短肢剪力墻范文10篇

近十幾年來，隨著人們對住宅，特別是多層、小高層住宅平面與空間設計的要求越來越高，普通框架結構的露梁露柱，普通剪力墻結構對建筑空間的嚴格限定與分隔已不能滿足人們對住宅平面與空間的要求，于是在原有框架結構的基礎上，吸收了剪力墻的優點，逐步發展形成了能適應人們新的住宅觀念的多層和小高層住宅結構形式，即異形柱框架結構體系和短肢剪力墻結構體系。在高層住宅的設計中，短肢剪力墻結構是應用比較多的一種結構形式，與異形柱框架結構相比，它的抗側向變形性能好，可適應更高的建筑高度，對于7度和8度抗震設防時，分別可達100m和60m【lJ。同時，與剪墻結構設計的有關問題。對于小高層住宅的結構選型、短肢剪力墻結構設計過程中結構布置、剪力墻數量、截面選擇等問題進行了探討；同時采用SATWE程序對結構進行了分析，并對計算結果作出比較。

1短肢剪力墻的力學性能

1．1短肢剪力墻的定義

短肢剪力墻是聯肢剪力墻的一種，《高層建筑混凝土結構技術規程》(JBJ3．2002)對短肢剪力墻的定義是：短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻；即短肢剪力墻應滿足5≤／h^≤8(1)力墻結構相比，短肢剪力墻結構比較經濟、且結構為墻肢截面高度，％為墻肢截面厚度。塑量墾適：奎全二三堡壅，討論了短肢剪力以上僅從構件的幾何尺寸來限定短肢剪力墻是不嚴格的，因為滿足以上條件的各種結構形式，其力學性能差異較大，因而造成短肢剪力墻結構設計的混亂L2J。本文從經濟和安全的角度出發，根據短肢剪力墻的力學特性，引入肢強系數‘和整體性系數c【對短肢剪力墻進行限定【4J。(1)短肢剪力墻應滿足k[]≤《；，≤[](2)其中，k為系數，0<k<l，經對結構的分析，一般取k=-0．9，II為大多數樓層不出現反彎點時的肢強系數。肢強系數的表達式為=(3)。J，為所有墻肢截面對組合截面形心的二次面積矩之和；，-一組合截面的慣性矩；(2)、短肢剪力墻應滿足<10，的表達式為㈩其中，為肢距系數；D為連梁的剛度系數，為各墻肢的總剛度。當剪力墻的墻肢截面形式確定后，值的大小反映了剪力墻矩形洞口寬度的大小，小，洞口的寬度小，大，洞口的寬度大；當墻肢的截面形狀和大小確定的情況下，的大小反映了剪力墻矩形洞口的高度，a大，洞口高度小，小，洞151高度大。

1．2整體性系數a對短肢剪力墻的影響

1．2．1整體性系數對側移曲線的影響

短肢剪力墻過多的剪力墻結構能夠給住宅建筑內部的分布帶來很大的方便,其能夠有效防止框架結構露梁露柱的缺陷,能夠滿足更多用戶對平面有效分割的需要。并且,在經過運用輕質填充墻后能夠大幅度降低結構本身的重量,從而減弱結構的側向剛度,使得結構的自振周期不斷增大,間接地增強了結構承受震動的能力。但受到新型結構抗震性的影響,其在地震較多的地區沒有得到太多的運用,為確保萬無一失,在運用短肢剪力墻結構抗震設計過程中,對其運用范圍加以限制,更應該完善相應的抗震方法。

1、工程實例

某地區的住宅小區具體情況為:多層住宅樓(4層～7層)12棟、公共建筑1棟,共計13棟樓,總建筑面積約4.7萬m2。考慮到開發商建筑結構的要求,排除一些公共建筑,其它多層住宅設計主要使用了短肢剪力墻結構形式。對建筑結構進行布置時,應當充分考慮到建筑平面情況及其運用功能,把橫向一般剪力墻設置在房屋端部,這樣可以對結構的扭轉效應及橫向側加以控制;把縱向一般剪力墻設置在房屋中部,對結構的縱向側移加以控制。從而形成短肢剪力墻、一般剪力墻、剪力墻筒體三者同時抵抗水平力的剪力墻結構。通過最后的試驗檢測,縱橫兩方向短肢墻第一振型底部地震傾覆力矩百分比都在50%以下,與建筑標準相符合。

