剪力墙结构设计范文1
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。
剪力墙结构设计范文2
关键词：高层建筑；框架—剪力墙；结构设计；连梁；抗震措施
Abstract: This paper starting from the frame - shear wall structural characteristics, the force characteristics of the frame structure, the shear wall lateral stiffness and the number of improvements, and frame structure of the coupling beam design problem.Key words: high-rise building; frame - shear wall; structural design; coupling beam; earthquake measures
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A
框架一剪力墙结构由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成，由于剪力墙的抗侧刚度比框架的抗侧刚度大得多。故它们的协同作用既可以提供整体结构较大的抗侧力，也利用了框架结构可以提供较大空间的优越性。因此这种结构体系整体性好、刚度大、侧向变形小、抗震性能好，易于满足高层结构中现行国家规范限定值要求，而得到广泛应用。
1 框剪结构的特点
框架一剪力墙结构也称作框架一抗震墙结构，简称框剪结构；这种结构型式是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，使得房间布置比较灵活自由，可以满足多种建筑功能的要求，构成灵活自由的使用空间，尤其是在公共建筑中，深受广大设计人员的喜爱。
框剪结构是由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成，这两种结构的受力特点和变形性质是不同的。在水平力作用下，框架变形曲线为剪切型，楼层越高，水平位移增长越慢，在纯框架结构中，各榀框架的变形曲线类似，楼层剪力按框架柱的抗侧刚度D值比例进行分配；而剪力墙在水平力的作用下，其变形曲线呈弯曲型，剪力墙是竖向悬臂弯曲结构，楼层越高水平位移增长越快，顶点水平位移与高度是四次方关系：
均布荷载时：u=qH4/8EI；
倒三角形荷载时：u=11qmaxH4/120EI。
（2）框剪结构，要使框架与剪力墙协同工作，框架与剪力墙的合理布置就显得尤为重要；剪力墙的布置宜分布均匀，单片墙的刚度宜接近，长度较长的剪力墙宜设置洞口和连梁形成双肢墙或多肢墙，框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10％时，按剪力墙结构设计，其中的框架部分应按框架一剪力墙结构的框架进行设计；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10％但不大于50％时，应按框架一剪力墙结构进行设计；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％但不大于80％时，按框架一剪力墙结构进行设计,其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80％时，按框架一剪力墙结构进行设计，其最大适用高度可比框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用。其中对于这种少墙框剪结构，由于抗震性能较差，不主张采用，以避免剪力墙受力过大、过早破坏。
2 受力特性分析
框剪结构体系的工程应用表明，框剪结构是框架和剪力墙两种结构的有机结合。剪力墙结构的位移曲线具有悬臂弯曲梁的特征，位移越往上增大越快，成外弯形开口曲线。而在框剪结构中，框架和剪力墙之间通过平面内刚度无限大的楼盖连接在一起共同抵抗水平力，结构水平位移特征处于框架和剪力墙之间，为反S型曲线，是弯剪型。因此，在框剪结构中，剪力墙在下部楼层变形小，承担了近80％以上的水平剪力。而在上部楼层，框架变形小，可以协助剪力墙工作，抵挡剪力墙的外拉变形，从而承受很大的水平剪力。所以，框一剪结构是框架和剪力墙两种结构水平变形的有机协调，从而达到减少结构变形，增强结构侧向刚度，提高结构抗震能力的目的，在结构设计中具有很强的适用性。框剪结构中框架、剪力墙的受力特性可以用结构刚度特性值λ，即框架刚度与剪力墙刚度的比值来表达。
