅僅應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果要求，同時還應(yīng)滿足規(guī)范的構(gòu)造要求，構(gòu)造要求對于保證剪力墻結(jié)構(gòu)的延性等具有重要意義。
3.4剪力墻連梁設(shè)計
在帶連梁的剪力墻設(shè)計中，連梁的跨高比和截面尺寸受到許多因素的影響，設(shè)計不當經(jīng)常出現(xiàn)連梁承載力超限或連梁截面不符合設(shè)計要求的情況，設(shè)計時可從以下方面考慮：(1)對連梁的剛度進行折減；(2) 增加剪力墻洞口的寬度、減小連梁高度；(3) 增加剪力墻的厚度；(4) 提高混凝土等級。
四、剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計
4.1 剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向布置，抗震設(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式。剪力墻墻肢截面宜簡單、規(guī)則，剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不宜過大。剪力墻宜布置在房屋的端部附近、平面形狀變化處、恒荷載較大處以及樓梯處。在平面布置上盡可能均勻、對稱，以減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)。
4.2 高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻較多時，應(yīng)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)。如果在剪力墻結(jié)構(gòu)中，只有個別小墻肢，不應(yīng)看成剪力墻結(jié)構(gòu)而應(yīng)作為一般剪力墻結(jié)構(gòu)處理。剪力墻的間距為了保證樓(屋)蓋的側(cè)向剛度，避免水平荷載作用下樓蓋平面內(nèi)彎曲變形，應(yīng)控制剪力墻的最大間距。
從抗震性考慮，在一定范圍內(nèi)數(shù)量越多越好。從經(jīng)濟性考慮，數(shù)量太多會使結(jié)構(gòu)剛度和自重很大，地震力和材料用量增大，造價提高，基礎(chǔ)設(shè)計困難。因此，剪力墻的數(shù)量應(yīng)適宜，結(jié)構(gòu)設(shè)計時成片的剪力墻最好對稱布置，遵循“均勻、對稱、周邊、分散”的原則，以取得比較理想的設(shè)計效果。
關(guān)鍵詞：剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計;建筑;實際應(yīng)用
前言
隨著人們的生活質(zhì)量得到了明顯的提高，對于建筑物的要求也變得更高，現(xiàn)階段的建筑物不僅需要有較強的功能性，同時具備較高的質(zhì)量也是人們追求的。通過加強建筑結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)人們對建筑的質(zhì)量要求是相對有效的方法，而經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中具有較強的穩(wěn)定性、抗震性，能夠有效的提高建筑物的質(zhì)量，并且經(jīng)過大量的實際應(yīng)用，已經(jīng)成為我國現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中很重要的一部分，剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中受到設(shè)計師的廣泛喜愛。
1關(guān)于剪力墻
1.1剪力墻的定義
剪力墻為了防止建筑在不同的環(huán)境下受到剪切性的破壞，但是在實際應(yīng)用中又被稱為抗震墻或者抗風(fēng)墻，因為其主要需要防止建筑物受損的原因就是防風(fēng)以及防震，為增強器穩(wěn)定性一般會選擇鋼筋或者混凝土這樣的材料，通過這樣的材料來承受建筑中水方向或者垂直方向上的力結(jié)構(gòu)，就能夠有效的對建筑結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的水平力進行控制。其主要應(yīng)用于高層建筑或者高聳的結(jié)構(gòu)里，通過電梯間、樓梯間或者設(shè)備房等的間隔墻進行幫助圍成，經(jīng)過混凝土澆灌使之具有較強的剛度以及強度，能夠很好的承受水平方向的荷載。
1.2剪力墻的分類
剪力墻主要根據(jù)墻上是否有開口進行區(qū)分，不開口的為實體墻，開口的又會根據(jù)開口的大小分為整體上小開口的剪力墻、多肢剪力墻以及壁式框架剪力墻。實體墻一般情況指沒有開口的剪力墻，這樣墻體因為受力面積比較均勻，在彎矩圖處顯現(xiàn)出的特點就是，既不會有明顯的反彎，也不會有明顯的突變，具有較強的承受能力，是很多建筑物中必不可少的一部分。而另外三種剪力墻均為開口的，其中開口最小的是整體上小開口的剪力墻，剪力墻上的開口大小不會超出正面墻體總面積的15%，于實體墻相比，這種墻的變形為彎曲性，在彎矩圖處也不會體現(xiàn)出反彎，但是會有出現(xiàn)突變的可能性；而多肢剪力墻相對開口面積較大，有一些開口還是以成列狀進行排列的，在剪力墻的彎矩圖處也不會發(fā)生任何異常的情況；最后一種類型就是壁式框架剪力墻，它的開口是所有類型中最大的，具有剪切型的變形。
2剪力墻的設(shè)計原理
2.1樓層之間遵循最小剪力系數(shù)調(diào)整原則
