时间：2023-07-20 16:31:31
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇建筑结构设计问答及分析，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】剪力墙结构；建筑结构设计；应用
近年来，随着我国经济的迅猛发展，城市化进程不断推进，建筑业发展很快，支柱地位日益凸显。与此同时，为满足不断创新的建筑功能需要，建筑设计方面的方法和方式也日新月益。传统的建筑结构形式已不能满足建筑高度所带来的水平荷载要求。剪力墙结构具有抗水平荷载能力强、抗震性能较好以及满足建筑空间要求三个特点，迅速在建筑行业普及开来。本文从剪力墙结构设计的主要特点以及剪力墙结构设计的主要原则两方面，深入探讨剪力墙结构在建筑结构设计中的应用。
1.剪力墙结构设计的主要特点
1.1什么是剪力墙结构
在我国传统的建筑行业中，建筑结构形式大多采用的是框架结构，但近年来随着社会经济的发展和人口压力的加大，高层建筑已成为一种常态，框架结构逐渐不能满足高层建筑所要求的结构能力，于是剪力墙结构应运而生。在框架结构中抗侧力体系是由钢筋混凝土梁，柱浇筑而成的框架，而剪力墙结构由钢筋混凝土的墙板代替框架成为建筑的抗侧力体系，来抵抗建筑的各种荷载。换言之，剪力墙结构的主要特点就是将建筑物以前用于承担水平和竖向荷载的框架换成钢筋混凝土的墙板。剪力墙结构与传统建筑结构形式相比，可以将混凝土墙板与分隔墙统一进行设计，既减少了二次结构的工程量，也缩短了建设周期。从而加快了工程进度，减少了工程成本和造价，减少了资金的实际投入量。因此，剪力墙结构在建筑结构的设计中发挥着举足轻重的作用。在一个建筑物当中，如果剪力墙数量过多，会引起巨大的地震作用，因此剪力墙结构中剪力墙的数量并非越多越好。而应通过设计人员的合理布局，充分发挥剪力墙结构的特点，使建筑具有合理的刚度分布和优良的抗震性能。
抗震能力是建筑物的生命，关系到建筑物的安全性能，因此为保证剪力墙结构优良的抗震性能，要合理布置剪力墙的数量和位置，宜沿主轴方向双向或多向布置，宜使每个方向的侧向刚度接近，使之具有较为合理的刚度及整体性，具有较好的抗震性能和变形能力。同时应尽量避免采用短肢剪力墙，当无法避免时，在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%，。同时应加强短肢剪力墙的抗震构造措施。
1.2剪力墙结构的种类
剪力墙结构具有很多类型，根据实际情况进行搭配使用，而分类的主要依据就是墙体洞口的有无，大小，形状和位置等，依照这个判据，剪力墙结构大致可分为四种。第一种，实体墙，实体墙分为两种，一种是开洞的实体墙，另一种是未开洞的实体墙，其中开洞的实体墙所开墙洞的实际面积不得大于整面墙体面积的百分之十五，且洞口间的间距及洞口至墙边的距离均大于洞口长边尺寸。实体墙承受荷载的能力很强，具有较强的稳定性和优良的抗震性能。弯矩不会出现异常情况，即不会有突变现象的发生。第二种，整体小开口剪力墙，主要是指墙体中开洞的面积大于整面墙全部面积的百分之十五。但洞口对剪力墙的受力影响仍较小，通常来讲，这种类型的剪力墙在水平荷载作用下，由于洞口的存在，墙肢已出现局部弯曲，截面变形仍接近于实体墙。但连梁处极有可能发生突变现象。第三种，双肢或多肢剪力墙，这种类型的剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口，可以简化为若干个单肢剪力墙通过一系列连梁联结起来组成，这种类型的剪力墙连梁对墙肢有一定的约束作用，墙肢局部弯矩较大，整个截面正应力已不再呈直线分布。同样的，这种剪力墙有时会在连梁处出现异常，发生突变现象。第四种，壁式框架剪力墙，这种剪力墙成列布置的洞口很大，且洞口较宽，墙肢宽度相对较小，连梁的刚度接近或大于墙肢的刚度。此种剪力墙的力学性能与框架结构相类似。会出现较多的异常情况，反弯现象会出现在多个楼层当中。