2、短肢剪力墻的定義

在人們對住宅環境要求不斷提高的過程中,對于多層住宅平面與空間的要求也更為嚴格。早期常規框架結構的露柱露梁、剪力墻結構會給建筑空間帶來不利影響,限制了其內部空間結構大小,這顯然滿足不了用戶當前的實際需要。因而,在設計者和建筑者們長期的研究探索中,其把剪力墻當成基礎,對框架的優勢不斷積累改進后創建了全新的結構模式,即“短肢剪力墻一簡體（或一般剪力墻）”結構體系。

2.1短肢剪力墻高厚比的標準

摘要：對異形柱與短肢剪力墻結構設計中的一些問題，如計算方法、異形柱受力性能及其軸壓比控制、短肢剪力墻結構中轉換層的設置高度及框支柱等進行探討，提出建議，供結構設計人員參考。

關鍵詞：異形柱短肢剪力墻結構設計

現代住宅建筑要求大開間，平面及房間布置靈活、方便，室內不出現柱楞、不露梁等。異形柱與短肢剪力墻結構能較好地滿足現代住宅建筑的要求，因而逐漸得到了推廣應用。目前，現行國家規范或規程中尚未給出有關異形柱與短肢剪力墻結構設計的條款，因此，結構設計人員在設計中常會遇到一些規范或規程尚未論及的問題，需要設計人員積累經驗，利用正確的概念進行設計。

本文旨在對異形柱與短肢剪力墻結構設計中的一些問題進行探討，提出個人看法，供結構設計人員參考

1異形柱結構型式及其計算

異形柱結構型式有異形柱框架結構、異形柱框架—剪力墻結構和異形柱框架—核心筒結構。

1工程概況

湖南株洲某住宅小區由多棟多層和9～15層小高層住宅組成,框剪結構,總建筑面積為120000m2。以地上9層小高層為例,標準1層結構單元見圖1,層高3m;9層上有個躍層為第10層,局部突出屋面部分為電梯機房。建筑總面積為4337.18m2,建筑總高為27.600m。本工程建筑結構的安全等級為二級,抗震設防類別為丙類,按6度設防,地面粗糙度為C類,場地土類別為Ⅱ類。

2結構方案布置分析與選擇

原結構方案采用一般的剪力墻結構,這種結構形式對于房屋高度不太大的小高層建筑來說,這種結構會造成剛度過大,重量增加,導致地震反應過強,使得上部結構和基礎造價提高。所以,為了有效提高經濟指標,經多方案論證,決定采用短肢剪力墻結構體系。

短肢剪力墻結構是指墻肢截面高度為厚度5～8倍的剪力墻結構,和一般剪力墻相比,這種結構型式的優點在于:

1)墻肢較短,布置靈活,可調整性大,容易滿足建筑平面的要求。

1結構設計要點

1．1剪力墻結構設計

1．1．1剪力墻布置剪力墻結構是高層建筑中常用的結構形式之一，剪力墻在其自身平面內的剛度都很大，在水平荷載作用下側移較小，結構抗震及抗風性能都較強，承載力要求也較容易滿足。剪力墻按所開洞口的大小，可分為整體墻、小開口墻、聯肢墻、壁式框架等幾種形式：按墻肢總高度與厚度之比的大小可將單片剪力墻分為高墻(H／bw>2)、中高墻(1≤H／bw≤2)和矮墻(H／bw<1)等三種；剪力墻按高厚比可分為一般剪力墻和短肢剪力墻，一般剪力墻指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻；短肢剪力墻指截面厚度不圖1高層住宅小區效果圖大于300mm、各肢截面高度與厚度之比為48的剪力墻；墻肢截面高度與厚度之比小于4時，應按柱設計。

