剪力墙结构设计精选(九篇)

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第1篇：剪力墙结构设计范文

[关键词] 案例；结构；设计

中图分类号：TU398+.2 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）03-（页码）-页数

伴随着我国的现代化城市建设的高速发展，但传统住宅普遍存在建造周期长、施工质量不稳定、能源及原材料消耗大、产业化程度低等问题，因此，迫切需要采取工业化手段来提高住宅建设的质量和效率，加速推进以“节能、节地、节水、节材、环保”为着眼点的住宅产业化工作。然而，国内现已建成的试点工程的预制化程度普遍较低。

1.工程概况

某建筑工程为地上 14 层（ 层高 2. 8m） 、地下 1 层（ 层高 3. 0m） 、总高度为 39. 65m、建筑面积为 4 133m2的住宅，采用装配整体式钢筋混凝土框架-剪力墙结构，结构标准层平面布置见图 1。柱、外墙板、女儿墙、空调板采用预制，1 层梁、板及地下室、± 0. 000 以上剪力墙（ 包括连梁、剪力墙上框架梁与暗梁） 、楼梯、屋面板及图 1 中注明的部分梁板采用现浇，其余均为叠合构件，标准层预制率超过 70% 。图 1 中未注明主梁截面为 300 × 500，未注明次梁截面为 200 × 400，叠合楼板预制部分厚 75mm，现浇部分厚 65 ～ 85mm，框架柱及端柱截面均为 600 × 600，未注明剪力墙均为200mm。地下 1 层 ～ 地上 4 层剪力墙及柱混凝土强度等级为 C35，4 层以上为 C30，梁、板混凝土强度等级均为 C30。框架柱连接套筒采用球墨铸铁制作，套筒内水泥基灌浆料采用无收缩砂浆，28d 龄期立方体抗压强度标准值不小于 85MPa。工程抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为 7度，设计基本地震加速度为 0. 10g，设计地震分组为第一组，特征周期 Tg=0. 90s，主体结构的设计使用年限为 50 年，设计基准期按 50 年采用。

2.结构设计

2. 1 结构体系选择

现如今，高层住宅建筑绝大部分采用的是现浇剪力墙结构体系，其特点是住宅平面形状布置较为灵活，可根据采光通风的需求形成凹凸的平面布置，达到室内空间规整、无外露梁柱的效果，适合当前大多以毛坯交房的消费习惯。若剪力墙采用全预制形式，由于水平及竖向接缝过多、过长，结构的整体性难以得到保证，相应的整体计算方法也有待于进一步研究，且当前国内相关的研究及试验较少，特别是此类结构还未经受过大震的检验。相对于剪力墙结构，框架-剪力墙结构具有如下优点： 梁、柱等预制构件为线性构件，可以控制自重，有利于现场吊装，节点连接区域采用现浇，能够保证结构的整体性，比较适合装配式结构。室内可采用轻质隔断，形成灵活多变的布局形式，对住宅内部进行精装修处理，可有效避免外露梁、柱造成的影响。基于对上述因素及业主要求的综合考虑，决定选用框架-剪力墙结构体系。

2. 2 结构分析计算

本工程按等同现浇设计，整体计算采用和现浇结构相同的方法，考虑到预制结构与现浇结构存在差异，为了保证预制结构的整体性、安全性及计算模型与预制结构实际受力情况相符，在整体计算时采取了以下措施：

（ 1） 次梁采用牛担板企口梁的方式与主梁连接，由于主次梁节点的接触面小、传递弯矩能力有限，因此在计算模型中设定为铰接。

（ 2） 预制外挂墙板与结构上下均采用铰接形式，墙板自重由上部连接悬挂承重，外墙板底部在墙平面内可水平滑动，因此，整体计算时不考虑外墙板对其支撑梁的刚度贡献。预制外挂墙板的大样见图2，图中 la为接缝钢筋的锚固长度。

（ 3） 考虑到住宅建筑非承重墙体较多、外挂墙板较重，本工程周期折减系数取 0. 7，即在较合理的取值范围内适当地放大地震作用，以保证结构的抗震性能。

（ 4）装配整体式框架结构梁端负弯矩调幅系数可取 0. 7 ～ 0. 8。本工程叠合梁板施工时均采取临时支撑，节点区混凝土强度等级提高一级，负弯矩调幅系数取 0. 8，以防止梁端负弯矩取值偏低。

2. 3 抗震措施

为确保本工程结构的抗震性能，结构设计时采取了以下抗震措施：

（ 1） 在结构整体布置上尽量做到符合抗震设计要求，遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强连接弱构件、节点更强”的理念。设计时，使建筑平面规则、对称，竖向抗侧力构件均匀、连续。

（ 2） 采用桩筏基础，控制基础沉降量，特别是不均匀沉降。结构嵌固部位为地下室顶板，板厚度180mm，双层双向配筋，并适当提高配筋率，同时地下室结构的楼层侧向刚度（ 剪切刚度） 与结构地上 1 层的楼层侧向刚度（ 剪切刚度） 比满足规范相关要求。

（ 3） 控制框架柱和剪力墙的轴压比，按双重抗侧力结构进行设计，使柱在规定水平力作用下承受的倾覆力矩满足规范要求。柱箍筋采用多螺箍筋，增强对混凝土的约束作用，提高柱子延性。

（ 4） 在叠合梁、板的现浇部分与预制部分的结合处，将预制构件的表面做成粗糙面，并进行抗剪承载力验算。叠合楼板采用桁架钢筋来增强楼板的整体性，同时便于施工吊装。

3.关键构件、节点及连接设计

3. 1 多螺箍筋柱的设计

本工程预制钢筋混凝土柱采用了多螺箍筋柱（ 图 3） ，柱纵筋集中配置在四角，在柱非节点区采用多螺箍筋，多螺箍筋由 1 个大圆螺旋箍筋和 4 个小圆螺旋箍筋组成，大圆螺旋箍筋设置在截面中央，4个小圆螺旋箍筋设置在四角，小圆螺旋箍筋与大圆螺旋箍筋的交汇面积不宜小于小圆螺旋筋面积的30% 。在节点区，由于预制柱间连接的套筒尺寸较大，如采用多螺箍筋，其保护层厚度难以满足规范要求，因此，在节点区改用一笔箍的箍筋形式。该形式箍筋可以减少核心区箍筋用量，方便现场施工，并可达到与整体现浇节点相近的开裂程度，减小核心区的剪切变形。