工程实践表明：
（1）λ过小，结构变形曲线呈弯剪型，即剪力墙用量过多，此时，结构刚度增大，自振周期缩短，地震力相应增加，结构延性降低，尤其对框架顶部几层极为不利。一般说来，剪力墙数量增多对抗震有利，但超过必要限度也是不合理和不经济的，为了使框架充分发挥作用，剪力墙刚度不宜过大。
（2）λ过大，结构变形曲线呈剪弯型，即剪力墙用量过少，结构刚度较差，常不满足变形要求，同时，框架受力过大，梁柱截面尺寸加大，导致不经济，因此，剪力墙刚度不能过小。
3 框架一剪力墙中剪力墙的合理配置
国内外对众多框架一剪力墙结构遭受到地震后展开凋查，对其震害进行统计分析后得到一系列的经验数据。日本采用平均压应力一墙面积表示法来分析，其中平均压应力σ=G/(Ac+Aw)，G为楼层重量，Ac，Aw分别为框架柱及剪力墙的面积。国内根据已建的大量框架一剪力墙结构，提出底层结构截面面积Ac+Aw与楼面面积Af之比及Aw与楼面面积Af之比(见表1)，供设计参考。
表1 墙、柱面积与楼层面积百分比
4 剪力墙抗侧移刚度以及数量的改进
框架剪力墙结构中，剪力墙的抗侧移刚度往往比框架要大的多，因此剪力墙抗侧移能力的大小往往决定了整个结构的稳定。在设计中，除了要考虑结构强度外，还要考虑结构的整体刚度。因此在开始设计时，合理的选择剪力墙的数量，无论对于后期设计还是结构的合理性，都是必不可少的。
地震作用是房屋破坏的主要原因之一，对于一些高层建筑来说就不得不考虑用剪力墙结构。因此需要设计人员设计出剪力墙的合理数量。剪力墙数量过多固然结构抗侧移刚度越大，抗地震作用也就相对的较强一些。但是，当结构刚度过大时，由于周期过短，地震作用反而有可能会更加强烈，而且浪费了一定的材料。因此只从抗震方面来看，剪力墙并不是越多越好，选取合理的剪力墙数量才能达到结构稳定的优化。在地震作用中一直存在着刚性与柔性的说法，如表2。
5 剪力墙连梁的设计
框架一剪力墙结构中框架与剪力墙、剪力墙与剪力墙的连接方式有铰结与刚结两种。铰结为通过楼板连接来保证剪力墙与框架协同工作，刚结为通过连梁连接来保证剪力墙与框架协同工作。在铰结体系中，由于没有考虑连梁的约束作用，使得楼板作用显著，要保证剪力墙与框架协同变形和工作，楼板必须绝对刚性。在刚结体系中，连梁对墙和柱都会产生约束，连梁将承担着较大的剪力和弯矩，约束作用明显，并可以与楼板一同作为连接构件，传递弯矩、剪力、轴力。
当结构遭受小于其设防烈度的多遇地震时，整个结构处于弹性工作阶段。当遭受高于其设防烈度的罕遇地震时，连梁形成塑性铰消耗地震能量，结构刚度降低，自振周期加大，地震力降低，减轻结构破坏。但由于连梁跨高比小，两端连接的墙或柱刚度差异较大，连梁变形产生较大的内力而破坏。连梁破坏有脆性的剪切破坏和延性的弯曲破坏，设计时应尽量避免连梁发生剪切破坏，让连梁先屈服。形成塑性铰。连梁设计时可以考虑以下措施：
(1) 对连梁的刚度进行折减，既保证了塑性铰出现在连梁上，又减少其内力，满足结构设计要求。高层建筑混凝土结构技术规程5.2.1规定，在内力与位移计算中，抗震设计的框架一剪力墙或剪力墙结构中的连梁可予以折减，折减系数不宜小于0.5。结构设计中，设防烈度6、7时连梁折减系数一般取0.7，8、9度时连梁折减系数一般取0.5。
(2) 若连梁刚度折减后内力还是过大，截面设计困难，可在连梁截面高度的中间开设水平通缝。
(3) 为保证连梁的延性，设计时应做到“强墙(柱)弱梁”，“强剪弱弯”，截面尺寸应符合规范设计要求。
(4) 不宜将楼面主梁支承在连梁上。
6 结语
在框架-剪力墙结构的设计过程中，应避免采用平面、竖向或者空间不规则的结构形式，遵照“建筑设计应符合抗震概念设计，不应采用严重不规则的设计方案”的原则；通过对结构的合理布置和精确计算，能够使我们的建筑更加经济合理，有效地抵抗外部力量的破坏，以达到我们所要求的设计功能。
参考文献：
[1]黄本才．高层建筑结构力学分析[M]．北京：中围建筑工业出版社，1990．
[2]包世华，方鄂华．高层建筑结构设计(第2版)[M]．北京：清华大学出版社。1990．
[3]梁启智．高层建筑结构分析与计算[M]．广州：华南理工大学出版社，1992．
剪力墙结构设计范文3
【关键词】短肢剪力墙；结构；设计