1．1．2剪力墻計算剪力墻應進行平面內的斜截面受剪、偏心受壓或偏心受拉、平面外軸心受壓承載力計算。在集中荷載作用下，墻內無暗柱時還應進行局部受壓承載力計算。規范明確規定，抗震設計的雙肢剪力墻中，墻肢不宜出現小偏心受拉；當任一墻肢大偏心受拉時，另一墻肢的彎矩設計值及剪力設計值應乘以增大系數1．25。這主要是因為如果雙肢剪力墻中一個墻肢出現小偏心受拉，該墻肢可能會出現水平通縫而失去抗剪能力，由荷載產生的剪力將全部轉移到另一個墻肢而導致其抗剪承載力不足。當墻肢出現大偏心受拉時，墻肢易出現裂縫，使其剛度降低，剪力將在墻肢中重分配，此時可將另一墻肢按彈性計算的剪力設計值增大(乘以1．25系數)，以提高其抗剪承載力。剪力墻結構計算軟件很多，可采用三維桿一系薄壁柱空間分析方法或空間桿一墻組元分方法，其中空間桿墻組元分析方法計算模型更符合實際情況，但對墻肢較長的短肢剪力墻，應采用空間桿一墻組元程序進行校核。在軟件輸入過程中，剪力墻輸入主要有兩種方式，一是按墻肢輸入，墻肢之間設鋼筋混凝土梁；另一種是直接輸入整片墻，然后在墻體開洞。同～結構按兩種方式輸入，計算結果有一定的差別，這主要與軟件的計算簡化模型有關。

1．1．3剪力墻連梁設計在剪力墻結構中，梁主要有框架梁(跨高比大于5)和連梁(跨高比小于

5)兩種，框架梁應按框架結構的框架梁設計，對于連梁，豎向荷載下的彎矩所占比例較小，水平荷載作用下產生的反彎使它對剪切變形十分敏感，容易出現剪切裂縫。對連梁超筋有兩種處理方式，～種是將連梁剛度折減或將連梁彎矩及剪力進行塑性調幅，以降低其剪力設計值。當部分連梁降低彎矩設計值后，其余部位連梁和墻肢的彎矩設計值應相應提高；另一種是減小梁截面，這種方式往往受實際情況限制。剪力墻結構中的連梁是一個耗能構件，而在短肢剪力墻結構中，墻肢剛度相對減小，連接各墻肢間的梁已類似普通框架梁，而不同于一般剪力墻間的連梁，不宜在計算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調，使其設計內力降低，而應按普通框架梁要求，控制混凝土壓區高度，其梁端負彎矩鋼筋可由塑性調幅70％~80％來解決，按強剪弱彎，強柱弱梁的延性要求進行計算。這一點應引起設計者注意。

1．總體指標控制計算判斷結構抗震是否可行的主要依據是在風荷載和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，結構的振型曲線，自振周期以及風荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理范圍中。總體指標對建筑物的總體判別十分有用。譬如說若剛度太大，周期太短，導致地震效應增大，造成不必要的材料浪費；但剛度太小，結構變形太大，影響建筑物的使用。合理的剛度是多少，筆者建議對于小高層住宅μ/H取1/2500~1/3500，剛重比在10~15之間是比較合理的。周期約為層數的0.06~0.08倍之間。另外，對結構布置扭轉的控制：在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍。當然，筆者建議對于頂層構件可不考慮在內，否則很難滿足上述指標。