3. 2 预制柱与现浇剪力墙的连接设计

本工程剪力墙均为现浇，柱为预制，为了满足等同现浇的设计要求，须采取必要的措施加强现浇剪力墙与预制柱的连接。首先，与预制柱连接的现浇剪力墙均设有现浇的顶框梁或暗梁，并通过预制柱的现浇节点区连为整体； 其次，在预制柱内预留与剪力墙中水平分布筋的直径、间距均相同的 U 形钢筋，将其与现浇剪力墙水平分布筋焊接，在剪力墙与预制柱连接的端部采用封闭箍筋，并适当提高体积配箍率； 最后，对预制柱与剪力墙接触面进行凹凸不小于 6mm 的粗糙处理，且沿竖向每隔 200mm 设置一组剪力键。约束边缘柱及构造边缘柱与现浇剪力墙的连接构造见图 4，图中 d 为焊接钢筋的直径。

3. 3 主、次梁及次梁与现浇剪力墙连接设计

由于主次梁均为叠合构件，次梁与主梁连接时，次梁纵筋难以满足锚固要求，因此，本工程中主次梁连接设计为铰接，次梁通过牛担板企口梁的方式与主梁连接，如图 5 所示。这种连接形式是采用整片钢板为主要连接件，通过栓钉与混凝土的握裹来传递内力。

次梁与现浇剪力墙之间连接同样按铰接处理，与主次梁之间采用牛担板连接方式不同，次梁与现浇剪力墙连接采用次梁端部预留钢筋，构造详图如图 6 所示，图中 lab为受拉钢筋的基本锚固长度，d 为锚固钢筋的直径。

3. 4 叠合楼板连接设计

叠合楼板由预制部分与现浇部分组成，均采用单层双向配筋。为了满足叠合面的抗剪要求，预制板上表面做成凹凸不小于 4mm 的人工粗糙面，且按计算在预制板中设置抗剪桁架筋，如图 7 所示。为了施工方便，预制板中钢筋均不伸出端部，连接部位采用附加接缝钢筋加强连接，如图 8 所示，图中 la为接缝钢筋的锚固长度，d 为接缝钢筋的直径。

第2篇：剪力墙结构设计范文

【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。

第3篇：剪力墙结构设计范文

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。

一、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。

二、剪力墙结构的表现形式

（一）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。

（二）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。

（三）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。

（四）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B、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。

（五）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。

（六）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。

三、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―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。

（一）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。

（二）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。

（三）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。

（四）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。

第4篇：剪力墙结构设计范文

关键词：剪力墙；短肢剪力墙；加强部位；有限元

中图分类号：TU398+.2 文献标识码：A

1　剪力墙布置

剪力墙布置工作应当注意文件上的规定，此外，本文根据个人经验总结若干关于短肢剪力墙设计中应当注意的问题。

1.1 双向布置剪力墙及抗侧刚度

剪力墙的布置应当注意对于空间的把握，采用双向布置的方法来对待。这对于抗震有较好的疗效和效果。并最好保证二者的刚度值近似或相同，这能够带来自振能力的相似，对于平衡较有利。

剪力墙的受力承载能力很大，侧向刚度也不小。为了将剪力墙的优势发挥利用出来，减弱重力，使得剪力墙的可利用程度增加。墙体之间的距离应当有所控制，疏密得当。

1.2 竖向刚度均匀

布置的好坏对整体的侧向强硬度都有直接影响。墙沿高度的断断续续，将带来高度坚硬程度的瞬间变化，所以在这个方面应当注意布置的连续性，可应当减少一些部分墙肢的数量，刚度随着垂直程度向下增加。

1.3 墙肢高宽比

长度较大而宽度较小，较薄的剪力墙可变成弯曲的剪力墙。这种形状利于坚固，避免寸劲造成的破坏，能够有一定的分担能力。对于高度和宽度值的比应当不大于2，如果长度过长，背离了这个值的时候，应当通过开洞口，使每一段的值近似这个值。单独的墙可以作为整体墙，也可以作为连肢墙。

1.4　剪力墙洞口的布置

剪力墙对于洞口的方向和大小的选择是有一定意义的，有一定的力学原理，所以，在安排的时候应当注意选择，应当从以下几个方面进行考虑，找到最合适的方案。

1.4.1　开洞应当注意均匀和规整，在横排和竖排都应当成行或者成列分布，可劲儿带来连梁和墙肢位置的准确，而受力也较均匀，而计算方法也会变得容易很多，可行性更强，并且在刚度的差异也应当有限制范围。

1.4.2　这两种墙上面的洞都是不讲求规整的。其中力的存在形式较为复杂多变，可能产生受力的薄弱点，而这又不容易通过计算来获得各种力的方向和程度。它发生的特点是洞口的位置错误，间距不对，更有甚者发生重合，不但墙肢的位置和长度不规范，洞口的位置最容易变成薄弱处，重叠出现的洞情况要更糟糕，应当杜绝这样的现象，如果无法杜绝，应当根据有限元的方式来计算而且在洞周围采用其他的加固方法，也可以采取另外的填充材料使重合的洞口变成洞口位置合理的均匀结构。

1.4.3　不均匀的洞口剪力墙内部受力的计算以及位置变化的计算通过文件找到方法，现在用的方法只有有限元，还没有比这个更为简单的方式。而整个框架的计算使用的方式是薄壁杆系，亦或对洞口的形状找到近似值或者利用其它模型进行计算，应当注意计算的准确性，利用计算结构进行其它工作的判断整理。

1.5　剪力墙和加强部位

1.5.1　塑性铰出现的地方是加强的重点位置。而剪力墙的顶部，电梯周围的墙壁等特殊地方不适用加强手法，这是为了突出塑性铰位置的重要性。而与需要一般加强的地方可以区分开，有重点的对待。

1.5.2　塑性铰问题出现之后，更要求剪力墙的延展能力，一般其发生发展都在一个范围值之内。在这个范围以内应当特殊加固，以提升抗剪能力。

1.5.3　为了保险，加强的范围是可以稍微扩展一些的。在进行对抗地震的工作时，通常底部的加强的位置应当是墙肢总长度的1/8左右的位置，以及底层两个当中数值较大的一个。如果剪力墙超过150m的水平高度，可能造成加强的位置随之上升，则时候取值由1/8改为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。

2.2.1　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%。

2.2.2 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。

2.2.3 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。

2.2.4 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。

2.2.5 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%。

2.2.6 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200mm；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。

总的来说，剪力墙布置的其中一个原则就是尽量使洞口的形状和位置规则，这样既方便计算也使受力达到平衡，杜绝偏离和重叠现象的出现。提升构造的可行性。

参考文献

[1]吕文，钱稼茹.基于位移延性剪力墙抗震设计[J].建筑结构学报，1999（03）.