随着人们对住宅，特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高，原来普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是在原有剪力墙的基础上，吸收了框架结构的优点，逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式，即“短肢剪力墙结构”和“异形柱框架结构”型式。这两种新的结构由于在很大程度上克服了普通框架与普通剪力墙结构的缺点，受到了建筑师的肯定，更得到了住户与房开商的欢迎。对于12～16层的小高层建筑结构，采用既可以保证结构的刚度、位移，又可以使室内空间方正合理。所以短肢剪力墙结构得以普遍应用。短肢剪力墙的受力、变形特征，类似以框剪结构。但比框架结构的刚度分配、内力分配更合理，结构的变形协调导致的竖向位移差别，也比框剪结构小，则传基础荷载更均匀、合理。
1 短肢剪力墙结构的概念
短肢剪力墙结构的定义：①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；②高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构；③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。
短肢剪力墙结构的必要条件：抗震设计时，短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。
短肢剪力墙结构的下限：当短肢墙较少时，如短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力矩的15%～ 40%，则可以按普通剪力墙结构设计。下限规范没有规定，用户可以灵活掌握。如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应看成短肢剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。
2 短肢剪力墙结构设计
短肢剪力墙结构，其首先应是全剪力墙结构。短肢剪力墙结构中，应有足够的长肢剪力墙。
如果把短肢墙看成异形柱，则短肢剪力墙结构可以认为呈框剪结构的变形特征。当结构形式符合短肢剪力墙结构形式后，才能在软件“总信息”参数的结构体系中，定义结构为“短肢剪力墙结构”。
当采用壳元模型时，应加细单元的划分。
短肢剪力墙结构有时用薄壁杆元（TAT）可能更合适。因短肢墙的模型更符合薄壁杆元模型，采用壳元则有单元划分不细的问题。
短肢墙：轴压比（按剪力墙）、刚度（墙输入、采用壳元或薄壁杆元）、配筋（按剪力墙）、构造（按高规的短肢墙构造）。
弱短肢剪力墙（截面高厚之比小于5的墙肢）：高规7.2.5条文规定了不宜采用墙肢截面高度与厚度之比小于为5的剪力墙；当其小于5时，其在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一级（9度）、一级（7、8度）、二级、三级时分别不宜大于0.3、0.4、0.5和0.6。
短墙（截面高度之比不大于3的墙肢）：高规7.2.5条文和抗震规范6.4.9条文规定剪力墙的截面高度与厚度之比不大于3时，应按柱的要求进行设计，底部加强部位纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%，其它部位不应小于1.0%，箍筋应沿全高加密。
抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比高规4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用。
3 剪力墙结构的压力取值
墙身超厚主要是因为模板就位调整不认真，穿墙螺杆没有全部穿齐、拧紧，模板斜撑加固不到位等造成的；混凝土墙体表面粘结是因模板清理不好，模板剂涂刷不匀、漏刷，以及拆模过早等造成的；漏浆的产生主要是因为模板拼装时缝隙过大，固定措施不牢固，有时也与混凝土坍落度有关；墙体烂根现象近年来有所减少，可能与重视程度有关，原因主要还是模板下口缝堵不严、固定不牢，施工缝处理不好、夹有杂物，浇筑混凝土时未按要求先浇一层10-100mm厚与墙体混凝土同等级的减石砂浆等；门窗洞口混凝土变形的主要原因是侧模板的组装与大模板的固定不牢固，混凝土浇捣时洞口两侧混凝土未做到对称、均匀浇筑、振捣，造成混凝土冲击洞口模板。
由以上分析可见，剪力墙混凝土的成型质量很大程度上取决于模板质量。要保证模板的施工质量，首先在施工前应根据混凝土浇筑方式的不同对剪力墙模板体系进行必要的设计计算，然后严格按照设计好的模板方案施工，具体操作上应满足相应规范要求。设计计算时最关键的一点就是关于新浇筑混凝土对剪力墙模板最大侧压力的取值问题，计算时可根据以下两式按较小值取值：