2．基礎設計目前的短肢剪力墻體系小高層由于考慮埋置深度的要求，一般均設置地下室。基礎則采用樁筏基礎。如何對樁進行合理選型，將對整個地下室設計的經濟性產生重要影響。例如某一工程，上部十八層帶一地下室，根據勘察報告，采用400預應力管樁，可選樁長有樁長25m，單樁承載力特征值Ra=900KN，樁長34m，單樁承載力特征值Ra=1300KN。采用25m樁需要290根，采用34m樁需要200根。從樁本身比較兩種方案，總的樁延米數量相當，但采用25m樁為滿樘布置，筏板厚需1200mm，而采用34m樁為墻下布置，筏板可減至900mm，經濟性明顯。因此，筆者認為基礎選型應作方案比較，才能選定經濟合理的方案。而對于筏板厚度的取值，則應考慮樁沖切，角樁沖切，墻沖切及板配筋等多方面的因素。另外，筏板長度的設置也須我們研究探討，由于考慮地下室的使用合理性，常規我們采用設置后澆帶來解決底板超長引起的收縮及溫度裂縫，后澆帶的作用是明顯的，但也給施工帶來了不少麻煩，甚至由于處理不當而引起后澆帶漏水及裂縫。而有些高層，長寬均達100m以上，中間就設置幾條后澆帶，也沒有其他措施，筆者認為是不妥當的。

3．剪力墻設計

3.1布置。剪力墻布置必須均勻合理，使整個建筑物的質心和剛心趨于重合，且X，Y兩向的剛重比接近。在結構布置應避免一字形剪力墻，若出現則應布置成長墻（h/w>8）；應避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上,若無法避免，則剪力墻相應部位應設置暗柱,當梁高大于墻厚的2.5倍時，應計算暗柱配筋，轉角處墻肢應盡可能長，因轉角處應力容易集中，有條件兩個方向均應布置成長墻；規范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍以下為短墻，大于8倍則為普通墻，這就引起高厚比為7.9倍及8.1倍的兩種墻的受力特性截然不同，而配筋亦大相徑庭，這顯得比較機械而不合理，因此筆者建議布置長墻時高厚比能大于9。

3.2配筋及構造。對于小高層住宅來說,剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制剪力墻配筋對于結構安全及工程的經濟性具有十分重要的作用。

3.2.1剪力墻墻體配筋（以200厚墻體為例）一般要求水平鋼筋放在外側,豎向鋼筋放在內側。配筋滿足計算及規范建議的最小配筋率即可。筆者建議加強區10@200，非加強區8@200雙層雙向即可，雙排鋼筋之間采用6@600×600拉筋。但地下部分墻體配筋則另當別論。因為地下部分墻體配筋大多由水壓力，土壓力產生的側壓力控制，而由于簡化計算經常由豎向筋控制，此種情況下為增大計算墻體有效高度，可將地下部分墻體的水平筋放在內側，豎向鋼筋放在外側。地下部分墻體鋼筋保護層按《地下工程防水技術規范》第4.1.6條規定：迎水面保護層應大于50mm，且在保護層內按《混凝土結構設計規范》第9.2.4條規定增設雙向鋼筋網片。在這種情況下，很多設計人員在進行外墻裂縫驗算時有效截面高度仍按保護層50mm計算，筆者認為是不妥當的。當采取了雙向鋼筋網片后，計算保護層厚度至少可按30mm來取值，這對節省墻體配筋效果相當明顯。

1．總體指標控制計算判斷結構抗震是否可行的主要依據是在風荷載和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，結構的振型曲線，自振周期以及風荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理范圍中。總體指標對建筑物的總體判別十分有用。譬如說若剛度太大，周期太短，導致地震效應增大，造成不必要的材料浪費；但剛度太小，結構變形太大，影響建筑物的使用。合理的剛度是多少，筆者建議對于小高層住宅μ/H取1/2500~1/3500，剛重比在10~15之間是比較合理的。周期約為層數的0.06~0.08倍之間。另外，對結構布置扭轉的控制：在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍。當然，筆者建議對于頂層構件可不考慮在內，否則很難滿足上述指標。