樓層之間遵循最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則，是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中最基本的一項原則，因為現(xiàn)代化的建筑要求其抗震性能夠更強，在建筑實際施工中，就會通過減輕房屋以及結(jié)構(gòu)本身的重量來實現(xiàn)這一點，因此減少剪力墻的數(shù)量是比較直觀的一種方法，而為了不影響剪力墻本身的作用，一般情況下會有一個臨界值，即在短肢剪力墻承受的第一真幸福底部地震傾覆力能夠占整體傾覆力的40%以內(nèi)。在這樣的基礎(chǔ)上進行剪力墻的大開間處理，對于側(cè)向剛度就會有更好的掌控。有效的控制樓層之間的最小剪力系數(shù)，因為減少了剪力墻的數(shù)量，從而減低了建筑工程中的成本，為建筑工程帶來更大的收益。
2.2樓層之間的最大位移以及樓層高度之間必要比例的調(diào)整原則
其實常見的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，重點在于樓層之間的變形處理（扭轉(zhuǎn)變形、剪切變形）。剪切變形與扭轉(zhuǎn)變形之間是存在一定的關(guān)系的，首先施工人員為了控制剪切變形，就會大量的增加豎向構(gòu)件，而豎向構(gòu)建是剪力墻中的重要組成部分，增加豎向構(gòu)件無疑使得建筑中剪力墻的結(jié)構(gòu)增加，直接導(dǎo)致剪力墻重量過大增強了建筑扭轉(zhuǎn)變形的概率，建筑的各個樓層之間也會更加容易出現(xiàn)位移的現(xiàn)象，使得建筑的質(zhì)量得不到保障，因此在建造剪力墻的時候，一定要注意剪力墻給各個樓層之間的位移以及高度比例造成的影響，控制好其中的比例是十分重要的。
2.3剪力墻連梁超限調(diào)整原則
剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁跨高也應(yīng)該有一定的比值，因為經(jīng)過實際研究可以發(fā)現(xiàn)剪力墻的跨高比過小的情況下，就容易導(dǎo)致剪力以及彎矩的實際數(shù)值超出限額值，對于剪力墻結(jié)構(gòu)會有較大的影響。比如當剪力墻的連梁跨高比在5~6之間時，并且剪力連梁的剛度能夠始終保持不變，剪力墻的剪力以及彎矩極有可能出現(xiàn)超出限額的情況，會影響整個建筑的質(zhì)量，在這種剪力墻連梁跨度比超過5的時候，就應(yīng)該使用壁式框架的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計?？偠灾械脑O(shè)計原則主要的目的就是在保證建筑工程質(zhì)量的同時，盡可能的降低建筑工程的成本，使得帶來更多的收益。
3剪力墻的設(shè)計重點
3.1控制剪力墻的數(shù)量
剪力墻確實能夠提高建筑的抗震性，但是剪力墻的數(shù)量應(yīng)該是適當?shù)?，因為上文中也提到了，剪力墻的?shù)量過多會導(dǎo)致建筑負重過多，容易導(dǎo)致樓層出現(xiàn)位移或者扭轉(zhuǎn)變形，因此需要注意的是建筑的設(shè)計重點中，減輕建筑本身的重量是首要考慮的問題，其次才是增強建筑的抗震性，所有控制剪力墻的數(shù)量是建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點之一，可以根究建筑的實際需要以及結(jié)構(gòu)設(shè)計進行合理的分配。
3.2剪力墻的平面布置
以軸線反向進行剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因為原材料主要是鋼筋混凝土，因此其豎向以及水平方向的負荷均為墻體進行支撐，因此剪力墻的平面布置上就應(yīng)該按照軸線方向進行布置。另外需要注意的是剪力墻與剛度之間應(yīng)該是相互配合的，能夠起到較好的支撐作用，因此需要遵從剪力墻中心與剛度中心相對應(yīng)的原則進行布置，這種情況下剪力墻的平面布置一般會呈現(xiàn)出對稱的狀態(tài)，這樣的布置方式在一定程度上增加了建筑的穩(wěn)定性，減輕了建筑出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形的概率。但是設(shè)計人員還應(yīng)該注意，剪力墻的平面布置是為了加強建筑的穩(wěn)定性，其抗震性還需要通過豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計進行支撐，因此在建筑剪力墻的時候，應(yīng)該是雙向考慮的。
3.3建筑剪力墻的其他重點
建筑工程中剪力墻的設(shè)計與建造具有一定的意義，因此在建筑剪力墻的時候，應(yīng)該要注意的事情也是相對較多的：①剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該是與實際情況相符的，設(shè)計者在進行剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該針對建筑的實際情況進行具體的分析，然后再進行設(shè)計，避免在實際施工的過程中，剪力墻的建造不能夠順利的進行；②要保證剪力墻的安全性問題，因為建筑物本身的安全性主要就是靠剪力墻來實現(xiàn)，保證了剪力墻的安全可靠性，使得剪力墻的抗震性能夠最大化的發(fā)揮出來；③要考慮工程的造價問題，通過有效的控制建造剪力墻的材料中的含鋼量，在不影響建筑工程質(zhì)量的前提下，盡可能的降低工程的成本，是所有的材料都能夠得到最大化的發(fā)揮，實現(xiàn)建筑工程的優(yōu)化設(shè)計與施工。
4結(jié)語