第5篇：剪力墙结构设计范文

1剪力墙构架介绍

1.1剪力墙结构

通常所说的剪力墙是指建筑（同时也包含住房和相关配合构筑物）里，一般当做承担风荷载及由于地震造成的水平负荷的建筑墙体。所以，剪力墙还可以叫做挡风墙。防震墙或者构架墙。换句话说，构件剪力墙的基本意图是预防建筑构架受到剪切性质的损毁。欲确保房屋建筑及附属构筑物的稳定性和牢靠性，剪力墙的建筑用料大多采取钢筋水泥。建筑物构架是指房屋及建筑物内，靠固定数目的组件也就是作为建筑构架的分体单元（比如横梁、水泥盖板、立柱等等）组合衔接而成的可以负载相应重力的空间或水平二维方向平面范畴。遵循相异的要求条件，可以把建筑构架单元划分成多种类别。依照施工流程的区别，建筑构架组成有混合构造、框架构形、剪力墙构架和框筒构架等，因为剪力墙构架拥有抗侧刚度高，耗钢量少和抵抑震灾能力大等特殊性，现在已经在我们国家建筑构架编制领域占有主流的市场地位，且搏得了业者们普遍的重视。通俗地说，剪力墙构架组成即为运用钢筋水泥墙面板来负载横向和竖向两个方向的力的构架单元。当编制剪力墙组成时，建筑企业在很大程度上要选取钢筋水泥墙面板来取代原来的建筑工程构架中的横梁和立柱，凭借其承载横竖两向的各种压力，进而稳固地平衡建筑构架的水平应力。换句话说，剪力墙构架组成基本是纵向的钢筋水泥墙面板，其横向还依然是靠钢筋水泥的空心板担压在立面墙上，建筑行业一般把此类构成统一命名为剪力墙结构。

1.2剪力墙构架的类型

依据剪力结构墙有无在上面开孔还有所开孔的尺寸情况通常把剪力墙区别成实体结构墙、具备开孔的剪力墙、复合肢剪力墙及立式支架剪力墙4种类型。它们当中仅有实体墙是没有开孔的剪力墙体，另外3类剪力墙均具有不同尺寸的开孔。再者就是还可按照开孔的面积多少进行区分。下面重点介绍两类剪力墙的具体情况。

1.2.1实体剪力墙

一般所言的实体墙，系立面墙体未进行开孔，也包括墙体立面上尽管已经开孔，然而所开孔的区域面积不大于墙体总面积的百分之十五。此类剪力墙的受压变形基本上是变为曲面型，墙本身的弯矩分布图绝不会发生反弯，亦不可能产生突变，不会产生任何不利现象，墙本身的负载功能亦相当优良。

1.2.2实体上开有小孔的剪力墙

顾名思义，它是说其墙面上是开有小孔的。通常所言剪力墙实体上开小孔，就是说所开的小孔区域面积不大于墙侧面总面积的15%。此类剪力墙的受力变形基本上属于弯曲性，墙体的弯矩图区域不可能发生反弯的现象，然而，其却有产生突变的可能性。

2剪力墙构架设计基准

2.1楼层之间最小剪力系数的整合基准

在剪力墙构架的编制进程中，建筑各楼层之间一定要执行最低剪力系数的基准。第一，在具体建设的环节当中，出于减小房屋及构筑物的本身重量的目的，最大限度地提高构筑物本身的抵御震灾功能，必须在短肢剪力墙负载的首位振型下部地震颠覆力矩占构架总下部地震颠覆力矩的40%以下的条件下，最大限度减小剪力墙的面数。再者，在严格符合上一条件的情况下，对剪力墙实施大开间调整可使它的侧向刚度数值更高。如此，建筑楼层相互之间的剪力系数可以获取最好的约束，工程投资将大幅度降低，大幅度地缩减了工程建设投入。

2.2针对楼层间最大位移和楼层高度

之间比例实施恰当调整的基准通常来说，针对常规建筑进行墙体构架设计时，其设计工作的重心应当是放在各个楼层之间的扭转变形及剪切形变的应对策略上。人们都知道，建筑构架的横向剪切变形应对都是依托纵向构件的恰当组合来实施有效调整的。所以，倘若纵向构建设置的过多，剪力墙的剪重比例数值一定会增长过快，此类不科学的剪力墙构架编制可直接造成建筑物各楼层之间的扭转变形，而且变形程度很大。

3剪力墙结构优化设计

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，加之施工中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。剪力墙在承担水平荷载和竖向荷载的作用上都比较强势。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。

4结语

第6篇：剪力墙结构设计范文

关键词：建筑剪力墙；结构设计

随着我国建筑行业的不断发展，建筑整体的施工技术也得到了显著的提高。在建筑结构的设计过程中，不仅需要综合考虑建筑的使用功能，而且还要做好设计工作中的推陈出新。在满足结构安全性的前提下进行设计，同时充分发挥剪力墙在在建筑整体中的作用，促进建筑结构设计的合理性，保证高层建筑的设计更加合理、更加优秀。在实践的过程中，设计人员要进行不断地创新和总结，针对设计中产生的问题进行认真分析，提高建筑工程中的剪力墙结构的设计水平，为我国建筑行业的发展提供更加强劲的动力。