①F1=0.22γct0β1β2V1/2
②F2=γcH
F1，2―所浇筑混凝土对模板的最大侧压力
γc―混凝土重力密度取25KN/m3
t0―新浇混凝土的初凝时间(h)，可采用t0=200/T+15(T为混凝土的温度)
β1―外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2，本方案取1.2
β2―混凝土坍落度影响修正系数，≤30mm取0.85，50~90m
m取1.0，110~150取1.15
V―混凝土浇筑速度
然后，根据最大侧压力设计模板支撑体系。只有在保证整个模板体系稳定的前提下，才有可能保证模板质量。
要保证模板质量，选材非常重要。有条件的话应优先选用组合钢模板，因其通用性强、装拆方便、周转次数多，特别是其配有齐全的阴阳角模，对常见的剪力墙阴阳角部位漏浆有很好的预防作用，而且还可以加工成整体大模，有助于加快施工进度，是剪力墙配模的上佳之选。
采用胶合木模板相对于钢模的周转次数较少，但其一次性投资小，拼装方便灵活，而且不受模数影响，可根据结构尺寸任意锯、拼，受到多数施工单位的青睐。不过，采用胶合木模在拼装剪力墙板时在结构的阴阳角部位因拼缝不严特别容易造成漏浆现象。为保证施工质量，增加模板周转次数，节约成本，模板安装前，应先将模板上的浮浆清理干净，刷好脱模剂（不允许在模板就位后刷脱模剂，防止污染钢筋及混凝土接触面），脱模剂要涂刷均匀，不得漏刷。
剪力墙结构设计范文4
关键词：建筑结构；剪力墙结构；配筋构造
引 言
随着科技水平的不断提高，我国建筑设计水平也更上一层楼。剪力墙整体性很好，本身的刚度较大，还具有良好的抗震性能，最重要的一点是价格低廉，达到了节省成本的目的，因而被广泛地应用于建筑结构设计中。如今，人们对建筑设计要求不断提高，设计人员只有不断优化剪力墙的设计，加大对剪力墙结构的研究，才能提高建设单位对建筑的满意度。
1 剪力墙结构的介绍
用钢筋混凝土的墙板代替原来建筑物中的框架结构，把建筑物产生的各种荷载作用于墙板上，称为剪力墙结构，这种剪力墙结构能够有效地制约建筑结构产生的水平力。为了节省资本的投入，采用剪力墙结构，因为剪力墙结构价格低廉，具有很好的经济性，在我国高层建筑中，剪力墙结构被普遍的应用。
2 剪力墙结构的表现形式
2.1 无洞单肢剪力墙
无洞单肢剪力墙实际上是一竖向悬臂构件，立面上没有任何洞口，在受到水平压力时，其弯曲变形的能偏离程度对平截面的假定，墙肢截面的正应力为直线分布，可以利用材料力学方法计算其内力和变形。
2.2 整体墙和小开口整体墙
这种类型的剪力墙与第一种剪力墙的实质一样，仍然是一个悬臂构件，其墙面上只有很小的洞口，几乎没有影响。这种墙的正应力呈直线分布，其横截面的变形在平面的假定的范围内，这就是整体强。当开洞稍大一些，墙体可能引起局部弯曲，其墙肢应力不超过整体弯曲应力的15%时，墙肢截面的变形就不会超出平面的假定，其应力可以应用材料力学方法来进行计算，然后加以修正，这种墙叫小开口整体墙。
2.3 联肢墙
联肢墙是由许多受弯构件连接在一起的。建筑墙体上有许多洞口，竖向排列，这些洞口在外墙上表现为窗口，而在建筑的内部，门或走道是其表现形式。在实际设计中，窗户、走道、门等将一片整墙分开，由连梁或楼板连接的墙肢，就称为联肢墙。
2.4 短肢剪力墙
短肢剪力墙是一种抗侧力构件，近年来在我国兴起，它的优点是保留了异形柱不凸出墙面，克服了异形柱抗震性能不理想的缺点，严格限制了轴压比，由于是新型的剪力墙形式，专业人士正在研究其力学性能、破坏形态、抗震性能以及设计方法等，以期能够更好地利用此种新型剪力墙。
2.5 框支剪力墙
框支剪力墙，又名柱支剪力墙，是指当底层需要大空间时，采用框架结构来承受上部剪力墙的压力。形式分为常截面和变截面两种，也可以采用斜柱和V形柱来表示。根据建筑设计的要求，来决定使用单层的和多层的部框架。
2.6 开有不规则洞口的剪力墙
应建筑使用上的要求，墙体上会开设不规则的较大洞口，这无疑会给建筑质量带来不利的影响，尽量不要采用。当必须采用这种剪力墙时，为了减轻不规则开洞带来的较大应力，可以用刚度小的材料填塞这些洞口，也可以设置一些连续性较强的暗柱暗梁，分散压力。
3 剪力墙结构设计及计算的优化措施