綜上所述，剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中是比較重要的一個部分，在我國的建筑行業(yè)進行廣泛的應(yīng)用，能夠提高我國建筑工程的質(zhì)量，同時能夠有效的優(yōu)化建筑的結(jié)構(gòu)，設(shè)計人員應(yīng)該將剪力墻的設(shè)計原則以及設(shè)計重點進行仔細的研究，然后通過探索創(chuàng)新出更多的新技術(shù)，促進我國的建筑事業(yè)穩(wěn)定的發(fā)展。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用
中圖分類號：TB482文獻標識碼： A
引言
對于不同的建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻的應(yīng)用有著不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，這就要求建筑設(shè)計人員能夠根據(jù)使用要求和實際情況來進行剪力墻的優(yōu)化設(shè)計，從而保證剪力墻布置的合理性和適用性。
一、剪力墻結(jié)構(gòu)特點分析
現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，除了承受樓板傳來的豎向荷載外，還承受風(fēng)荷載和水平地震作用。剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大，在水平力作用下的側(cè)移較小，承載力較大，且整體性較好。通過合理的設(shè)計，可以將剪力墻優(yōu)化成抗震性能良好的延性剪力墻。優(yōu)化合理的剪力墻結(jié)構(gòu)承載力大，側(cè)向變形小，且有一定延性，在多次大地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)破壞較小，相對于其他結(jié)構(gòu)形式，表現(xiàn)出很好的抗震性能。但剪力墻的最大間距受到限制，平面布置不夠靈活，建筑空間受到一定影響，因此一些需要大空間的建筑使用剪力墻結(jié)構(gòu)就受到了一定的限制。對于上部為住宅，底部幾層為商場的高層建筑，對影響建筑使用空間的剪力墻，可以采用框支梁、框支柱來進行轉(zhuǎn)換，擴大使用空間。
二、剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則
1、建筑物樓層之間進行調(diào)整最小剪力系數(shù)的原則
為了降低建筑結(jié)構(gòu)自身的重量，增加建筑承受地震的能力，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，應(yīng)該盡可能少的布置剪力墻，這就需要結(jié)構(gòu)底部剪力墻承受的根據(jù)第一振 型計算的地震傾覆力矩不能超過剪力墻結(jié)構(gòu)承受總的底部地震傾覆力矩的40%，這時，可以通過將剪力墻墻體進行大開間的處理，以使剪力墻結(jié)構(gòu)能夠擁有很強的傾向剛度。這樣就可以保證建筑物樓層之間的最小剪力系數(shù)大于規(guī)定要求中的數(shù)值，從而達到降低建筑工程資金成本投入的目的。
2、調(diào)整建筑物樓層與樓層之間最大位移和樓層商之聞的比例
普通建筑設(shè)計的重點在于樓層與樓層之間存在的扭轉(zhuǎn)變形和剪切變形的處理。而在處理建筑物的剪切變形的過程中，又是以塑向構(gòu)件的數(shù)量來進行控制的，但是塑向構(gòu)件的數(shù)量一旦控制不好偏多的話，就會導(dǎo)致剪力墻的剪重比例偏大，從而造成剪力墻的設(shè)計不合理、不科學(xué)，使得樓層之間的扭轉(zhuǎn)變形也會相應(yīng)的變大，但是這還是不能滿足建筑物樓層之間發(fā)生位移的需要。因此在建筑物剪力墻的設(shè)計中，要盡可能的減少樓層之間的扭轉(zhuǎn)變形，建筑物樓層之間的位移也不能只是依靠塑向構(gòu)件的剛度變化來進行調(diào)整。
3、調(diào)整剪力墻連粱超限的原則
在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一般將剪力墻連梁的跨高比控制在2.5以下，此時連梁受力以剪力為主，彎矩不起決定性作用，在承受地震等側(cè)向作用時，連梁作為第一道防線，可適當開裂，來協(xié)調(diào)相鄰墻肢的變形，使相鄰墻肢協(xié)同作用。對于跨高比超過5的剪力墻連梁，應(yīng)按框架粱的要求來進行設(shè)計，保證連梁在承受較大彎矩時的承載力和變形性能，以承受正常使用時的豎向荷載。因此，在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，通過調(diào)整剪力墻連粱的工作狀態(tài)，可以實現(xiàn)對建筑工程資金成本投入有效控制的目的，最大限度地節(jié)省建筑工程的資金成本。
三、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
1、剪力墻中對大墻肢的處理
在承受水平荷載的過程中，剪力墻結(jié)構(gòu)需要具有一定的延性，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須將這種延展的特點考慮進去，提高剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性及各墻肢協(xié)同工作的協(xié)調(diào)性。設(shè)計的過程中，剪力墻一般應(yīng)用與高層結(jié)構(gòu)，單片墻總高度較高，容易形成剪切破壞的形態(tài)，發(fā)生脆性破壞的問題。在設(shè)計的過程中，如果單片剪力墻墻體長度比較大，在滿足豎向承載力的要求以后，實行間隔設(shè)計，將其進行分割，形成長度較小、均勻布置的多片墻肢，有利于增加墻體結(jié)構(gòu)總的水平承載力。如果墻段的長度比較小，它在受彎以后出現(xiàn)比較小的裂縫寬度，墻體配筋能夠更好的發(fā)揮作用。如果墻肢長度大于8m，處理方法如下：第一，設(shè)置施工洞，在施工的過程中，需要在墻上留洞，在完工以后，將墻填充，長墻肢就可以變成短墻肢。第二，設(shè)置計算洞，在計算結(jié)構(gòu)時，設(shè)置洞，施工中仍采用混凝土，但與墻體分開澆筑。應(yīng)用以上的計算方法，小墻肢抗側(cè)力性能會得到提高。
