剪力墻結構設計分析論文

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［摘要］針對建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用，做了簡單的論述。開展剪力墻結構設計，要堅持簡單、規則的原則，控制好結構大小和性能，保證設計成果的有效性。現結合設計實踐案例，總結剪力墻結構優化設計的要點，共享給行業人員。

［關鍵詞］建筑結構設計；剪力墻結構設計；設計要點

近年來，剪力墻結構形式不斷完善，使其被廣泛應用于建筑實踐。在建筑結構穩定性方面，發揮著重要的作用。為保證建筑結構設計的合理性，發揮建筑的性能水平，強化對剪力墻結構設計要點和質量的把控，有著重要的意義。現結合具體實踐，進行全面的分析。

1剪力墻結構分類

依據是否開洞、開洞大小劃分，剪力墻結構分類如下：（1）墻壁式的剪力墻結構框架。采取此形式，要在剪力墻上，開大的洞，并且對連梁線要和墻肢線剛度相差無幾，促使受力墻受力發生剪切性變形，達到框架結構受力水平。（2）整體小型開口形剪力墻結構框架。此框架雖然開口較小，但是開洞面積超過整體墻面的15%，通常此類剪力墻會出現曲型變形，不過墻肢高度上沒有彎點，僅彎矩位置出現變化。（3）多肢或雙肢的剪力墻結構框架。此類框架中的剪力墻，多數設計了較大洞口，或以列的形式布置。

2建筑結構設計中剪力墻結構設計應用實例分析

2.1案例概述。以某住宅樓項目為例，總建筑面積為5011m2，建筑物的長度為44.2m，寬度為12.0m，高度設計為31.2m，層高為3.9m。地上部分10層，其中一層層高為4.2m，剩余各層高度為3.0m。此項目抗震設防烈度是Ⅷ度，地震加速度設定為0.2g，地震分組為第一組。建筑剪力墻抗震等級是二級，建筑物的安全等級是二級，建筑場地土類型為Ⅱ類，場地沒有液化和濕陷。2.2剪力墻布置原則。在建筑結構設計中，剪力墻結構設計要堅持以下原則：（1）簡單、規則。剪力墻的布置，要沿著兩個方向，進行雙向布置，剛度不可以相差過多，強化扭轉的不利影響把控。（2）適宜性原則。剪力墻不可以過長，若長度較大，則需要開設洞口，并且分成長度相互均勻的墻段。利用弱連接，將墻段連接，并且墻長不可以超過8m。（3）在建筑外墻周圈以及樓梯等位置，布置剪力墻，要保證門窗洞口上下對齊，形成成列布置的形式，以免出現錯洞墻，使得剪力墻上下傳力不連續，最終出現剛度突變。（4）根據建筑內部布局形式，沿著兩個軸線方向，將剪力墻布置為T型和L型以及十字型。2.3布置方案。此建筑結構設計中，剪力墻厚度的確定，底部加強區的高度，選擇底部兩層（即4.2+3.0）+建筑墻體總高度的10%（即31.0×10%），底部加強區域的高度選擇7.2m。由于設置的是二級剪力墻，依據規范構造要求，底部加強區域的厚度選擇為200mm，以上部分選擇為200mm。剪力墻布置參數如下：（1）位移比。最大層間位移角X方向最大層間位移角為1/1567，Y方向為1/1005。X方向最大位置和層平均位移之比為1.02，Y方向是1.28。X方向最大層間位移和平均層位移之比為1.01，Y方向的比值為1.32。（2）周期比。剪力墻結構以扭轉為主的第一自振周期參數為0.9238；以平動為主的自振周期參數為1.0059。通過內力計算數據，得知首次剪力墻布置，存在著結構平面不規則問題和質量、剛度過大情況，產生偏心問題，造成結構出現較大的扭轉，要進行抗測力結構布置優化，使其可以均勻分布。通過對上述數據進行分析，了解到X方向剪力墻布置過多，而且剛度比較大，采取減少墻體數量的措施，或者縮短墻肢長度，進而削弱剛度[1]。

3建筑結構設計中剪力墻結構設計要點的總結

3.1剪力墻布置方案。在剪力墻結構設計中，布置方案的制定，要從剪力墻數量和參數等方面入手，做好綜合分析。以保證建筑結構經濟性為前提，其底部肩梁截面的總面積占比樓層面積比的8.3%左右。考慮到住宅建筑結構特點較為明顯，考慮到建筑外觀和使用功能等因素的影響，在建筑結構設計中，選擇不規則的平面結構，在豎向位置上，由于下部缺少大規模大空間部位，使得剪力墻以連續方式，自下而上連續分布。基于此，在進行剪力墻結構設計時，剪力墻平面的布置，通過增減左右剪力墻以及軸線上下剪力墻的尺寸參數，控制結構扭轉。3.2建筑材料。在剪力墻結構設計時，要注重材料因素的把控。一般來說，建筑混凝土結構，多使用性能水平較高的混凝土和鋼筋，不過出于安全性角度分析，在設計時，選擇高強度混凝土，實現對建筑柱截面面積的把控；利用高強度鋼筋，來減少配筋量。比如，混凝土的設計，因其強度的變化，對建筑結構自重以及原材料使用率等，有著直接的關系。若使用的混凝土材料，其強度比較低，極易降低建筑有效面積，影響著建筑整體性能。按照我國建筑相關規范，高層建筑結構中，主要承重的構件，其使用的混凝土材料，強度不可以低于C20，最大不可以超過C60。鋼筋設計中，要選擇抗壓強度較高，并且具有不錯可焊性的材料。在施工作業中，堅持承載力相等的基本原則，配置鋼筋材料，保證結構的性能水平。3.3荷載計算。剪力墻結構設計質量的把控，要考慮到荷載因素的影響。建筑除了受到自重荷載因素的影響，還可能受到屋面荷載以及風荷載等的影響，使得建筑結構整體質量受到不同程度的影響。在具體設計的過程中，要從以下方面加以把控：（1）風荷載。風荷載對建筑整體性能的影響較為突出，在設計過程中必須要做好嚴格的把控。（2）樓面荷載計算。依據建筑方案，進行計算參數的分析以及處理，獲得樓面荷載，為施工圖紙的設計提供數據信息依據。

4結束語

綜上所述，在建筑結構設計中，剪力墻結構設計的應用，能夠獲得高質量的結構。為保證剪力墻結構設計的質量，在具體實踐的過程中，要做好剪力墻布置方案、建筑材料、荷載計算等要點的把控。通過采取優化措施，提升設計方案的質量。

參考文獻

[1]雷閃.高層建筑剪力墻結構設計分析[J].建材發展導向：下，2016，14（7）.

作者:韓育元 單位:北京筑勵國際工程技術有限公司