剪力墙具有很强的抗震能力，在对剪力墙结构设计过程中，第一振型的底部是地震倾覆力矩的位置，剪力墙墙体所承受的地震倾覆力矩要大于结构承受的地震倾覆力矩1/2，剪力墙在建筑设计的数量一定要适量，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；在轴力，弯矩，剪力的复合状态下工作，其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外，还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求：墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏，因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。
3.1 严格控制连梁超限
与剪力墙相连的梁称为连梁。连梁一般具有跨度小，截面大，与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。因此，高层建筑在水平力作用下，连梁的内力往往很大。设计时，即使采取了降低连梁内力的各种措施，如：加大剪力墙的洞口宽度；在连梁中部开水平缝，在计算内力和位移时对连梁刚度进行折减，对局部内力过大层的连梁内力进行调整等。而设计、构造不当将会造成结构在抵抗水平力时的强度、刚度不符合要求，进而影响承受竖向荷载的能力。在剪力墙结构设计中，连梁的跨高有着严格的规定，跨高比应该大于或等于2.5，如果采用低于2.5的连梁，就会严重超出限值，容易造成剪力墙的弯矩过大。还有一种情况，采用跨高比大于或等于5的连梁，宜按照框架梁设计，其连梁的刚度不能随意折减。
3.2 剪力墙和平面外梁不宜相连
平面内刚度和承载力大是剪力墙结构的突出特点，而平面外刚度和承载力相对较小，因此，应避免剪力墙和平面外的梁相互连接，如果相互连接，墙肢平面外就会发生弯矩，在实际结构设计时，为了避免弯矩现象的发生，要尽量避免剪力墙与平面外的梁进行搭接。
3.3 以主轴为中心，向四周延伸
为了提高结构整体刚度，要以主轴方向作为中心，尽量不要设计单方向的剪力墙，宜双向甚至多向的向四周延伸，应保证数量相当和布置均匀。
3.4 墙体配筋设计探讨
墙的水平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏，同时起到抵抗温度应力防止混凝土出现裂缝，设计中当建筑物较高较长或框剪结构时配筋宜适当增加，特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏感部位宜适当增加。但对于矮、短的房屋，其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。
墙的竖向钢筋主要起抗弯作用，目前在一些多层低高层剪力墙中电算结果多为构造配筋；但配筋时所取的配筋率有人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋，笔者认为竖向最小配筋率应该包括边缘构件中的钢筋，墙肢的竖向配筋原则也应该尽量将钢筋布置在墙端部边缘区并保证钢筋间距？芨300mm，也应该注意防止竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度，对抗震不利。
4 结 语
综上所述，对于一个结构设计者来说，首先应从概念和结构形式整体特性上把握全局，其次遵循现行规范要求的计算方法计算，最后根据工程实际情况对结构构件进行构造设计补充。
参考文献
剪力墙结构设计范文5
关键词：建筑结构；剪力墙结构设计；应用
为满足人们对建筑功能和建筑质量高要求，优化建筑结构显得尤为必要，剪力墙结构在这种情况下应运而生。由于剪力墙结构具有抗侧刚度大、用钢量小以及抗震能力强等优点，在建筑结构设计中得到了广泛的应用，目前已经成为主要的建筑结构形式之一。文章侧重探究剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用，首先分析剪力墙设计中应遵循的基本原则、并在此基础上简要叙述了关于剪力墙的分类，最后针对性的提出了有关剪力墙设计要点的诸多内容，希望能进一步的提升剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用效果。
1剪力墙设计中应遵循的基本原则
在实际的房屋建造过程中，剪力墙的设计和验算是十分重要的工作环节，是保障工程质量的有效途径。大量工程经验表明，对剪力墙做好全面和具体的设计方案，需要遵循以下几点原则：①必须保证剪力墙结构的顺利施工，这是剪力墙结构设计要考虑的基本因素；②要充分考虑剪力墙结构的安全性问题。剪力墙结构本身的建设就是为了增强建筑的抗震性能，保证房屋及构筑物的安全施工；③考虑剪力墙结构的工程造价问题。为了节省工程造价，可以从技术手段以及原材料的使用等方面着手。