2、結(jié)構(gòu)計算
進行設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計需求進行設(shè)計，使得設(shè)計更加合理。最常見的一個問題就是，剪力墻結(jié)構(gòu)如果剛度不夠強時，當滿足了規(guī)范需求時，尤其是滿足了樓層最大位移以及高層之間設(shè)計需求。這樣就可以更好的保障在剪力系數(shù)，使得計算結(jié)果更加準確。因此，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該做好高層建筑扭轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，高層的高度應(yīng)該控制在合適范圍內(nèi)。設(shè)計高層建筑應(yīng)該不能大于這個樓層的平均值，同時也應(yīng)該滿足該樓層平均值，應(yīng)該將剪力墻的連梁應(yīng)該控制在超限內(nèi)，符合規(guī)范需求。高層建筑不應(yīng)該將短肢剪力墻進行設(shè)計，設(shè)計時應(yīng)該更多注意，當短肢剪力墻比較多的時候，應(yīng)該適當?shù)倪M行調(diào)整，這樣就可以更好的抵抗了水平力類型的剪力墻體。
3、剪力墻布置
3.1雙向布置剪力墻、適宜的側(cè)向剛度
高層建筑應(yīng)有較好的空間工作性能，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，形成空間結(jié)構(gòu)。在需進行抗震計算的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)避免單向布置剪力墻，并宜使兩個方向側(cè)向剛度接近，兩個方向的自振周期宜相近。剪力墻的側(cè)向剛度及承載力均較大的情況下，為充分利用剪力墻的抗側(cè)力性能，減輕結(jié)構(gòu)重量，增大建筑的可利用空間，墻不宜布置太密，盡量減少剪力墻的布置，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度。
3.2豎向剛度均勻
剪力墻的布置對其結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度有很大影響，剪力墻沿高度不連續(xù)，將造成結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度突變，所以剪力墻應(yīng)沿建筑高度連續(xù)布置。為保證經(jīng)濟性，可子底層向上降低墻厚和混凝土等級，或減少部分墻肢，使剪力墻的側(cè)向剛度沿建筑高度逐漸減小。
3.3墻肢高寬比
細高形狀的剪力墻容易設(shè)計成彎曲破壞的延性剪力墻，從而可避免脆性的剪切破壞。
為保證結(jié)構(gòu)中剪力墻的延性，在設(shè)計計算中，墻的高寬應(yīng)比不應(yīng)小于2。當墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于2的要求，可通過開設(shè)洞口將長墻分割成長度較小、均勻布置的獨立墻段，每個獨立墻段可以是整體墻，也可以是聯(lián)肢墻。
四、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化其它措施
1、設(shè)置邊緣構(gòu)件
剪力墻本身可以具有較好的延性和耗能能力，但是這種延性和耗能能力需要靠剪力墻自身分布鋼筋的合理配置才能實現(xiàn)，設(shè)置邊緣構(gòu)件目的是增加結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力，以提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。
2、控制建筑結(jié)構(gòu)成本的措施
采用高強鋼筋，以減少結(jié)構(gòu)配筋量。明確建筑使用功能以確定活荷載，去掉不必要的荷載，剪力墻承受的荷載應(yīng)按相關(guān)規(guī)范進行折減。配筋應(yīng)滿足計算及規(guī)范規(guī)定的最小配筋率，地下部分的墻體配筋應(yīng)通過計算確定。框架―剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架和剪力墻共同承擔側(cè)向作用時，應(yīng)通過計算和優(yōu)化協(xié)調(diào)二者的工作狀態(tài)，盡量減少剪力墻的布置。
3、連梁優(yōu)化設(shè)計
經(jīng)過調(diào)整后的連梁應(yīng)確保其彎矩、剪力設(shè)計值應(yīng)不小于使用階段實際值，也不應(yīng)低于設(shè)防烈度低一度的地震組合的彎矩設(shè)計值，以防止在正常使用時產(chǎn)生裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全。
關(guān)鍵詞：剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化措施；
中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼：A 文章編號：
一、建筑結(jié)構(gòu)剪力墻設(shè)計優(yōu)化思路及規(guī)程解讀