2.剪力墙结构设计的主要原则
2.1结合具体工程，具体问题具体分析
在前期开展的设计活动中，最为忌讳的是不根据具体工程的实际情况而盲目采用剪力墙结构。一个优秀的设计作品，首先应对施工场地进行地质勘探，了解具体的地质情况，然后结合剪力墙结构的相关国家设计标准并结合具体工程的建筑布局及水，电，暖通等其它专业的要求进行具体设计工作，合理布置混凝土抗震墙，以达到在工程中使用剪力墙结构的理想状态，在突出优势的同时有效规避缺陷。在剪力墙的设计中需要遵循相关的原则，及一些规范或技术标准方面的限制，保证剪力墙设计达到规范化、标准化、科学化、合理化。
减少建筑物自重和增强建筑物抗震能力是建筑物设计过程中两项重要的工作，两者息息相关。而具体到设计工作中就是减轻填充墙的容重及控制剪力墙的数量，这就需要设计人员根据自身经验，合理布置有效数量的剪力墙，依据其优秀的水平承载能力、抗震能力，在满足国家规范及相关标准规定的位移，刚重比，扭转效应等技术指标的前提下，合理布置剪力墙的数量和位置，用尽量少的剪力墙来获得较好的抗震性能和变形能力。从而有效节约资金，降低工程造价。
2.2抓住问题的关键，并妥善处理
一般建筑物的各楼层具有重复性，因此设计时要把握要点，这样既能提高工作效率，又能抓住关键部位并细致的处理。由于建筑物各楼层之间存在扭转变形和剪切变形，而设计的目的就是对这两种变形进行有效的处理和改善、协调。布置复杂的建筑，扭转变形和剪切变形难于调和，地震作用明显，应尽量避免。目前使用最多的控制变形的方法就是增加竖向构件的数量，但如若竖向构件的数量控制不合理的话，则会使地震作用增大，危害建筑自身安全，从而使得剪力墙无法发挥自身的优势。总之，设计师进行建筑物结构设计时，要对建筑物的变形进行有效地控制，协调建筑物各楼层之间的扭转变形和剪切变形，建筑造型尽量简洁，明快。避免不必要的内缩和外挑。而这些变形的控制也不能仅仅依靠竖向构件的数量来实现，还需寻找其它更为有效的方法。这就需要设计人员在工作过程中，不断积累经验，抓住问题的关键，充分发挥剪力墙结构自身的优势。
3.小结
前期的设计工作中，建筑设计各专业人员要充分根据剪力墙结构的特点，结合建筑物具体的情况，如使用途径、建筑布局、工期等基本情况，来对剪力墙结构进行科学的设计，以保证在整个建筑设计中能较为明显的体现出由于剪力墙的运用而带来的巨大优势。使剪力墙结构的应用可以使建筑物达到预期的社会效益和经济效益，同时应保证建筑物的安全性和稳定性。建筑设计各专墙设计使业人员在对剪力用的过程中也要注意克服其存在的相关缺陷，扬长避短。只有各专业设计人员的密切配合，互相探讨，才能在设计过程中减少失误和浪费，体现巨大的经济价值和社会价值。
参考文献
[1]齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计[J].黑龙江科技信息.2011（17）
[2]李捍文.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用，2012，4（中）. [3]《高层建筑混凝土结构技术规程》，中国建筑工业出版社
[4]朱炳寅.建筑结构设计问答及分析（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2013
关键词：结构设计；剪力墙；悬臂梁；刚度；轴压比；连梁；概念设计中图分类号：TB482.2文献标识码：A
现浇钢筋混凝土剪力墙结构适用于住宅、公寓、饭店、医院病房楼等平面墙体布置较多的建筑。由于没有梁、柱等外露与凸出，剪力墙结构便于房间内部布置，填充墙的布置大大减少，钢筋混凝土墙整体施工，有利于缩短工期。剪力墙，顾名思义，抗风墙。剪力墙可以认为长宽比很大的柱，由于剪力墙截面很长，相对受压区高度高，构件有很大的延性。所以在抗震性能和使用性能的双重要求下，剪力墙结构得到广泛使用。
剪力墙按抗震性能分类