2．基礎設計目前的短肢剪力墻體系小高層由于考慮埋置深度的要求，一般均設置地下室。基礎則采用樁筏基礎。如何對樁進行合理選型，將對整個地下室設計的經濟性產生重要影響。例如某一工程，上部十八層帶一地下室，根據勘察報告，采用400預應力管樁，可選樁長有樁長25m，單樁承載力特征值Ra=900KN，樁長34m，單樁承載力特征值Ra=1300KN。采用25m樁需要290根，采用34m樁需要200根。從樁本身比較兩種方案，總的樁延米數量相當，但采用25m樁為滿樘布置，筏板厚需1200mm，而采用34m樁為墻下布置，筏板可減至900mm，經濟性明顯。因此，筆者認為基礎選型應作方案比較，才能選定經濟合理的方案。而對于筏板厚度的取值，則應考慮樁沖切，角樁沖切，墻沖切及板配筋等多方面的因素。另外，筏板長度的設置也須我們研究探討，由于考慮地下室的使用合理性，常規我們采用設置后澆帶來解決底板超長引起的收縮及溫度裂縫，后澆帶的作用是明顯的，但也給施工帶來了不少麻煩，甚至由于處理不當而引起后澆帶漏水及裂縫。而有些高層，長寬均達100m以上，中間就設置幾條后澆帶，也沒有其他措施，筆者認為是不妥當的。

3．剪力墻設計

3.1布置。剪力墻布置必須均勻合理，使整個建筑物的質心和剛心趨于重合，且X，Y兩向的剛重比接近。在結構布置應避免一字形剪力墻，若出現則應布置成長墻（h/w>8）；應避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上,若無法避免，則剪力墻相應部位應設置暗柱,當梁高大于墻厚的2.5倍時，應計算暗柱配筋，轉角處墻肢應盡可能長，因轉角處應力容易集中，有條件兩個方向均應布置成長墻；規范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍以下為短墻，大于8倍則為普通墻，這就引起高厚比為7.9倍及8.1倍的兩種墻的受力特性截然不同，而配筋亦大相徑庭，這顯得比較機械而不合理，因此筆者建議布置長墻時高厚比能大于9。

3.2配筋及構造。對于小高層住宅來說,剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制剪力墻配筋對于結構安全及工程的經濟性具有十分重要的作用。

3.2.1剪力墻墻體配筋（以200厚墻體為例）一般要求水平鋼筋放在外側,豎向鋼筋放在內側。配筋滿足計算及規范建議的最小配筋率即可。筆者建議加強區10@200，非加強區8@200雙層雙向即可，雙排鋼筋之間采用6@600×600拉筋。但地下部分墻體配筋則另當別論。因為地下部分墻體配筋大多由水壓力，土壓力產生的側壓力控制，而由于簡化計算經常由豎向筋控制，此種情況下為增大計算墻體有效高度，可將地下部分墻體的水平筋放在內側，豎向鋼筋放在外側。地下部分墻體鋼筋保護層按《地下工程防水技術規范》第4.1.6條規定：迎水面保護層應大于50mm，且在保護層內按《混凝土結構設計規范》第9.2.4條規定增設雙向鋼筋網片。在這種情況下，很多設計人員在進行外墻裂縫驗算時有效截面高度仍按保護層50mm計算，筆者認為是不妥當的。當采取了雙向鋼筋網片后，計算保護層厚度至少可按30mm來取值，這對節省墻體配筋效果相當明顯。

摘要：當前，人們對建筑提出了非常高的要求，人們的生活質量也得到了非常明顯的改善，城市建設的過程中，高層建筑的數量也在不斷的增多，以往的高層建筑結構已經無法滿足人們個性化的需求，所以就必須要在建筑結構的設計上多下功夫。短肢剪力墻的出現就可以很好的解決這一問題，所以在建筑設計中得到了廣泛的應用。

關鍵詞：高層居民建筑；短肢結構墻；結構設計

最近幾年，我國的短肢結構墻設計在高層建筑中得到了十分廣泛的應用，同時它也受到了很多建筑施工人員的歡迎，這也使得短肢結構設計工作得到了非常迅速的發展，其次是短肢墻結構設計可以有效的提升結構的安全性，此外還能有效的改善室內的整體性，所以這種結構也成為了建筑設計中非常重要的一個發展方向。