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，是在滿足建筑規(guī)程規(guī)定的前提下，最大程度的降低工程造價。即便是同一個建筑設(shè)計方案，如果是采用不同的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及墻體布置，建筑經(jīng)濟指標往往相差很大，而差異性的最大體現(xiàn)就是混凝土及鋼材的用量差距上。因此，建筑結(jié)構(gòu)剪力墻設(shè)計優(yōu)化的思路就是在于最大程度的解讀相關(guān)的設(shè)計規(guī)程，并根據(jù)項目實際對結(jié)構(gòu)設(shè)計及鋼筋布置進行優(yōu)化布置，減少混凝土用量及鋼筋使用量，這是建筑結(jié)構(gòu)剪力墻設(shè)計優(yōu)化的總的前提。
對于建筑結(jié)構(gòu)剪力墻設(shè)計優(yōu)化來說，最為重要的規(guī)程規(guī)定是JGJ3-2002《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和JGJ149-2006《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)全部采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。因此，在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，由于需要設(shè)置門洞窗洞的需要，往往會出現(xiàn)較多的短肢剪力墻，這時候就應(yīng)當布置成簡體或者是一般剪力墻，這樣才能形成共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中也規(guī)定，簡體和一般墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能較差，經(jīng)濟指標不好，在抗震設(shè)計時其抗震等級要相應(yīng)比一般剪力墻提高一級。而對于無翼緣或端柱的一字形的短肢剪力墻，軸壓比限值應(yīng)當相應(yīng)降低0.1。除了高層建筑底層以及部分特殊的荷載加強受力部位意外，各個不同樓層的短肢剪力墻的剪力設(shè)計值應(yīng)當作出以下調(diào)整：抗震一級要求增大系數(shù)1.4，抗震二級要求系數(shù)增大1.2。短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底層以及加強區(qū)部位不應(yīng)小于1.2%，其他部位不應(yīng)小于1.0%。這些要求加大了剪力墻的截面厚度及配筋率，所以在實際工程中尤其是地震區(qū)域，應(yīng)當盡可能減少采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。
二、建筑結(jié)構(gòu)剪力墻設(shè)計優(yōu)化措施及實際應(yīng)用
在進行剪力墻設(shè)計優(yōu)化時，應(yīng)當根據(jù)以下措施進行優(yōu)化：
1、根據(jù)規(guī)范要求綜合考察結(jié)構(gòu)是否合理，并對建筑結(jié)構(gòu)建模時進行的結(jié)構(gòu)布置進行調(diào)整。比如說剪力墻結(jié)構(gòu)剛度應(yīng)以規(guī)范規(guī)定的樓層最小剪力系數(shù)為目標，使計算結(jié)果接近規(guī)范限值，同時要使樓層層間最大位移與層高之比滿足規(guī)范限值。
2、考察剪力墻底部加強區(qū)的軸壓比是否滿足規(guī)范要求，剪力墻連梁是否超限。要控制好結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比，A級高度的剪力墻結(jié)構(gòu)不應(yīng)大于0.9。樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移不應(yīng)大于該樓層平均值的1.2倍。
而在進行剪力墻優(yōu)化設(shè)計時，需要遵循一下原則：
①樓層最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則：減少剪力墻的布置，盡可能以大開間剪力墻布置方案為目標，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度，使樓層最小剪力系數(shù)接近規(guī)范限值。但是必須滿足短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的不超過40%的前提。這樣能夠有效減輕建筑結(jié)構(gòu)的自重，降低工程造價，同時有效減小地震作用力的輸入，達到抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的。
②樓層層間最大位移與層高之比的調(diào)整原則：在計算樓層最大彈性層間位移時，除了地震區(qū)域以彎曲變形為主的高層建筑外，可不扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲變形而應(yīng)計入扭轉(zhuǎn)變形。對于一般的高層建筑，其調(diào)整特點是考慮樓間的剪切變形以及扭轉(zhuǎn)變形。在進行優(yōu)化調(diào)整的時候，如果采用加大豎向構(gòu)件的布置但是如果布置不合理，則會造成扭轉(zhuǎn)變形過大，但是未必滿足層間位移的要求。因此，對于高層建筑應(yīng)盡可能使扭轉(zhuǎn)變形最小，而不能僅僅根據(jù)層間位移不夠，就盲目的增加豎向構(gòu)件的剛度。