2剪力墙的分类
实际设计中，剪力墙种类的划分主要根据墙体的厚度和必要的墙肢力度比值来确定：①墙肢长度与厚度的比值在5～8的范围内，则该剪力墙为短肢剪力墙；②墙肢长度与厚度的比值在>8的范围内，则该剪力墙为一般剪力墙。具体来说，针对于剪力墙种类的划分并不仅限于上述一种方法，还可以根据剪力墙墙面开洞大小等方法来进行分类。
3剪力墙的设计
3.1剪力墙设计需要注意的要点
剪力墙在设计和施工过程中一定要充分考虑空间和结构问题，根据实际情况来进行设计和施工。在高层结构中最为常见的剪力墙施工形式就都是对称样式的，在地势不好、地震频发的区域具有很好的应用前景。另外，在实际施工过程中，一定要将合理施工与建设作为实际的行为指导，严格杜绝单方向的剪力墙设置，保证剪力墙平稳均匀分布，切实提升建筑质量。在一些地震频发的地区，由于剪力墙可以有效对抗侧移刚度，剪力墙的厚度一定要合理地确定。设计时必须充分地利用平面内部刚度与承载能力较大的这一优势，若剪力墙和平面外的梁是相连接的，必须从细部构造着手，尽量将剪力墙平面外的弯矩作用减少，例如：可把边剪力墙与平面外的梁连接的位置设计为铰接或半刚接。
3.2剪力墙厚度与配筋
（1）前期设计中，剪力墙厚度与配筋问题是一个相对关键的工作重点，合理完善的设计方案是保障高层建筑施工质量的主要途径。一般来说，剪力墙厚度与配筋问题要根据实际的抗震要求来确定：①如果对于高层的抗震要求是一、二级的话，设计剪力墙的底部加强位置的厚度要在200mm以上，不应小于层高或无支长度的1/16；②如果对于高层的抗震要求是三、四级的话，设计剪力墙的底部加强位置的厚度不要小于160mm，不应小于层高或无支长度的1/20。所以，剪力墙厚度必须按照建筑物所在地区地实际情况，详细计算再确定墙肢轴压比，在满足建筑物结构与受力需求的基础上，再确定剪力墙的厚度。（2）剪力墙配筋设计。剪力墙的厚度要根据实际的抗震要求要确定，在配筋设计上也同样遵循这个原则。实际的设计施工过程中，要根据不同抗震等级来确定实际的剪力墙的配筋要求：①如果对于高层的抗震要求是一、二、三级的话，剪力墙竖向与横向钢筋分布的最小配筋率不得小于0.25%；②如果对于高层的抗震要求是四级的话，剪力墙当中钢筋分布的配筋率不得小0.20%。另一方面，在实际的设计过程中，剪力墙配筋的常用原构件和设备也是影响剪力墙质量提升的重要影响因素，需要严格管控和实施。在实际的施工和设计过程中，剪力墙配筋的构建要建立在实际的建筑需求基础上，例如、抗震要求，地势限制等问题，还有具体的承受重力等因素。为了更好的解决这类问题，剪力墙在进行配筋设置时应当尽可能地加大剪力墙敏感位置的钢筋密度、刚度以及抗侧移的能力，保证建筑物的安全性。
3.3剪力墙边缘构造设计
当前阶段，剪力墙施工技术在建筑物的建设过程中得到了广泛的使用，具有很大的应用前景。通过大量的工作经验得知，剪力墙的截面形式会对整体的质量提升造成巨大的影响。在剪力墙边缘增加端柱，在剪力墙边缘可以进行约束边缘构件，都能够使建筑物的抗震能力有效提升。《建筑抗震设计规范》指出，设计剪力墙时，要按照建筑物实际的受力情况相应的加强剪力墙端部与洞口两侧，使剪力墙的质量得以提升。
3.4剪力墙连梁的设计
连梁在于将单个的剪力墙的墙肢之间紧密联系起来，是建筑施工过程中重要的工作环节。一旦建筑结构受到荷载，墙肢在受力之后会出现弯曲，连梁会有效分担墙肢受到的外力，从而避免墙肢出现较大的变形，发挥连梁的约束作用，确保建筑整体结构的安全性。连梁安装时需做到以下方面：①连梁刚度要折减。由于构造问题，在建筑整个结构当中连梁受到水平力的作用而出现较大的内力，易发生墙体裂缝，造成建筑物墙体的破坏。因此设计连梁时，必须折减其刚度。按照相关规范要求，折减系数应控制在0.5以下，并按照不同设防烈度来调整；②剪力墙洞口宽度要适当增加，连梁高度尽量减小。增加洞口宽度能够使连梁跨度增加，降低连梁高度可降低连梁的刚度系数。一旦遭受地震威胁时，剪力墙会因自身刚性系数的减少从而增强了延展性，最终降低建筑受到的不良影响，建筑物整体结构的抗震能力有效提升；③增加剪力墙厚度。剪力墙厚度增加，可使建筑物整体刚度增加，还可确保连梁承载力与宽度成正比。
4结束语
随着高层建筑的快速建设，为了满足住户对居住安全的要求，建筑物结构的安全性是非常关键的环节。设计人员必须借鉴先进的设计理念与设计方法，在满足相关规范要求的同时，结合建筑物所在地区的抗震要求合理地选择剪力墙的厚度以及配筋率，加强边缘构件的设计，促进建筑物整体的安全性与可靠性全面提升。
参考文献：
[1]康志宏.高层剪力墙结构住宅优化设计研究[D].清华大学,2014.