一、短肢結構墻結構概述

通常，墻肢截面的高度和厚度比在5~8這一區間之內的結構墻叫做短肢結構墻，高層建筑在施工的過程中沒有使用短肢結構強的結構墻架構，在建筑中設置了比較多的短肢結構墻的時候，我們需要設計結構墻和筒體，同時還要將其設計成二者結合在一起去發揮支承作用的結構。短肢結構墻架構是必須要具備的基礎，在抗震設計工作中一定要充分的考慮到短肢結構墻可以承受的第一振型底部地傾覆力矩一定要在結構總底部地震傾覆力矩的一半。短肢結構墻結構的底限是我們在設計的過程中必須要注意到的一個問題，如果沒有設置多余的短肢墻的時候，短肢墻可以接收的是第一振型底部的地震傾覆力矩為結構總底部地震傾覆力矩的25%~40%，因此，結構能夠按照普通的結構墻形式來完成設計，底限并沒有給予特殊說明的情況下，設計者可以根據自己的經驗去設計。

二、設計短肢結構墻結構

1.剪力墻結構設計常見問題分析

1.1二十層以下高層剪力墻結構問題

通過之前的調查研究，我們發現目前許多二十層以下的高層建筑中仍然采用的是傳統方式施工：現澆剪力墻結構。由于各個墻肢軸壓比具有很小的計算值，墻體配筋方式也是采用構造配筋形式，使得原設計墻體應有的承載能力沒有真正體現出來，并且建筑工程項目使用使用此種方式施工費用也是很高的。通常遇到這樣情況的時候，一般采取現澆聯肢短肢結構來代替原有剪力墻結構。采用短肢剪力墻結構能夠將建筑結構頂點的位移、周期以及結構底部的剪力把握在可控范圍內。

1.2框支剪力墻結構在建筑結構中的問題

在建筑結構中，通常剪力墻的上部主要使用的是短肢剪力墻結構，而在建筑物底部處理上，經常利用全落地剪力墻與框架支撐剪力墻這兩項結合作為建筑物底部的結構使用，這類結構常常被利用于商業性住宅小區或者一些底商店鋪中，其中最大的一個缺點就是這種結構在遇到地震等自然災害時特別的脆弱。因為剪力墻在其上部下部之間剛度有很大的差異性，上部能承受較大的外力而保持微弱的形變，下部在同樣的震動下，其特別容易產生變形。即便有水平的作用力存在，也會對其有很大的影響。為了因對這種形變問題，通常會采用短肢剪力墻，使剪力墻的剪力系數控制在一定范圍內，保證其基本的剛度需求。

1.3二十層以上高層建筑剪力墻結構問題

第一篇：高層建筑梁式轉換層結構的設計

對于高層建筑工程來說，結構穩定性與安全性要求更為嚴格，為了實現工程結構支架，必須要設計一種能夠進行結構轉換的結構層。梁式轉換層結構為高層建筑支架轉換重要組成部分，可以在滿足基礎功能的前提下，提高工程結構的安全性。在對此結構形式進行設計時，需要從多個角度出發，做好每個細節的研究分析，選擇合適的措施進行優化，爭取不斷提高工程設計效果。

1高層建筑工程梁式轉換層結構設計特點

梁式轉換層結構傳力途徑為墻－梁－柱(墻)形式，具有傳力明確、清晰、直接特點。轉換結構主要作用是承受上部結構傳達的豎向荷載，以及懸掛下部結構多層荷載力等，這樣就導致轉換結構構件存在很大的內力，在對結構進行設計時，就需要將對豎向荷載的控制作為研究要點。對高層建筑工程梁式轉換層結構來說，基本上均具有比上部結構大于數倍的跨度，決定了結構設計時還需要做好對結構豎向撓度的控制。通常為提高轉換層結構強度與剛度，會導致結構構件截面尺寸會加大。對高層建筑工程設計轉換層結構，會沿著建筑高度方向對剛度均勻性造成影響，改變力的傳播途徑，成為豎向不規則結構，在對梁式轉換層結構進行設計時，需要結合其所具有的特點來確定設計要點，選擇措施做好每個環節的優化分析。

2高層建筑工程梁式轉換層結構設計原則

2．1減少豎向構件