而在實際工程設(shè)計中，會出現(xiàn)某一方向?qū)娱g位移不滿足規(guī)范要求的情況，這時候應(yīng)當考慮減小對應(yīng)一側(cè)的結(jié)構(gòu)剛度。這樣就能使得結(jié)構(gòu)剪重比減小，減少地震作用力，達到比較好的結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果。
③周期比調(diào)整原則：震害表明，平面不規(guī)則、質(zhì)量與剛度偏心、抗扭剛度太弱的結(jié)構(gòu)，在地震中破壞嚴重，因此應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)首先限制結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則性，避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，其次限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，關(guān)鍵是限制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比。
在實際工程設(shè)計中，應(yīng)將結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件盡可能沿建筑周邊布置，這樣即可以提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，同時又能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度；若在結(jié)構(gòu)的形心附近加大豎向構(gòu)件剛度，則對側(cè)向剛度的貢獻大而對結(jié)構(gòu)整體的抗扭剛度貢獻甚微。
④在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移比的調(diào)整原則：該指標的調(diào)整應(yīng)結(jié)合位移及扭轉(zhuǎn)比的調(diào)整同時行，也可在位移及扭轉(zhuǎn)比滿足的情況下做微調(diào)。當計算結(jié)果一向位移比需調(diào)整時，可以加大該側(cè)的抗側(cè)力構(gòu)件剛度，也可減小對應(yīng)一側(cè)的抗側(cè)力構(gòu)件剛度，這兩種方法都可以達到調(diào)整的目的。
⑤ 剪力墻連梁超限的調(diào)整原則：剪力墻連梁的跨高比不宜小于2.5，跨高比小于2.5的連梁很容易出現(xiàn)剪力和彎矩超過規(guī)范限值。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定剪力墻長度不宜大于8m，當大于8m時宜采用弱連梁將其分開。該條文中所說的剪力墻長度應(yīng)當不只是單片實體剪力墻，而應(yīng)包括含跨高比不大于5的連梁在內(nèi)的聯(lián)肢墻。跨高比不小于5的連梁宜按框架梁進行設(shè)計，連梁剛度不應(yīng)折減。而跨高比在5~6之間時，若連梁剛度不折減則也容易出現(xiàn)剪力或彎矩超限。因此應(yīng)當將跨高比不大于5的連梁和減小剪力墻墻肢長度使連梁跨高比變?yōu)榇笥?的框架梁，而后者的鋼筋及混凝土用量均小于前者，大大節(jié)省了工程投資。
三、建筑結(jié)構(gòu)剪力墻設(shè)計優(yōu)化改進方式及復(fù)核演算
在工程實際應(yīng)用中，根據(jù)不同的建筑高度和建筑方案需求，可以采用不同的設(shè)計優(yōu)化方法進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。比如在工程實際施工中的較為新型的現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，通過控制結(jié)構(gòu)水平位移和底部剪力系數(shù)這兩個因素來滿足設(shè)計要求，大量節(jié)省了工程投資。
1、20層以下的高層住宅可采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，利用抗側(cè)剛度很大的樓梯間或電梯間做為一個抵抗水平力的抗剪核心體。這個核心體由多片剪力墻組成，可以抵抗大部分由風(fēng)荷載和地震作用引起的水平力。這部分剪力墻不應(yīng)做成短肢剪力墻，只有當某片剪力墻的長度超過8m時，在中間開一個結(jié)構(gòu)洞使其成為雙肢剪力墻。這些剪力墻主要承擔結(jié)構(gòu)的豎向荷載，各墻肢由連梁連接，協(xié)同工作，使整個結(jié)構(gòu)形成一個良好的抗震體系。
2、框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，上部剪力墻結(jié)構(gòu)可采取減小上部剪力墻體系的剛度，改用短肢剪力墻體系的方式進行優(yōu)化。改進后保留的短肢墻的數(shù)量主要取決于結(jié)構(gòu)剛度的要求，要使結(jié)構(gòu)的頂點位移和層間位移滿足規(guī)范要求，并使底部剪力系數(shù)在合理范圍內(nèi)。
3、20層以上的高層住宅，采用傳統(tǒng)的全現(xiàn)澆剪力墻體系。將較長的墻肢開設(shè)結(jié)構(gòu)洞，或?qū)⒋芭_改為磚或其它砌體等措施加以微調(diào)。在方案設(shè)計階段，就應(yīng)該考慮將剪力墻分散、均勻布置，并將剪力墻布置得片數(shù)較多而墻肢較短。當某層連梁的彎矩超過其最大受彎承載力時，降低這層連梁的彎矩設(shè)計值，并將相鄰上、下層的連梁彎矩設(shè)計值予以適當提高，以補償減少的彎矩，滿足平衡條件。