1 剪力墙结构概述

剪力墙结构在我国建筑结构设计中的应用，能够有效的降低建筑物结构发生侧移的几率。如果遇到地震，建筑会由于自身结构的承载能力不足而出现倒塌，这就给人们的生命安全和财产造成了极大的威胁。在建筑结构的设计中使用剪力墙结构，不仅能够提高建筑物结构的承载能力，而且还能够提高整个建筑物的稳固程度，在针对建筑抗震设计的规定中有明确的要求：在建筑物的结构设计中，充分考虑建筑物抗震结构的设计，以保证建筑物具备良好的抗震性能。一般情况下，房屋中的剪力墙结构都是采用混凝土墙的形式。在建筑工程的施工过程中，钢筋混凝土的结构设计较简单、施工技术也较为简单，因此它的使用范围较广。

1.1 剪力墙结构的概念

剪力墙结构是指在建筑中墙肢的截面高度和厚度之比在5～8范围内的剪力墙体。如果在一个建筑结构内，剪力墙设置较多的话，就需要采用筒体的支撑形式，以便于和剪力墙产生的水平作用力相平衡，在高层建筑中多采用部分剪力墙的结构设计形式。在剪力墙结构中进行抗震结构的设计，墙体所承受的地震倾覆力矩不能够低于建筑整体结构的倾覆力矩。如果整体结构中的墙体较少，倾覆力矩可以适当减少30%左右。

1.2 剪力墙结构的特点和种类

在建筑结构中使用剪力墙结构，最明显的作用就是建筑结构发生的侧移较小、整体的抗侧刚度较大、减震能力较强以及保证建筑内部的墙面平整度等。但是也在一定程度上增加了建筑的资金成本投入，建筑工程的施工也变得较为复杂。

我国在建筑结构设计中使用的剪力墙类型可以分为以下几种：

1.2.1 实体墙

当剪力墙为实体墙时，有的墙体出现开洞，有的没有开洞。即使有开洞的墙体，开洞的面积也不会超过整个墙体面积的15%。因此，实体墙在使用的过程中不会出现反弯点和结构的突变。

1.2.2 开口较小的剪力墙

开口较小的剪力墙其特点和实体墙相同。墙体中的开口面积较小是指墙体中的开洞面积在15%以内，在受力过程中墙体中的弯矩图点不会产生反弯点，但容易在连梁出产生结构性的突变。

1.2.3 壁式框架结构的剪力墙

壁式框架结构的剪力墙，在墙体中洞口的尺寸较大，在进行墙肢线刚度和连梁线刚度的设计时，其大小接近。壁式框架结构的剪力墙的主要受力特点在于墙体的弯矩图会产生突变，在建筑中的多数楼层中会出现反弯点。

1.3 剪力墙结构设计中应遵循的原则

在进行剪力墙的结构设计时，要严格遵守以下几个方面的原则：

1.3.1 建筑中的楼层和整体层高间产生的最大位移比

在地震发生较频繁的地带中，建筑物中的楼层受地震的影响，会发生最大程度的位移，除了弯曲变形的建筑物以外，其他的建筑物在对位移比进行计算时，需要将整体建筑结构的变形纳入考虑的范围。在进行高层建筑结构位移的计算中，剪力墙结构的计算重点是楼层之间发生的弯曲变形，一般情况下，都是以扭转和剪切的形式出现。剪切变形在很大程度上取决于建筑结构中的竖向构件，使用的构件数量要保证适当性，以免由于数量过多而产生扭转变形。在高层建筑结构的设计过程中，以增加建筑结构的稳固性和减少变形的产生为建筑结构设计的目的。

1.3.2 保证设计满足连梁超限的原则

连梁超限主要是指将剪力墙中的连梁的高度比值设计在2.5以上，这样才能够使墙体中的弯矩和剪力值都符合剪力墙结构设计规定的数值内。

1.3.3 建筑结构中的楼层的最小剪力系数的原则

在剪力墙结构设计的过程中，剪力墙结构所承受的地震能力，不仅要保证在规定的系数范围内，而且还要减少剪力墙的设置，以保证建筑中的最小剪力能够满足规定的要求。

2 剪力墙结构设计在建筑设计中的应用

在剪力墙结构设计的过程中，要充分考虑其在建筑整体中的应用，做到对剪力墙进行合理的定位、充分考虑剪力墙中的钢筋构造、确定剪力墙设置的厚度，有效处理剪力墙中存在的连梁超筋现象。

2.1 对剪力墙进行合理定位

在剪力墙设计的过程中，要顺应建筑物的主轴方向进行双向布置，在建筑结构的抗震设计中，要尽量减少出现单项墙的形式。在进行建筑结构设计的过程中要做好以下几点：（1）如果在建筑的设计中牵涉到弧形、圆形或多边的平面结构，可以将剪力墙设计为环形或者沿着径向的位置设置剪力墙。（2）在设计中如果呈Y型的结构，就需要根据建筑自身的三个轴线的分布方向进行剪力墙的设置。（3）在结构的设计中如果呈现出T型或矩形等平面结构，就需要沿着自身结构的两个轴线的方向进行设计。

因此，在进行剪力墙结构的设计过程中要保证结构的对称和均匀，将整体结构中的质量核心和刚度中心进行重合设置，以保证建立的墙体不会产生扭矩。在建筑结构的设计过程中，要保证剪力墙的墙肢的设置能够满足规则，并且遵循建筑结构设计简单的原则。

2.2 剪力墙中的钢筋构造

在剪力墙的结构设计中有明确规定，在剪力墙的结构设计过程中，既要保证剪力墙结构水平方向和竖直方向中的配筋率，又要保证剪力墙的结构能够满足抗震设计的要求。在进行剪力墙结构的抗震设计时，配筋率要保持在0.2%以上。

2.3 确定剪力墙设置的厚度

根据国家的建筑设计规范的要求，在进行剪力墙的设计时，它的截面尺寸要满足建筑物抗震等级的要求。墙面的厚度要根据整体的抗震等级要求进行设计，墙体的底部要加强厚度，保证在200mm以上，其他部位的厚度要保持在160mm以上，在独立剪力墙的设置中，墙体底部的厚度要设置在180mm以上。

2.4 处理剪力墙中存在的连梁超筋现象

在剪力墙结构中，比较容易出现连梁超筋的现象，主要表现是墙体整体的剪力与设计过程中对剪压比规定的数值要求不相符。在墙体中出现连梁超筋的现象，主要是由于剪力墙整体结构的高度，位于建筑整体结构高度的三分之一处。如果在平面结构中，墙体较长的话，就会比较容易出现连梁超筋的现象。在出现连梁超筋时，墙体会发生严重的剪切变形。如果是墙体中较容易出现连梁超筋现象的部位时，可以采用铰链的形式进行处理。

3 结束语

随着我国经济的不断发展，建筑行业获得了前所未有的发展，但是建筑行业中的要求也随之提高了。在建筑结构设计中，由于剪力墙自身的抗侧刚性能较好，因此被广泛的应用在我国的建筑结构设计中，不仅能够有效的防止建筑结构出现侧移的现象，还能够大大提高建筑的抗震性能。在高层混凝土建筑中使用剪力墙的建设施工，大大增强了建筑结构的稳定性。

参考文献：

[1] 齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计田[J].黑龙江科技信息，2011，（17）.

