剪力墙结构设计分析论文

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［摘要］针对建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用，做了简单的论述。开展剪力墙结构设计，要坚持简单、规则的原则，控制好结构大小和性能，保证设计成果的有效性。现结合设计实践案例，总结剪力墙结构优化设计的要点，共享给行业人员。

［关键词］建筑结构设计；剪力墙结构设计；设计要点

近年来，剪力墙结构形式不断完善，使其被广泛应用于建筑实践。在建筑结构稳定性方面，发挥着重要的作用。为保证建筑结构设计的合理性，发挥建筑的性能水平，强化对剪力墙结构设计要点和质量的把控，有着重要的意义。现结合具体实践，进行全面的分析。

1剪力墙结构分类

依据是否开洞、开洞大小划分，剪力墙结构分类如下：（1）墙壁式的剪力墙结构框架。采取此形式，要在剪力墙上，开大的洞，并且对连梁线要和墙肢线刚度相差无几，促使受力墙受力发生剪切性变形，达到框架结构受力水平。（2）整体小型开口形剪力墙结构框架。此框架虽然开口较小，但是开洞面积超过整体墙面的15%，通常此类剪力墙会出现曲型变形，不过墙肢高度上没有弯点，仅弯矩位置出现变化。（3）多肢或双肢的剪力墙结构框架。此类框架中的剪力墙，多数设计了较大洞口，或以列的形式布置。

2建筑结构设计中剪力墙结构设计应用实例分析

2.1案例概述。以某住宅楼项目为例，总建筑面积为5011m2，建筑物的长度为44.2m，宽度为12.0m，高度设计为31.2m，层高为3.9m。地上部分10层，其中一层层高为4.2m，剩余各层高度为3.0m。此项目抗震设防烈度是Ⅷ度，地震加速度设定为0.2g，地震分组为第一组。建筑剪力墙抗震等级是二级，建筑物的安全等级是二级，建筑场地土类型为Ⅱ类，场地没有液化和湿陷。2.2剪力墙布置原则。在建筑结构设计中，剪力墙结构设计要坚持以下原则：（1）简单、规则。剪力墙的布置，要沿着两个方向，进行双向布置，刚度不可以相差过多，强化扭转的不利影响把控。（2）适宜性原则。剪力墙不可以过长，若长度较大，则需要开设洞口，并且分成长度相互均匀的墙段。利用弱连接，将墙段连接，并且墙长不可以超过8m。（3）在建筑外墙周圈以及楼梯等位置，布置剪力墙，要保证门窗洞口上下对齐，形成成列布置的形式，以免出现错洞墙，使得剪力墙上下传力不连续，最终出现刚度突变。（4）根据建筑内部布局形式，沿着两个轴线方向，将剪力墙布置为T型和L型以及十字型。2.3布置方案。此建筑结构设计中，剪力墙厚度的确定，底部加强区的高度，选择底部两层（即4.2+3.0）+建筑墙体总高度的10%（即31.0×10%），底部加强区域的高度选择7.2m。由于设置的是二级剪力墙，依据规范构造要求，底部加强区域的厚度选择为200mm，以上部分选择为200mm。剪力墙布置参数如下：（1）位移比。最大层间位移角X方向最大层间位移角为1/1567，Y方向为1/1005。X方向最大位置和层平均位移之比为1.02，Y方向是1.28。X方向最大层间位移和平均层位移之比为1.01，Y方向的比值为1.32。（2）周期比。剪力墙结构以扭转为主的第一自振周期参数为0.9238；以平动为主的自振周期参数为1.0059。通过内力计算数据，得知首次剪力墙布置，存在着结构平面不规则问题和质量、刚度过大情况，产生偏心问题，造成结构出现较大的扭转，要进行抗测力结构布置优化，使其可以均匀分布。通过对上述数据进行分析，了解到X方向剪力墙布置过多，而且刚度比较大，采取减少墙体数量的措施，或者缩短墙肢长度，进而削弱刚度[1]。

3建筑结构设计中剪力墙结构设计要点的总结

3.1剪力墙布置方案。在剪力墙结构设计中，布置方案的制定，要从剪力墙数量和参数等方面入手，做好综合分析。以保证建筑结构经济性为前提，其底部肩梁截面的总面积占比楼层面积比的8.3%左右。考虑到住宅建筑结构特点较为明显，考虑到建筑外观和使用功能等因素的影响，在建筑结构设计中，选择不规则的平面结构，在竖向位置上，由于下部缺少大规模大空间部位，使得剪力墙以连续方式，自下而上连续分布。基于此，在进行剪力墙结构设计时，剪力墙平面的布置，通过增减左右剪力墙以及轴线上下剪力墙的尺寸参数，控制结构扭转。3.2建筑材料。在剪力墙结构设计时，要注重材料因素的把控。一般来说，建筑混凝土结构，多使用性能水平较高的混凝土和钢筋，不过出于安全性角度分析，在设计时，选择高强度混凝土，实现对建筑柱截面面积的把控；利用高强度钢筋，来减少配筋量。比如，混凝土的设计，因其强度的变化，对建筑结构自重以及原材料使用率等，有着直接的关系。若使用的混凝土材料，其强度比较低，极易降低建筑有效面积，影响着建筑整体性能。按照我国建筑相关规范，高层建筑结构中，主要承重的构件，其使用的混凝土材料，强度不可以低于C20，最大不可以超过C60。钢筋设计中，要选择抗压强度较高，并且具有不错可焊性的材料。在施工作业中，坚持承载力相等的基本原则，配置钢筋材料，保证结构的性能水平。3.3荷载计算。剪力墙结构设计质量的把控，要考虑到荷载因素的影响。建筑除了受到自重荷载因素的影响，还可能受到屋面荷载以及风荷载等的影响，使得建筑结构整体质量受到不同程度的影响。在具体设计的过程中，要从以下方面加以把控：（1）风荷载。风荷载对建筑整体性能的影响较为突出，在设计过程中必须要做好严格的把控。（2）楼面荷载计算。依据建筑方案，进行计算参数的分析以及处理，获得楼面荷载，为施工图纸的设计提供数据信息依据。

4结束语

综上所述，在建筑结构设计中，剪力墙结构设计的应用，能够获得高质量的结构。为保证剪力墙结构设计的质量，在具体实践的过程中，要做好剪力墙布置方案、建筑材料、荷载计算等要点的把控。通过采取优化措施，提升设计方案的质量。

参考文献

[1]雷闪.高层建筑剪力墙结构设计分析[J].建材发展导向：下，2016，14（7）.

作者:韩育元 单位:北京筑励国际工程技术有限公司