高层民用建筑剪力墙结构设计体会.docx

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1、高层民用建筑剪力墙结构设计体会摘要：近年来随着我国社会经济的快速发展以及城市化建设的不 断加快，建筑行业取得了快速发展，各种民用建筑工程如雨后春笋般 涌起，其中建筑物工程最大的特点是层数越来越高，且成为现代化城 市建设的必然趋势。从某种意义上而言，高层建筑代表了一个地区的 现代化发展程度，是城市现代化的重要标志，因此高层民用建筑设计 的安全性和经济性对于城市的进一步发展具有极其重要的现实意义。 高层民用建筑工程中最主要的结构形式之一就是剪力墙结构设计，然 而在实际的施工过程中，常常会出现实际施工与理论设计存在冲突的 问题，因此剪力墙结构设计具有较高的研究价值。本文主要结合某实 际高层民用建筑工

2、程，介绍总结了剪力墙结构布置的几点技巧以及剪 力墙结构设计要点。关键词：高层；民用建筑；剪力墙结构；设计体会中图分类号：TU文献标识码：A文章编号：1009-914x (2014) 32-01-01目前，在城市化进程不断推进的背景形势下，城市人口越来越密 集，导致人口与土地面积的矛盾越来越突出，高层建筑是解决这一问 题的重要措施，也是促进城市现代化建设的重要措施。剪力墙结构是 高层建筑施工设计的重要组织形式之一，剪力墙结构最大的应用价值 体现在剪力墙结构的受力特点，一方面剪力墙具有较强的刚度，可以 较好的满足等级强度较小地震的抗震结构，另一方面，高层结构的位 移限值可以使其在地震作用下的变形程

3、度较小，因此可以设计延性抗 震墙来尽可能降低地震的破坏程度，尤其是针对等级较高的大震抗震 结构设计，可以通过剪力墙强肢底部以及连梁之间塑性范围内的塑性 变形来快速耗散地震产生的能量，减轻地震的破坏程度。1 .某高层民用建筑项目概况本项目主要为一高层住宅办公楼，地上为30层的公寓住宅，而 地下结构是两层地下车库，建筑总高为95. 8m,建筑高度比为2. 7, 建筑长宽比为3. 6。结构选型：本高层建筑工程经过多次论证采用全 现浇钢筋混凝土剪力墙结构，建筑物的竖向荷载和横向荷载均由剪力 墙结构直接承受。剪力墙结构全部由钢筋混凝土构件构成，因此本身 的抗侧刚度较强，对于水平侧向力具有较大的抵抗力。剪

4、力墙结构在 水平荷载的作用下，结构最主要会发生弯曲型变形。2 .高层建筑剪力墙结构特点高层建筑结构受力具有水平荷载、轴向变形、侧移控制以及结构 延性几大特点，剪力墙结构具有良好的抗水平荷载的作用，具有侧移 小、抗侧刚度大、结构自重大、墙面较平整，能够较好的吸收、消散 地震能量等特点。通常情况下，高层建筑剪力墙结构的墙肢截面厚度 和高度比例较大，抗剪刚度在水平荷载的作用下，耗能较小，因此在 20层以上的高层建筑的剪力墙结构设计中，可以根据全截面抗弯来 计算剪力墙截面弯曲破坏的最大极限承载力，因此设计的剪力墙的洞 口较小有利于提高剪力墙的整体性能。同时高层建筑室内的整体框架 会在剪力墙结构设计作用

5、下更容易布置，不会出现露柱和露梁的现象, 使室内整体的框架更加简洁，外形美观。但是值得注意的是，由于剪 力墙结构完全属于混凝土构件，会增加整个建筑物的总重量，一旦发 生地震，会引起较大的地震反应；且剪力墙结构具有较大的抗侧刚度， 地震反应也会加大，会增加基础费用和上部结构。因此在高层建筑结 构设计过程中应注意掌握剪力墙结构的特点，注意把握设计技巧。3 .高层民用建筑剪力墙结构设计技巧剪力墙结构布置的合理性对剪力墙结构计算结果的准确性以及 规范性有直接的影响，也是决定整个高层建筑结构是否为最优结构的 关键，因此在进行高层建筑剪力墙结构设计时应注意结构布置的技巧 运用。笔者主要总结了以下几点心得体

6、会：3. 1.1剪力墙结构布置方向。通常情况下，高层民用建筑剪力墙 结构布置方向应沿着主轴展开设计；若建筑平面为“T”形、“L”型 或者巨型设计应用沿两个轴线方向进行设计；应尽量避免出现剪力墙 设计只有单向的情况，其次应采用拉通对直的方法来设置内外剪力墙 结构。3. 1.2合理设计剪力墙的数目。剪力墙的设计为了防止结构出现 较大的扭转、变形，要求整体结构的刚度中心和质量中心保持重合， 因此在剪力墙布置过程中，并不是说布置的数量越多，结构的稳定性 和刚度越强，应该充分把握剪力墙布置的间距，若间距过少的剪力墙 布置结构会增加整体结构的侧向刚度，并不符合经济性的设计原则； 科学、合理的剪力墙布置间距