[2] 吕瑞孝，姜剑虹.高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点田.科技信息，2012（19）.

[3] 袁小玲.浅谈高层建筑结构设计的要点[J].科技信息，2010，（19）.

第7篇：剪力墙结构设计范文

关键词：高位转换 剪力墙结构 转换层 楼板设计

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

某高层住宅楼，采用框支剪力墙结构，地下1层，地上28层，基础采用桩筏结构，转换层位于层4，转换层顶面标高为28.4m，转换层层高2.3m；转换层以上为住宅，层高3m；转换层以下为办公专用，结构高度为86m，结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度。

2 结构布置

2.1 转换层层高确定

本工程转换层层高的确定主要提出2种方案：

方案1：设备转换层兼作结构转换层,层高为2.3m，顶面标高为28.4m；

方案2：设备转换层独立设置，层高为2.3m，而结构转换层位于下一层，结构转换层层高3m，转换层顶面标高为28.4m。

方案2与方案1相比，转换层是刚度软弱层，如果要做到转换层与其上一层侧向刚度比为60% 以上，需要将落地剪力墙加厚2.4倍，即使做到60%，转换层仍然是刚度软弱层，因此排除方案2。而方案1可以避免转换层为刚度软弱层，经计算落地墙加厚1.4倍即可满足转换层与其上一层刚度比为1的要求，节约了结构造价。

2.2 剪力墙布置

利用平面中的楼梯间、电梯井及设备管井做成落地剪力墙，并在框支层组合成筒体布置形式。同时利用建筑四个角部房间，做成落地剪力墙筒。

在满足轴压比及其他计算指标的的条件下，尽量缩短不落地墙墙肢的长度， 以弱化转换层以上结构刚度、剪力墙主要截面及采用材料见表1。

表1

2.3 框支框架

框支柱采用型钢混凝土构件，框支梁主梁采用宽梁，梁宽同框支柱宽，L形T形剪力墙尽量落在框支主梁上，尽量避免次梁转换。框支梁截面一般为受剪控制，为满足建筑设备转换的空间要求，选择了型钢混凝土构件。

3 竖向不规则分析

3.1楼层侧向刚度比

现行规范、规程中存在多种侧向刚度比算法，建筑抗震设计规范(GB50011-2010 )采用层剪力与层位移比值，广东省高规补充规定，采用层间位移角比值，从因层高变化引起的刚度比差异来看，采用抗震规范算法得到的结果更为不利，突出了层高变化可能引起结构薄弱层。

为满足转换层上部与下部结构等效侧向刚度比要求，落地墙加厚100mm，经SATWE计算， 刚度比满足高规附录E要求，见表 2。图1为 X 向侧向刚度分布图。结合表2 和图1可看出：

（1）转换层层高为2.3m时，仅转换层侧向刚度较大，其他层层刚度相对一致。

（2）转换层上一层(层高及结构构件与标准层均相同)层刚度相对略大，主要因为：1) 采用层剪力与层位移比值算法，相同层剪力条件下，与层位移相关；2)转换层处框支框架的剪切变形制约了落地剪力墙的弯曲变形，减小了转换层上一层层间位移角(弯曲变形引起)。

（3）依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.4.1条文说明，当本层侧向刚度小于相邻上层的50%时，为特别不规则结构，仅这一项就需进行超限审查。

表2刚度比计算

图1 转换层层高2.3m时X 向侧向刚度分布

3.3 楼层受剪承载力

图2为 X 向楼层抗剪承载力分布，可以看出，转换层下部楼层抗剪承载力明显高于转换层以上楼层。其主要原因：1) 落地墙加厚至300mm，转换层以上基本为200mm；2)框支柱采用型钢混凝土；3)提高底部加强部分剪力墙抗震等级。

图2 转换层层高2.3m时X 向抗剪承载力分布

综合图1和图2可知： 转换层既不是刚度软弱层，也不是承载力薄弱层；

3.4 框支柱、剪力墙传力途径分析

框支柱、剪力墙剪力分布见图3，由图可见，在转换层处，框支柱、剪力墙存在剪力突变，主要因为：高位转换时，落地墙已经呈现出明显的弯曲变形，框支框架为剪切变形，框支框架制约剪力墙的弯曲变形，从而引起了转换层处框支柱、剪力墙剪力分配突变，当转换层层高较低时，加剧了这一现象。

图3 框支柱、剪力墙剪力分布

4 结构设计

4.1 抗震措施分析

（1）框支框架。为了提高框支框架的抗震性能，框支框架采用型钢混凝土构件。框支柱、框支梁按照中震弹性设计，并对框支柱、框支梁进行大震作用下抗剪截面验算。将其抗震等级调整为一级。

（2）落地剪力墙。控制落地剪力墙承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的50% 底部加强部位剪力墙抗震等级为一级。