一般剪力墙，是指各肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙结构。此类剪力墙一般只会出现大偏心受压，配筋基本上按构造配筋，破坏属于延性破坏。
短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm，各墙肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。此类剪力墙，易出现小偏心受压，配筋也易出现计算配筋，延性较低。
具有较多短肢剪力墙的剪力墙的结构，是指在规定的水平地震力作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总倾覆力矩的30%的剪力墙结构。
剪力墙的受力模型
剪力墙在水平均布荷载作用下可以简化为悬臂梁受力。以一根高度为H的悬臂梁受到均布荷载q为例，底部剪力、底部弯矩和顶部位移分别为：
（均布荷载）
V——底部截面剪力；——剪力不均匀系数
剪力墙的布置
剪力墙是为抵抗变形而设置的，因此剪力墙的布置首先满足结构的位移比要求。高层建筑位移要求详见高规表3.7.3
由于剪力墙的水平剪力是按等效抗弯刚度进行分配，剪力墙的水平布置要均匀、对称、周边，要避免水平凹凸不规则。剪力墙亦设置成双向抗侧力系，两个方向的刚度不宜相差过大，尽量使刚心和质心重合。剪力墙宜布置成T型、L型、型等带有有效翼缘的构件形式，避免一字墙，特别是一字型短墙。
剪力墙的竖向布置要规则、均匀，避免大的外挑和收进。上下布置要连续，贯穿全高，避免刚度突变，洞口宜成列布置，形成明确的联肢墙。上下洞口错洞布置时，要设置暗框架梁柱体系。
在水平荷载作用下，剪力墙的破坏形式和剪跨比有关，各墙段的高厚比3时，剪力墙以弯曲变形为主，延性较好。因此剪力墙各个墙段的墙长不宜大于8m，各墙段的长宽比不宜小于3.
剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大，而平面外刚度及承载力很小。当有水平构件与剪力墙平面外连接时，为控制剪力墙平面外弯矩，可按高规7.1.6条采取加强措施。
剪力墙的截面及轴压比限值
剪力墙的厚度与框架柱截面一样，与轴压比有关，与框架柱不同的是剪力墙厚度一般较小，因此在压力作用下，还应保证其稳定性。抗规6.4.2条要求剪力墙轴压比不超过下表限值
短肢剪力墙要求更严，详见高规7.2.2条
剪力墙的最小厚度
关于底部加强部位:加强剪力墙底部的抗剪能力，实现强剪弱弯的目的。
连梁的概念与布置
弱连梁：连梁跨高比5时，连梁以弯曲变形为主，剪切变形不计。这种连梁由于线刚度较小，对剪力墙的约束较弱，在水平荷载作用下对结构的侧向刚度影响较小。因此认为这种梁主要承担竖向荷载，高规7.1.3条弱连梁按框架梁设计。
强连梁：连梁的跨高比2.5，此种连梁以剪切变形为主，弯曲变形忽略不计。这种连梁对剪力墙约束很强，主要承担水平荷载，竖向荷载作用下弯矩非常小。
在PKPM—SATWE计算模型中：对于弱连梁，采用梁的输入方式；对于强连梁按剪力墙开洞形成连梁；对于52.5的连梁，两种方式均可。值得注意的是，按这两种方式建模刚度有很大差别。按连梁设计，刚度进行折减，折减系数一般取0.50.7。按框架梁设计，考虑现浇板翼缘作用，刚度进行放大，放大系数一般取1.32.0。
结束语
综上所述，剪力墙结构设计中，一些概念是很重要的。本文从概念设计上整体论述了剪力墙结构设计的内容，因为是浅议，还有很多内容没有展开。要想做好剪力墙结构设计，还需要设计者们不断学习。通过本文想达到的目的就是，做结构设计一定要把握重概念、轻精度的主线。
参考文献
高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）.北京:中国建筑工业出版社，2010.
建筑抗震设计规范（GB50011-2010）. 北京:中国建筑工业出版社，2010.