四、結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，城市土地越來越緊張，高層及超高層建筑中成為主要的城市建筑類型。因此進行建筑剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，不僅能大量節(jié)省工程建設(shè)及投資費用，更能提升設(shè)計品質(zhì)，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟合理且符合使用習(xí)慣。這有待于結(jié)構(gòu)設(shè)計人員充分理解規(guī)范條文的精髓，在眾多的結(jié)構(gòu)案例中靈活運用充分實踐，才能磨合出優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計作品。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計；分析
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）
隨著高層建筑的普及，現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)因其整體性好，抗側(cè)剛度大，承載力大，在水平力作用下側(cè)移小，且剪力墻結(jié)構(gòu)施工方便，適用高度范圍較大，所以在我國國內(nèi)應(yīng)用十分廣泛。剪力墻的設(shè)計應(yīng)建立在整體分析基礎(chǔ)上，針對設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行合理運用，才能保證其在建筑中的作用得到發(fā)揮。
1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本概念及其分類
1.1 剪力墻高和寬尺寸都比較大，但是其厚度卻非常小，這就決定了剪力墻的幾何特征和受力形態(tài)。其幾何特征類似于板，但是受力形態(tài)卻和柱子驚人的相似，但是在比值上與柱子有著一定的區(qū)別。在剪力墻的結(jié)構(gòu)中，墻是一個平面結(jié)構(gòu)，它承受著豎向壓力和其平面作用下的水平剪力的雙重力量。地震作用和風(fēng)載下剪力墻僅僅滿足剛度強度是遠遠不夠的，其還必須滿足非彈性變形反復(fù)循環(huán)下的延性和能量消耗和控制結(jié)構(gòu)斷裂卻不倒的要求。所以 ，在剪力墻的設(shè)計中要求將其設(shè)計成延性彎曲型 ；
1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)的分類
剪力墻結(jié)構(gòu)主要可以分為四類 ，而分類的依據(jù)則是剪力墻是否開洞及其開洞的大小。
1.2.1 實體墻或者截面剪力墻不開洞或者開洞的面積小于15%，這種剪力墻的變形主要為曲型，其就像一個整體的懸壁墻，在整個墻肢的高度上，彎矩圖既沒有彎點，也不會發(fā)生突變；
1.2.2 整體小開口剪力墻。雖然這種剪力墻的開口比較小，但是其開洞面積已經(jīng)大于 15%。整個剪力墻的變形主要為彎曲型，但是整個墻肢的高度基本上沒有存在反彎點，彎矩圖的主要位置發(fā)生了突變 ；
1.2.3 雙肢或多肢剪力墻。這種剪力墻一般開口較大，或者其洞口成列分布。雖然在開口上與整體小開口剪力墻不同，但是它們的受力特點卻十分類似 ；
1.2.4 壁式框架。這種剪力墻洞口尺寸很大，連梁線剛度和墻肢線的剛度比較接近，其整個受力墻的變形則為剪切型，受力特點與框架結(jié)構(gòu)相似。其在大多數(shù)高層建筑的樓層中會出現(xiàn)反彎點，彎矩圖在樓層的地方也會產(chǎn)生突變。
2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計
剪力墻的剛度較大，整體性較好，容易達到承受的荷載要求。設(shè)計師主要考慮以下幾個方面：
2.1 剪力墻的截面厚度要求
剪力墻的特點是平面內(nèi)剛度及承載力大，而平面外剛度和承載力都很小，剪力墻厚度應(yīng)滿足最小截面要求，主要目的是為了保證剪力墻平面外的剛度和穩(wěn)定性能。當剪力墻相交于墻體平面外時，相交處可以作為剪力墻的支撐，對于平面外的剛度與穩(wěn)定性有很好的保證。剪力墻最小厚度確認時，計算依據(jù)主要是建筑物層高及無支長度的比值。進行抗震設(shè)計時，底部加強區(qū)的墻厚根據(jù)地震的具體大小情況來設(shè)計，地震越大，底部加強區(qū)墻厚所占層高或者無支長度的比值就越大，一般不宜小于160mm。當無翼墻和端柱時，墻厚還要增大。
2.2 剪力強結(jié)構(gòu)中混凝土強度等級要求
剪力墻中混凝土要求相對較高，等級最少要為 C20，如果剪力墻結(jié)構(gòu)中帶有筒體與短肢，那么其中的混凝土強度最少要為 C25。
2.3 剪力墻結(jié)構(gòu)在進行抗震設(shè)計時，構(gòu)造邊緣的構(gòu)件在剪力墻墻肢中是必不可少的。在非抗震設(shè)計中，其墻端部位的構(gòu)件配置及鋼筋配置都要符合相關(guān)的規(guī)定要求。
2.4 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中要考慮豎向分布時鋼筋配筋率的最小值，主要作用就是保證混凝土墻體在受到彎矩較大而出現(xiàn)裂縫時不至于立刻達到抗彎承載力的極限，還可以防止斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪拉破壞。
2.5 剪力墻結(jié)構(gòu)開洞構(gòu)造設(shè)計。若是剪力墻結(jié)構(gòu)中開洞較小，其影響較小在計算時可不必考慮在內(nèi)。為了保證剪力墻結(jié)構(gòu)截面的承載力，要在鋼筋切斷集中處將洞口補足，并且鋼筋直徑最小要達到 12mm。具體施工要根據(jù)實際情況，邊緣構(gòu)件的設(shè)置根據(jù)實際情況。