（3）转换层处楼板。转换层及其下一层楼板板厚200mm，转换层上一层板厚150mm。控制板最小配筋率不小于0.25%，且不小于计算要求。

4.2转换层楼板设计

4.2.1 楼板应力分析

表3为各级地震及风荷载作用下转换层及上下层楼板最大主应力1 (采用PMSAP软件计算)，由表可见，转换层及其下一层楼板应力较大，与图3分析结果吻合。

表3 楼板应力/MPa

4.2.3 楼板配筋计算

现行规范没有具体的楼板抗震配筋计算方法为了实现楼板的抗震性能目标， 给出了适用于工程应用的配筋计算方法 计算配筋不应小于最小配筋率要求。

（1）中震弹性计算

依据抗震规范可得：

R≥γRE［1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEhk］（1）

式中γRE取0.85。

将式（1）中1.2 (SGK+0.5SQK)近似等效为恒荷载+活荷载基本组合1.2(SGK+0.5SQK)+1.4SEhk /1.3 或1.2( 1.35SGK+1.4×0.7SGK)/1.3，则可以将式(1)写成下式：

As≥(0.85×1.2/1.3)As1+1.1As2（2）

式中：As1为竖向荷载作用下的配筋面积； As2为地震作用下的配筋面积，依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第 5.2.8 条及条文说明，受拉钢筋的配筋量可根据主拉应力的合力进行计算，因此，可由地震作用下楼板应力分析结果计算得到配筋面积As2：

As2= KT/ƒy=1.3h/ƒy（3）

式中： K 为承载力安全系数；T为钢筋承担的拉力设计值； h为板厚；为截面主拉应力在配筋方向投影面积的总面积扣除其中拉应力值小于0.45ƒ的面积后的图形面积。

式（2） 可以将竖向荷载作用下的配筋直接与水平地震作用下的配筋叠加， 给实际工程应用带来了方便和可操作性，可以满足工程计算精度。

（2）大震不屈服计算

依据抗震规范可得：

Rk≥SGK+SQK+SEhk （4）

转换层楼板配筋一般均为双层双向，且上部与下部配筋相同，依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002，则有：

As1=(M/ƒy)(h0－as')（5）

由ƒyk=1.1ƒy，M=1.3Mk可得：

As1=1.3×1.1(Mk/ƒyk)(h0－as')=1.3×1.1Ask1 （6）

由式(4) 及式( ) 可得：

Ask=Ask1+Ask2=As1/(1.3×1.1)+Ask2（7）

式中： Ask1为采用竖向荷载作用标准值及材料标准值计算得到的的配筋面积； Ask2为采用地震作用标准值及材料标准值计算得到的配筋面积，《水工混凝土结构设计规范》SL191-2008，可由地震作用下楼板应力分析结果计算得到配筋面积Ask2：

Ask2=h/ƒyk （8）

如该工程转换层楼板大震不屈服验算中，竖向荷载作用下配筋面积Ask1为 159mm2，另根据式（8）得到Ask2为 443mm2(单层单向计算)，根据式（7）得Ask为544mm2，实际配筋￠12@ 150 双层双向布置(大于最小配筋率 0.25% )。

4.4 型钢混凝土框支柱柱脚设计

因结构嵌固端以下只有一层地下室，型钢混凝土柱均采用埋入式柱脚，适用于钢骨柱长不大于1000mm，需要注意的有：1) 筏板上部纵筋遇型钢时截断，弯锚15d，四周采用洞口加强；2)筏板下部纵筋截断处理同上部纵筋，另柱脚柱冒纵筋同筏板底部纵筋，并锚入筏板下部纵筋传力连续；3)根据钢骨柱柱脚底板承受荷载进行抗冲切验算，配置抗冲切弯起钢筋。

5 结论

综上所述，通过对本工程高位转换剪力墙结构设计分析，得到了以下几点结论：

（1）最大楼层地震剪力曲线表明，转换层及以下楼层地震剪力一般较大，转换层层高较大时，层地震剪力在转换层处急剧增大。

（2）高位转换时，框支柱 剪力墙承担的剪力在转换层位置急剧变化，剪力传递不直接， 增加转换层及其下一层楼板的负担，应对楼板进行分析并加强，文中给出了转换层楼板配筋计算方法。

（3）设备转换层宜兼作结构转换层，一般设备转换层层高不高，可以避免在转换层出现刚度柔软层。

参考文献

第8篇：剪力墙结构设计范文

[关键词]建筑；剪力墙结构；设计；措施

中图分类号：TH127 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0128-01

1 导言

剪力墙体侧移小、抗侧刚度大、抗震性能良好，越来越引起建筑界的关注，尤其对于高层住宅、公寓及旅馆的设计，常常运用剪力墙结构有效地将承重墙及分隔墙融为一体，节省了空间成本及经济成本。建筑设计是保证建筑工程质量的关键环节，其中建筑剪力墙结构设计细节较多，需遵循一定的设计思路，才能够确保设计的优化及完善，进而才能够使设计应用的价值得到有效体现。

2 剪力墙结构概述

2.1 剪力墙结构

建筑结构主要指在房屋建筑中，由一定数量的构件连接成的，且能够承受一定荷载空间的体系，根据施工方法的不同，可将建筑结构分为混合结构、剪力墙结构、框架结构。其中，剪力墙在建筑中的主要作用在于承受因风荷载或地震作用引起的水平荷载，防止建筑结构遭到剪切破坏，可有效保障房屋及构筑物的牢固性。具体而言，剪力墙结构就是通过钢筋混凝土墙板来承受垂直和水平方向力的结构，在剪力墙结构的设计过程中，施工单位可将原来建筑物框架中的梁柱替换成钢筋混凝土墙板，有效承受来自垂直和水平方向的各类荷载，从而对建筑结构所产生的水平力进行有效控制。简单地说，剪力墙结构主要是指垂直方向的钢筋混凝土墙板，建筑物的水平方向依然是用钢筋混凝土的大楼板搭载在墙上的，这种结构形式即为剪力墙结构。

2.2 剪力墙结构设计样式

剪力墙的结构设计样式比较多，近年来，应用比较普遍的有壁式框架、整体剪力墙和联肢墙：（1）壁式框架。联肢墙中，对该样式剪力墙应用比较多，因洞口过大，墙肢刚度不足，而连梁风度比较强。该背景下，剪力墙的受力与框架结构类似。但是，它与框架结构中的梁柱仍然存在很大的差别，厚度不足。可在上框剪结构中，单独设置壁式框架剪力墙，并采用其他部分墙体作为辅助。该种墙体形式在当前房屋建筑中极具适用性。（2）整体剪力墙。整体剪力墙中的洞口数量很少，是建筑工程结构设计中的关键内容。具体设计工作中，可对洞口忽略不计。其在现代建筑工程中不可或缺，主要用以对建筑工程进行有效支撑。（3）联肢墙。联肢墙上的洞口通常是一排或多排，洞口尺寸很大，连梁是主要的受力承担主体。作为特殊剪力墙，其由多组连梁共同连接。而且，相较于连梁，墙肢更具刚度优势。因此，每一个墙肢都有其不可忽略的独特的作用。