剪力墙结构设计范文6
【关键词】高层建筑；剪力墙结构；设计原则；优化方案
随着我国社会经济的高速发展，我国高层建筑的数量也越来越多，如何有效地对住宅平面和空间进行设计将成为一个重要课题。在传统的建筑结构设计中，往往会出现柱楞凸出的问题，从而影响了整个建筑工程的美观。利用剪力墙的结构布局方式，可以避免造成柱子外凸的问题，但使用剪力墙也有一定的弊端，容易对其他的公共设施造成影响，特别是对底部的停车场影响较大。因此，如何充分利用剪力墙结构，消除剪力墙结构的弊端，合理布置并优化剪力墙的墙体结构，将是高层建筑剪力墙结构设计中的关键问题。
1高层建筑剪力墙结构设计的原则
与其他建筑结构形式相比，剪力墙结构具有明显的优势，具有良好的整体性，也具有结构刚度大的特点，如果荷载力处于一种水平的状态，剪力墙结构就不容易发生结构变形的问题。因此，剪力墙结构得到了建筑设计人员的重视与青睐，在高层建筑中也得到了越来越广泛的应用。但是在对剪力墙结构进行设计时，应当准确地对剪力墙结构进行计算，要从整体性的角度对剪力墙结构进行横纵向的分析，并且要合理利用调整计算与不调整计算等多种计算方式，结合建筑工程的实际需要进行配筋设计。另外，要注意控制剪力墙结构中的连梁跨高比，尽量将跨高比控制在2.5以上，要避免剪力墙结构中出现剪力问题，并确保弯矩在规定的范围之内。在对剪力墙结构进行优化设计之后，还应当确定剪力的使用状况值，并保证剪力设计值和连梁弯矩都高于使用状况值，同时也应当高于弯矩设计值，提高剪力墙结构的稳定性与安全性。为了有效地避免剪切变形问题，应当根据剪力墙构建数量不断优化设计方案，避免扭转变形的问题出现，也要控制好竖向构建刚度。
在进行剪力墙布置时，如果建筑层间位移不能满足剪力墙结构设计需要，设计人员通常会增加剪力墙的侧向刚度。与自身平面的楼板刚度相比，剪力墙平面外刚度非常小，因此，根据剪力墙结构设计的要求和剪力墙的实际受力状况，设计人员应当对洞口两侧部分进行合理调整，要控制好墙肢的压轴比界限，并要设计出剪力墙的加强部位，对边缘的构造设计进行优化处理，提高剪力墙边缘构造设计的水准。
2高层建筑中剪力墙的合理布置
（1）转换层的结构设计
随着社会的不断发展，人们对建筑结构的要求越来越多，只有充分满足人们对建筑使用功能的要求，才能适应高层建筑的发展需要。在对高层建筑的剪力墙结构进行设计时，应当分别对上下层的结构采取不同的机构设置方案，并要不断完善建筑结构的使用功能，使建筑结构剪力墙设计更具有动态性和变化性，适应高层建筑用户的实际需求。转换层结构布置是剪力墙结构设计中的重要内容，必须要引起高度的重视，对于结构复杂的高位转换底部空间进行合理的设计与优化。在转换高位的状态下，转换层会形成较大的升高质量和刚度，必须对其进行适当的调整与优化，尽量使转换层与上线的刚度保持一致。但是从另一方面来说，转换层的刚度与质量都不能过大，因此，除了需要检查层间位移角是否均匀之外，还应当检查转换层是否处于一种水平的状态下，并要对转换层内部的空间做出精确的分析与判断，及时了解转换层的均匀状况。应当选择质量与刚度都比较小的建筑材料，并且要在实际运算的过程中多选择组合数据中的振型数，及时发现转换层结构设计中存在的问题，加强对薄弱环节的调整与优化。最后，还应当仔细研究转换层中内力的分配特点，及时发现性能薄弱的部分并予以调整和改善，同时还要调整构件配筋的数量，改善薄弱部分的性能状况，提高高层建筑剪力墙结构设计的安全性。
