剪力墙结构下的建筑结构论文范文

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1剪力墙结构概述

根据不同的标准，建筑结构的分类也有所区别。根据不同的施工方法，建筑结构可分为混合结构、框架结构、剪力墙结构等。由于剪力墙具有较强的抗侧刚度和抗震性能，而且用钢量也比较小，因而在建筑结构设计中得以广泛应用。简单来说，剪力墙结构就是利用钢筋混凝土墙板来承受来自垂直方向和水平方向的力的结构。在设计剪力墙结构时，通常会使用钢筋混凝土墙板取代之前框架结构中的梁柱，从而提高承受荷载的能力。换言之，剪力墙结构主要指的是竖向的钢筋混凝土墙板，而横向仍然沿用钢筋混凝土的大楼板搭载在墙上，而这个结构就成为剪力墙结构

2剪力墙结构设计的基本原则

2.1剪力墙的厚度与高和宽相比，要小很多，几何特征类似于板，受力形态接近于柱，但其又与柱存在明显的区别，即其肢长和厚度的比值，当比值不超过3时，可以按照柱来计算，当比值介于3-5之间，则可作为异形柱，并按双向受压构件设计。

2.2在剪力墙结构中，墙作为平面构件，不仅需要承受来自平面作用的水平剪力和弯矩，同时还需要承受竖向压力。在这种状态下，剪力墙在水平作用下如同底部嵌固与基础悬臂梁在地震作用或风载下，因此，剪力墙不仅需要具备一定的刚度，还需要具备能够满足非弹性变形反复循环下的延性。

2.3剪力墙结构中最突出的特点就是在同一平面内刚度和承载力较大，而平面外刚度以及承载力则比较小。当剪力墙与平面外的梁相接时，会导致墙肢外平面外弯矩的发生，但一般不会对墙的平面外刚度和承载力造成影响，因此，应尽量避免开平面外搭接，如果遇到不得不搭接的情况，则应根据具体的相关规定采取合理的解决办法，以对剪力墙平面外的安全形成可靠保障。

2.4剪力墙的设计技术需要对竖向和水平作用下的结构整体进行综合分析，在求得内力后，按照偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力进行验算。一般情况下，在计算剪力墙承载力时，对带翼墙的计算宽度应当根据实际情况取最小值。

3剪力墙的特点分类

近几年来，剪力墙广泛应用于建筑结构设计当中，主要是由于其具有多方面的优势，具体来说包括了抗侧刚度大，侧移小；结果后自重大，抗震性能高；室内墙面平整。但同时也有其弊端，如施工复杂、造价较高。在具体的施工当中，剪力墙的开洞与否以及开洞尺寸的大小，可以具体分为以下几种情况：

3.1整体小开口剪力墙：开洞面积不小于15%，但仍属于面积较小的剪力墙，其受力特点在于弯矩图在连梁处突变。

3.2实体墙：没有开洞或者开洞面积不足15%的墙。受力特点体现在像一个整体的悬臂墙，此时弯矩图没有突变同时也不会产生反弯点。

3.3壁式框架：洞口尺寸偏大，而且连梁线与墙肢线刚度相互比较接近的墙。这种情况下，弯矩图会在楼层出发生突变，并在大部分楼层中出现反弯点。

3.4双肢或多肢剪力墙：开洞比较大或者洞口成列形状布置的墙。其受力特点与整体开口较小的墙比较相似。

4剪力墙的布置原则

4.1在进行剪力墙的设计时，需要注意的是应当沿着主轴的方向进行双向或多向布置，最好能够在不同的方向使得剪力墙相连，并最大程度防止出现对直或拉通的情况；在设计抗震功能结构时，应当尽量促使两个方向的侧向刚度相互接近，并保证剪力墙的墙肢截面尺寸符合设计规范。在高层建筑的剪力墙结构中，剪力墙应当沿主轴方向或其它方向进行双向或多向布置，尤其是对于抗震功能的设计，要尽量防止单方向有墙模式的出现，从而保证其能够发挥其应有的作用。另外，剪力墙要保证分布均匀，并且数量适宜。在剪力墙配置较少时，结构的抗侧力刚度也会随之减弱，而如果配置数量较大，墙体也难以真正发挥作用，功能得不到充分发挥，并造成抗侧力的刚度过大，震力也有所增加，最后影响自重。

4.2剪力墙的布置应遵循竖直方向上从下往上布置的顺序，从而防止刚度突变情况的发生。在高层建筑中，剪力墙的墙肢截面应当尽量简易，并保证剪力墙在竖直方向上的高度的均匀性，另外还应当在剪力墙的洞口或者门窗处形成明确的墙肢和连接梁。

4.3剪力墙在布置设计时要均匀分配不易过密，以保证整个结构具有相互适应侧向的刚度，如果侧向刚度过大，会导致墙体自身的重力过大，而且在发生地震时还会增加震力，而增加建筑倒塌的可能性，留下安全隐患。

4.4务必保证剪力墙的洞口或者门窗上下对齐，并且成列布置，另外为了保证剪力墙的承重力，不发生变形，应当避免使用叠合的错洞墙。

4.5短肢剪力墙指的是墙肢的截面长度与厚度之间的比值介于5-8之间，而在高层建筑中，则不能全部都采用短肢剪力墙的结构设计模式，而是需要将短肢剪力墙结构的最大使用高度适当的降低。

5剪力墙在建筑设计施工中的应用

5.1剪力墙平面结构布置剪力墙的平面布置首先要做到的就是保证均匀，并保证质量中心和刚度中心处在重合的状态下，减少力矩对墙体的作用力。剪力墙在施工中应当沿主轴方向布置，并保证剪力墙的抗侧力刚度保持在合理范围内，如果有必要可适当增加可利用空间，并保证适当的高度。另外，剪力墙还应当保持合理的间距，通常采用经验公式进行设计，公式为T=(0.05-0.06)n，其中n为建筑结构层数。实际剪力墙的数量应当与计算结果接近。剪力墙处理要具备较强的承重能力与刚度，还应当保证良好的延伸性和弹性，从而保证其在因外力作用产生裂缝时，剪力墙还能够不发生倒塌。

5.2剪力墙约束边缘构件处理约束边缘构件能够促使剪力墙的承载能力得以显著提高，并减少层间位移，同时提高抗震能力，而且对于墙板也能提供稳定作用。剪力墙抗震设计应当满足第一振型的抵抗力矩大于承受力矩的一半以上。约束边缘构件的确定应当以剪力墙相关轴压比为依据。一般来说，抗震等级较高的剪力墙，应当采取层数较多的约束边缘构件，并有效控制剪力墙的均匀性，以从根本上提高墙肢的承重能力。

6结束语

综上可以看出，由于具有较强的抗震性能与抗侧刚度，而在建筑结构设计中得以广泛应用。同时，也正是由于其具备这些功能，因而施工工艺也比较复杂，需要设计人员和施工人员在进行结构设计与施工时，综合考虑各方面的因素，以保证剪力墙能够真正发挥其应有的作用，从而对建筑物的功能和安全形成可靠保障。

作者：李绪良单位：天津市城市规划设计研究院