3 优化剪力墙结构设计的措施

3.1 要重视转换层结构设计

目前，居民想要建筑物具有多种多样的功能，注意现代化的建筑工程在使用方面，下部和上部的机构是不相同的，具有很高的综合功能。在进行优化建筑工程剪力墙结构设计时，要根据实际的需要进行相应的变化，并布置好设计结构，还要把转换层设计布置好。重视剪力墙结构的布置设计，在进行高位转换时，剪力墙结构很复杂，因为质量和刚度很大的转换层增高，非常有必要调整好上下的刚度和其本身刚度相近。就转换层自身而言，所需要的刚度和质量不要太大，最后，在水平力的作用下，对空间进行准确的研究分析，保证转换层四周的层角位移达到均匀的现象，并检验是否均匀。利用转换层这种结构形势，要选择重量和刚度都偏小的建筑材料。在具体的计算中，多选择组合振型数，经过计算，算出结构中相对薄弱的部分，根据内力配置的特点进行研究分析，并合理的调整相关配件的配筋，最后改变提高薄弱部分的性能。

3.2 基础方案与承重构件的优化设计

依据建筑工程的地质和水文状况，确定剪力墙结构设计方案，对工艺、技术、周边建筑分布状况等，具备清晰的认识，并对其进行合理规划和布局，将基础方案的效用发挥到最大。而设计人员也要在原有基础上，对其进行修订和整改。依据建筑工程的事实背景，在具体标准和规范框架内，确定承重构件，并对其进行合理设置，使建筑主体结构更加安全、可靠。以剪力墙承重构件设计为例，该过程中，将墙体配筋率作为重点考量内容。剪力墙的抗震等级为一、二、三级，竖向和水平分布筋的最小配筋率不能低于0.25%；部分框支剪力墙的底部加强部位实际配筋率需在0.3%及以上。设计剪力墙结构时，设计单位要认识到基础方案的重要性，并对承重构件的优化设计过程进行严格控制，采用正确的方式，对相关标准和工艺参数进行合理确定和选择，避免与国家相关设计标准存在偏差，使设计方案更具实用性。

3.3 合理的洞口布置

开展剪力墙体设计工作前，需要做好计划，使设计工作具有目的性。如设计工作中，有计划地选择好洞口位置，可视实际情况而定。将一定数量的空洞分区分布在不同的墙段，并预先做好计划，做好洞口与洞口之间的连接措施，保证墙体刚度均匀变化。

3.4 合理掌握剪力墙的尺寸及其外形

要想使建筑监理墙结构设计得到有效优化，便有必要合理掌握剪力墙的尺寸及其外形。对于不同的墙体结构来说，其设计也存在差异；所以剪力墙结构设计在竖直或水平方向的刚度及其荷载分布均有所差异。为了使剪力墙荷载传递要求得到有效满足，需保证其墙肢截面高度是墙厚的八倍。同时，对于剪力墙结构来说，要想使自身的稳定性得到有效保证，便需要优化设计外形，通常选取T形或者L型最好，这两种外形方案的选择均能够减轻墙体的重量，进而使剪力墙结构的外形体积得到有效减小，并使剪力墙侧向刚度的提高得到有效促进，此外还能够在一定程度上使建筑工程项目的成本得到控制。此外，在剪力墙结构使用过程当中，需保证剪力墙2个方向中至少有一个与标准相符，且另一个不宜偏短，误差值控制在1m内，这样才能够使配筋问题得到有效避免。

3.5 确定剪力墙结构设计理念和计算方法

科学合理的设计方案是剪力结构设计的基础和保障，其不仅关系到建筑工程的整体性能，而且直接关乎建筑主体结构质量。当剪力墙结构为受弯状态，其具备较好的延性。因此，剪力墙一般为高细样式，假使其过长，很容易形成低宽剪力墙。因剪力墙呈现出脆性特征，其抗震性很容易被削弱。剪力墙结构设计中，切忌盲目，要以精准的计算为基础。当前，我国剪力墙结构设计中，多采用计算机执行设计工作。但是部分计算内容，仍然需要依靠人工执行。设计人员除了采用计算机，实现剪力墙结构计算之外，更要依据自身的专业构成及工作经验，对具体设计过程进行有效判定，提高设计质量，将设计过程中的偏差降到最低。而构件计算过程中，要通过结构试验，使计算结果更加准确，从根本上消除误差。

结束语

综上所述，剪力墙结构在建筑结构中运用愈来愈广，也占据着愈来愈重要的地位。设计单位和施工单位要依据建筑工程背景及实际设计要求，认识到剪力墙结构优化设计的重要性，优选科学的设计方案，所以，需要建筑工程的相关设计人员熟悉的掌握剪力墙结构的设计，并根据实践的经验，不断的创新，提出新的优化措施设计剪力墙结构，进而提高我国建筑工程的整体水平。

参考文献

[1] 赵宇.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技传播，2012（09）：08.