（2）不断优化连梁设计
对于高层建筑中的连梁设计来说，可以分为抗震性设计与非抗震性设计两种，也可以分为高跨比大于2.5与小于2.5的两种连梁设计，不同类型的连梁设计方案对受剪承载力的要求不同，对截面的配筋数量也有着不同的要求，因此，一定要严格按照剪力墙结构设计的相关规范进行设计，并采用如下两种方式对连梁设计方案进行优化：第一，在对内力进行计算之前，应对连梁本身的刚度进行拆减处理；第二，在内力计算完成之后，还要在明确连梁弯矩组合的基础上，计算出连梁中的剪力数值，并要将上述数据乘以折减系数，这样才能得出更加准确的结果。应当根据实际的使用需求来选择计算方法，更有针对性地对剪力和弯矩设计值进行计算，使计算数据比调整后的数据更小，提高计算的准确性与可靠性；第三，在对弯矩进行设计时，也要明确弯矩的预防烈度，使弯矩设计低于一度预防烈度的组合值，在确保弯矩正常使用的条件下，应当避免小型地震对建筑结构的影响，防止裂缝问题的出现，增强高层建筑剪力墙结构的安全性。
（3）优化上下部结构的设计
在对高层建筑剪力墙结构进行设计时，如果要准确传递两种不同结构形式的力，就需要充分考虑到刚度突变这一因素，通过优化上下部结构的方式解决刚度突变的问题。第一，应当适当减少结构上部刚度，在设计时尽量减少剪力墙结构的数量，在上部结构符合压轴比之后还应当将墙肢缩短；第二，下部的刚度结构要适当加大，设置合理的落地剪力墙，并使这种剪力墙结构均匀地布置在较大的空间层之内，而不宜采用集中布置的方法；第三，应当合理选择上下部刚度。因为如果刚度过大，就容易使剪力墙受到地震的影响。因此，要不断增强竖向刚度要求，但是这种方法会耗费大量的建筑材料，也就增加了建设成本；第三，在上下部结构设计时容易出现沉降问题，这也是剪力墙结构设计中的难点问题，原因在于转换层中的刚度过小。对于这一问题，应当从截面尺寸选择方面来加以控制，更加合理地设计截面尺寸，并要严格按照设计要求来控制刚度。
（4）合理控制设计成本
在设计高程建筑剪力墙结构时，应当仔细、认真地对每一个环节进行检查和审核，并要将剪力墙结构设计工作做细，优化剪力墙结构设计方案，避免出现建筑质量问题，确保建筑工程的安全性。在具体的结构设计过程中，应当严格按照规范检查各部件的长度与规格，使各种部件都能够符合建筑设计规范，尽量消除设计中存在的误差。为了提高高层建筑的抗震效果，应当合理配置抗震墙的延伸能力与耗能能力。此外，还应当重视剪力墙边缘的设计，并要控制好每一个环节的消耗，在确保质量达标的前提下，将成本消耗降至最低，从而提高企业的经济效益。应当准确计算钢筋的使用数量，并选用高强度的钢筋，尽量减少钢筋的使用量，对于其他消耗成本也应当进行准确的计算，并确保计算结果的准确性，防止因为计算失误导致的成本增加。
3 结语
在对高层建筑剪力墙结构进行设计时，不仅应考虑到建筑结构的美观与简洁，还应当增强剪力墙结构的抗侧刚度，并控制好建设成本，提高建筑工程的经济效益。另外，节能环保也是高层建筑剪力墙结构设计中的重要理念，应当避免高层建筑对周围环境的影响，并要降低对建筑材料的消耗，积极贯彻落实可持续发展的理念，促进我国建筑事业的可持续发展。
参考文献：
[1]魏敏.高层建筑剪力墙结构的优化设计[J].江西建材，2014（ 05）.