7、可以时剪力墙抗侧力结构构件发挥最大 限度作用，也有利于扩增剪力墙结构的合理利用空间。3. 1.3洞口的处理。剪力墙结构设计中无可避免的会存在洞口， 而这些洞口的数量、位置分布以及大小等情况都会对高层建筑剪力墙 的结构受力产生较大的影响，因此在实际的剪力墙结构布置过程中, 应注意保证剪力墙上门窗洞口和下门窗洞口在垂直方向上保持一致。 同时应明确剪力墙强肢底部以及连梁的具体位置，应保证两者在刚度 上保持在相近水平，且一般剪力墙连梁的刚度较差，因此连梁上最好 不要承接楼面的主梁支撑。其次应注意控制剪力墙的数量，切记不要 出现在同一个十字交叉剪力墙体上集中3个以上洞口。4. 1.4实际工程剪力墙结构布

8、局分析。就本高程建筑项目工程来 分析，建筑物主要用于住宅公寓，根据高层建筑混凝土结构技术规 程，建筑场地类别为2类，剪力墙的设计地震分组为1组，抗震设 防烈度为8度，地震基本设计加速度为0. 2g,地面粗糙程度为A类， 每隔50会遭遇一次风压，其基本风压设计为0. 65KN/m2o本高层建 筑工程设计的合理生命周期为50年，主楼地基基础设计等级为甲等, 建筑结构抗震等级为2级，建筑结构设计的安全等级为2级。经过相 关工作人员反复的试算和反复分析，本建筑工程体型有利于底部公共 建筑设施设计，也有利于住宅平面布置，因此主要选用的是短肢剪力 墙结构进行布置。5. 剪力墙结构设计的几大要点剪力墙结构具

9、有整体性良好、刚度大以及较强的抗侧力等优势, 若剪力墙结构设计不合理不仅会影响整体结构的安全性，也会大大增加结构施工成本。因此在实际的剪力墙设计过程中，应注意以下几个方面：5.1 确定剪力墙厚度。剪力墙墙肢截面的结构设计应遵循规则、 简单的原则，且应保证剪力墙均匀的竖向刚度，在剪力墙抗震结构设 计时，根据高规的相关设计标准，I级、H级抗震等级的剪力 墙设计的底部加强部位以及截面厚度的长度应200mm,同时应大于剪 力墙无支长度或者整个建筑层的高度的1/6,而对于其他部位设计长 度应160mni,同时应大于剪力墙无支长度或者整个建筑层的高度的 l/20oHI级、IV级抗震等级剪力墙设计的的底部加

10、强部位以及截 面厚度的长度应160nnn,同时应大于剪力墙无支长度或者整个建筑层 的高度的1/20,而对于其他部位设计长度应180mni,同时应大于剪 力墙无支长度或者整个建筑层的高度的1/25。因此I级、II级和IH 级抗震等级的剪力墙底部加强部位应避免采用错洞墙，而n级和in 级抗震等级的剪力墙结构设计尽量不要应用叠合错洞墙。4. 2剪力墙墙体的配筋。通常情况下，剪力墙的竖向钢筋应放置 在内侧，主要用于加强墙体的抗弯能力，配筋间距应小于300mll1,且 竖向配筋最好应小于横向配筋；水平钢筋应放置在外侧，主要是为加 强剪力墙的抗温度应力和抗脆性剪切破坏，若剪力墙墙体面积较大时 应适当加大配

11、筋，特别是对于刚度较弱的位置应加强，像温度变化较 敏感以及桥梁等处。竖向配筋和水平配筋的配筋应达到高规要求 规范或者计算建议中最小的配筋率，剪力墙底部加强部分的配筋率应 规定的0.3%,而墙体的配筋率应规定的0.25%。4. 3剪力墙结构计算分析。剪力墙结构计算主要是验算剪力墙斜 截面受剪力以及剪力墙的正截面承载力，在进行具体验算时，应全面 分析整体的剪力墙结构，结合剪力墙在竖向受力和水平方向受力的荷 载进行计算。对于一些跨高比较大的框架一一剪力墙结构设计中，与 柱墙相接梁以及部分连梁的重力作用效应会明显高于水平地震作用 效应以及水平风向作用效应，因此应考虑折减梁刚度来控制梁裂纹在 正常使用过

12、程中的产生。其次高层建筑楼层的侧向刚度应大于其相邻 点层的侧向刚度平均值的80%或者其相邻上部楼层侧向刚度的70%o 总结剪力墙结构计算分析时应注意构造配筋应作为剪力墙、柱的基础; 剪力墙和柱的轴力设计值应为压力。综上所述，合理的高层建筑剪力墙结构设计应遵循安全、合理、 经济的基本原则，合理的剪力墙结构设计是确保高层民用建筑结构经 济性和安全性的重要保障，各大剪力墙结构设计人员应以降低施工成 本，缩短施工工期，确保建筑结构的安全性，充分发挥剪力墙结构的 作用，提高其使用空间为终极目标。参考文献：1胡昌哲.剪力墙结构设计的几个问题J.黑龙江科技信息， 2010 (9)： 5-6.2李新杰.浅谈剪力墙结构设计J.中国科技博览，2011(19)： 19-21.3王晓莉.高层剪力墙结构设计分析J.山西建筑，2012,(01)：30-31.4GB50011 2010 ,建筑抗震设计规范.中国建筑工业出版 社.2010.