第9篇：剪力墙结构设计范文

关键词：剪力墙；结构设计；优化方法

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

一、剪力墙抗震设计目标

剪力墙的抗震设计目标是指剪力墙在遇到不同程度的地震时，对建筑结构、建筑构件的损坏程度及人身安全的综合要求。根据《建筑抗震设计规范》，将抗震设计的目标与3种强度的地震对应，分为三个级别，具体描述如下：

第一种级别：在正常荷载使用或遭遇多遇地震（也称小震）作用下，剪力墙不受损坏或不经修理仍可使用；第二种级别：当遭受中等强度地震作用时，剪力墙遭受一定的损坏，经一般修理或不经修理仍可使用；第三种级别：在遭受罕遇地震作用下，剪力墙不能够倒塌或发生危及生命的严重损坏。二、剪力墙抗震设计要点1、剪力墙的概念设计

在方案设计阶段 ， 就应该进行深入的概念设计 ， 建立多道抗震防线 。 剪力墙结构主要适用于下列形式 ： 内外墙为现浇混凝土结构 、 内墙为现浇混凝土结构外墙为框架结构 、 短肢剪力墙较多的剪力墙结构。短肢剪力墙指的是 墙肢 厚度不大于300mm时，墙肢 的长度为厚度的4-8倍剪力墙结构 。 实践表明，建筑外边缘和角点墙肢、底部墙肢、连梁等是剪力墙结构抗震薄弱环节 ， 对于这些薄弱点 ， 要加强概念设计 。 墙段与墙肢的高度比应大于2 ，墙肢超8 米要设洞口 ， 各墙段之间设连梁 ， 连梁长度不宜超 6.0 米 ， 否则会形成局部长剪力墙 。墙段边翼长度大于厚度的 3 倍，尽量双向布置，避免一字墙。

2、剪力墙的平面设置

剪力墙结构的竖向荷载和水平向荷载都由剪力墙的墙体承受，所以剪力墙结构应沿着主轴线方向布置。剪力墙平面上力求简单、规则、对称，否则建筑物的质心和刚度中心会有较大偏移，一旦受到水平荷载作用，剪力墙结构会绕着刚度中心发生扭转。单片剪力墙的突出长度不能过长，过长的剪力墙容易受剪，抗震性脆弱，一般要求剪力墙的墙段长度不宜大于8m。剪力墙的侧向刚度不能过大,《高层建筑混凝土结构技术规程》中明确规定：对于a级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80％；对于b级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的75％”。3、剪力墙的抗震计算

剪力墙主体抗震计算涉及到以下几个变量值：《抗规》规定：一、二、三级抗震墙在重力荷载代表值的作用下墙肢的轴压比，一级时，9度不宜大于0.4,7、8度时不宜大于0.5，二、三级时不宜大于0.6。轴压比越大剪力墙的延性越差。同时《高规》和《抗规》对楼层最小地震剪力系数值做了明确规定。

刚度比代表剪力墙竖向规则性，水平位移比，周期比，刚重比代表结构的稳定性。考虑偶然偏心影响的规定水平地震作用下，a级高度剪力墙结构楼层竖向构件最大水平位移和层间位移位移比不宜大于楼层平均值的1．2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期比不应大于0．9；另外《高规》还规定，高度不大于150m的剪力墙结构按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大水平位移与层高之比不宜大于1/1000。

连梁是连接墙肢与墙肢、墙肢与框柱的梁，主要功能是连接两片剪力墙，使两片剪力墙在遭遇水平向荷载时协同工作。连梁在设计时，应遵循“强剪弱弯”的原则，使纵向弯曲损坏先于横向的剪切损坏，以免发生抗弯剪超筋。连梁计算包括正截面抗弯力计算和斜截面抗剪切力计算。对于连梁的非抗震设计、跨高比小于2.5的抗震设计、跨高比大于2.5的抗震设计，墙肢切面的受剪力和配筋设置，高规中有不同的要求且给出了计算公式。

连梁配筋要尽量采用截面对称配筋，以承载水平方向的剪力，防止剪力墙斜向损坏导致耗能力下降。在对连梁结构进行计算时，要相应程度的折减连梁的刚度，避免出现连梁裂缝的情况。在确保其功能的情况下，连梁的纵筋应该尽可能的小，保证在连梁在地震时起到耗散能量的作用。连梁的主筋和侧筋的直径、高度相同时，尽量做到“能通则通”；当墙肢厚度超过700mm，侧筋的直径宜大于10mm，箍筋率应大于0.003.三、剪力墙结构优化设计分析

1、剪力墙结构设计的经济分析

剪力墙结构的坑侧刚度大，结构周期小，地震响应大；剪力墙结构墙体越多，建筑物的重量越大，地震反应也大，会造成浪费；另外，剪力墙结构墙体多为构造配筋，如果配筋太低，则结构延性差。刚度较大的结构一般震害较轻，但是，一般情况下，建筑物的刚度越大，工程费用越高。因此，剪力墙结构应满足规范中的关于结构水平位移和地震力的要求，但如果要做到安全适用，经济合理，就必须在实际工作中有所判断，将结构水平位移和地震力控制在合理范围内，然后检查结构的内力和配筋。

2、优化结构设计，降低工程造价

(1)优化结构设计，使结构受力均衡，技术应用得当，整体安全可靠度一致，任一结构都能同时发挥其最大作用，这样设计出的结构才能达到既经济，又合理的目的。

从结构设计整体布局来看，在水平荷载作用下，剪力墙的暗柱配筋往往是构造配筋，暗柱断面的确定与剪力墙的布置有密切的关系，而构造配筋与暗柱断面又有着一一对应关系。由于剪力墙布置的差异，一片剪力墙两端暗柱的断面可能差6倍～10倍。配筋也相应差6倍～l0倍。而剪力墙在不同方向的水平荷载作用下是具有对称性的。这样设计出的结构就会造成极大的浪费，因此，首先调整剪力墙的布置，尽可能使之对称这样即节省了造价，又增加了结构安全性。

(2)造成结构浪费往往是由于设计人对某种结构概念理解不透而导致的。例如：某18层综合楼，由内筒外框组成结构。外框柱距7.2m，外框与内筒距离9 m设计人员将外框边梁做成l000mm×750mm，目的是增加边梁的抗剪能力，引入剪力滞后的概念，加大外框结构的刚度。实际上，该工程由于外框柱距 7.2mm，很难产生剪力滞后效应，边梁采用l000mm×750mm与采用350mm×750mm对外框的变形是相同的，不会增加结构的刚度，反而会因为增加重量，加大结构自身的负担，对结构不利。

结束语

综上所述，在市场竞争日益激烈，如何减少用钢量，降低造价，成为竞争成败的关键。在进行高层建筑剪力墙的经济性设计时，应充分考虑结构布置和剪力墙的形式、剪力墙的厚度、配筋率、结构自重及刚度等多种相互制约因素的影响。因此，要加强剪力墙优化概念设计，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。

参考文献：

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[5] 陈兰凤.浅谈房屋建筑中的剪力墙结构设计[J].科学与财富,2013,(2).