2.6 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)體系受到的豎直方向荷載比較大，豎直荷載包括建筑整體的自身重量及樓面荷載產(chǎn)生的影響。由于荷載的存在，豎直方向會產(chǎn)生軸力，是連續(xù)梁內(nèi)出現(xiàn)彎矩。計算時依據(jù)的是其受力面積。若是水平荷載，其計算就要按平面考慮了。剪力墻結(jié)構(gòu)計算工作比較復(fù)雜且工作量較大，在建筑施工時，要針對不同的剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點進行計算。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種抗剪性能較好的結(jié)構(gòu)，設(shè)計時要考慮建筑施工的具體情況，設(shè)計時應(yīng)盡量避免豎向剛度突變，確保其剛度。
3 剪力墻設(shè)計時厚度與配筋的考慮
前面提及的剪力墻的設(shè)計參數(shù)主要有長寬高，但是其厚度相對小，受力形態(tài)與柱子相似，而與柱子的主要差異就是在與厚度與長度的比值，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中對剪力墻的設(shè)計必須考慮其厚度與長度的比值，從而保證其達到工程要求。主要考慮的要點如下：
3.1 剪力墻厚度選擇
因為剪力墻主要起到抗震作用，因此在設(shè)計時應(yīng)按照抗震規(guī)范進行參考，其要求剪力墻底部加強部位的厚度在一二級抗震等級時小于200mm，但是不能小于層高1/16，而其他部位則大于160mm，當墻端頭沒有翼墻或者暗柱設(shè)計，則應(yīng)小于層高的1/12，但是應(yīng)注意這些規(guī)定不能應(yīng)用于八度震區(qū)中的多層或者高層建筑。如在高層設(shè)計中中間層設(shè)計時，一般墻肢的重力承載值所選擇的軸壓比都可以滿足
3.2 剪力墻配筋設(shè)計
在建筑混凝土規(guī)范中，強制規(guī)定在一二三級抗震等級的剪力墻設(shè)置時，豎向和水平分布的最小配筋率均不應(yīng)小于0.25%；部分框支剪力墻底部應(yīng)進行配筋增強，豎向和水平分布的最小配筋率均不應(yīng)小于0.3%。這種方式在高層或者剪力墻結(jié)構(gòu)較長的情況下是適用的，然而這樣的結(jié)構(gòu)對于較為低矮短小的剪力墻結(jié)構(gòu)并不適用，具體的設(shè)計中如果建筑結(jié)構(gòu)特殊，需要適當?shù)脑黾铀较蜾摻畹臄?shù)量，尤其是梁部的載荷敏感部位應(yīng)重點加強。
4 剪力墻連梁設(shè)計
4.1 連梁的基本功能
在實際的工程中，剪力墻結(jié)構(gòu)上連接墻肢與墻肢的梁就是連梁。在水平荷載作用下，使得墻肢彎曲，此時連梁的端部就會產(chǎn)生轉(zhuǎn)角，這樣就造成了連梁內(nèi)力的出現(xiàn)和受力情況改變。此時會對墻肢產(chǎn)生一定的約束限制，從而改變了墻肢的受力情況，因此連梁對于剪力墻結(jié)構(gòu)的作用十分重要。
4.2 連梁的設(shè)計措施
帶有連梁結(jié)構(gòu)的剪力墻其跨高和截面積的尺寸都會受到多種因素的影響，一旦設(shè)計中出現(xiàn)不合理或者矛盾就會影響連梁的功能，即產(chǎn)生的實際承載力和承載截面與設(shè)計要求不符合，因此設(shè)計中應(yīng)考慮以下要點：
4.2.1 連梁剛度分析
連梁因為跨高相對小，與其相連的墻肢的剛度較大等因素影響，其在水平作用下內(nèi)力較大，連梁屈服則會出現(xiàn)裂縫，剛度減小則內(nèi)力會重分布。所以在剪力墻設(shè)計時，應(yīng)對連梁的剛度進行折減。如：在高層設(shè)計中結(jié)構(gòu)件應(yīng)利用彈性剛度參與整體分析，但是抗震設(shè)計的剪力墻連梁剛度應(yīng)小于墻體，且承受彎矩和剪力較大則配筋設(shè)計難度大。因此在設(shè)計時可以根據(jù)裂度進行折減，但是折減系數(shù)不應(yīng)小于0.5。
4.2.2 對剪力墻孔洞口設(shè)置
在設(shè)計中可以適度增加剪力墻孔洞的寬度或者減小連梁高度增加剪力墻洞口的寬度，也即是增加連梁跨度而減小高度，目的是降低連梁的剛度，同時因為減小了結(jié)構(gòu)的整體剛度，也就減小了地震對結(jié)構(gòu)的影響，使得連梁承載力不會超限，同時保證剪力墻的厚度合理。
4.2.3 增加剪力墻的實際厚度
這個方法就是增加連梁截面的寬度，在這樣設(shè)計后一方面加大了結(jié)構(gòu)的整體剛度，從而使之在地震中內(nèi)力增加；一方面連梁承載力和寬度呈現(xiàn)正比，一旦剪力墻厚度增加，地震中產(chǎn)生的內(nèi)力不能按照墻的厚度增加而成比例逐漸傳遞給剪力墻，所以這樣就會導(dǎo)致連梁的抗剪切承載力超限。因此設(shè)計應(yīng)根據(jù)具體的工程情況，配合設(shè)計需求進行合理調(diào)整，為的是保證剪力墻有效發(fā)揮作用，最終達到建筑所需的安全與質(zhì)量要求。
5 結(jié)束語
剪力墻是建筑框架中承載并抗震的結(jié)構(gòu)。在設(shè)計運用中必須注重其結(jié)構(gòu)尺寸的合理性，盡量設(shè)計成延性剪力墻結(jié)構(gòu)，這樣才能保證經(jīng)濟性與安全性的協(xié)調(diào)。因此從設(shè)計的基本思路出發(fā)，按照關(guān)鍵要點獲得設(shè)計參數(shù)，這樣才能保證剪力墻結(jié)構(gòu)的有效性。
參考文獻：
[1] 郎春雨,來曉慧.關(guān)于建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2010,(05)