关键词：位移比超限、平衡刚度、加厚结构板面、包络设计、手算、单向细长柱、刚度突变、鞭鞘作用、双层配筋、
中图分类号：S611文献标识码： A
伴随经济的快速发展，我国人民的生活水平日益提高，对文化艺术的需求越来越大，各种形态的艺术馆、名人纪念馆、音乐厅、文化广场应运而生。通常这类公共建筑的形体结构相对复杂，其抗震设计也有较高要求。为此结构工程师应该在熟悉运用规范的同时，更多的从概念设计的角度出发，做到点、线、面结合，力求做出经济合理的建筑。这里以本市新建的谭逢敬艺术院为例做分析。
设计效果图 二层平面
谭逢敬艺术院由香港开平同乡会永远荣誉会长谭逢敬先生和开平市人民政府共同投资兴建，是集市文联、市美术馆、市文艺家之家等文化机构和文化设施于一体的多功能综合性艺术大楼，同时也是该市艺术人才活动、培训、创作、展示、交流、收藏的基地。工程于2010年9月动工，于2011年4月封顶。
一.工程概况
1.1地理环境
该工程位于开平市长沙区东兴大道A8A号，周边环境优美，交通便利，区域位置极其优越。建筑物高度29.4m，总建筑面积7913.5平方米。场地类别为II类，设计地震分组第一组，基本风压0.6kN/，地面粗糙度C类，本地区抗震设防烈度为六度。
1.2 基本构架
整体形状为多个大小不一、圆心不共点且高低错落的圆弧相交嵌套而成，东西两翼向外倾斜突出；夹层处仅留有不到标准层一半的面积，作为内部的办公区，其余部分与首层组成跨层式的中空展示大堂。各层平面上出其不意的收缩造就了多个空间开阔的厅堂；逐层的收缩，最终剩下钟摆状的六层，其面积只有标准层的40%多。于正门设置的跨度10米混凝土雨篷、过分倾斜的斜角、不小的天面消防水池。空间结构复杂，但又要保证其合理的运作，就要对存在的矛盾与设计进行分析改善。
二. 结构设计概况与分析
该楼为七层框架-剪力墙结构，局部有跨层结构。考虑结构的重要性后，按抗震设防烈度为六度，框架及剪力墙抗震等级均取为三级进行结构设计（设计阶段执行08版抗震规范,从现行2010版规范看来，依然满足要求）。经过试算，结构的周期比，剪重比基本满足要求，累加振型参与质量在60个振型后也达到90%以上，但是仍存在以下几个方面的问题要处理：
2.1 位移超限比的处理
该楼东西两翼向外突出较多，其两端最大距离达到63米，结构初步试算结果也表明层间位移比为1.65，超过规范允许范围，易造成结构失稳的危险。如果简单加设抗震缝当然可以解决问题，但是这样显然会破坏建筑的立面感观,而且不便于施工。
由于东翼电梯井已经是剪力墙，故决定在西侧的楼梯间和辅助用房设置剪力墙,用以平衡两翼端的刚度，并在两翼处设置后浇带。经过调整以后，结构层间位移比减少到了1.47，符合规范要求了，但是该结构的剪力墙较少，不能成为结构的第二道防线。故要采取构造措施加厚剪力墙周围的楼板厚度以利于水平力传递；另外还要对结构进行包络设计，即取消计算模型中的剪力墙进行补充计算，取两次计算结构的包络值进行设计。
2.2 跨层及较大开洞处的结构处理
由于夹层局部有跨层结构，而计算机程序不能区分跨层，因此无法得到真正的跨层结构位移比值，所以需要通过手算进行复核，把该处的楼层位移除以实际的层高得到真实值。经过手算，北面层间位移比为1.46满足规范要求。
入口两侧外墙柱子均为多层开洞处的柱子，虽然不是跨层，但是单向最大高度为21.6m，故也可视为单向细长柱，需要手算确定其截面等效、稳定性及配筋值，同时还要加强洞口周边的楼板厚度和配筋值。
2.3 立面不规则的处理
出于立面上的造型需要，该楼逐层收缩，到六层面积只有标准层的40%，造成结构上侧向刚度的不规则问题。不但刚度突变部位会出现应力现象，同时也加大了结构顶部的鞭鞘作用。因而必须取构造措施加强结构软弱处的连接，使得上部的水平力可以顺利向下传递。本工程参考了带裙楼的高层建筑的处理方法：
1、加强立面突变处的上下层的楼板厚度，并采用双层双向配筋，且最小配筋率取到0.3%；
2、加大立面突变处柱子的纵筋最小配筋率并使箍筋全长加密，剪力墙则人工指定边缘构件为约束边缘构件，以上柱子和剪力墙的加强范围均从基础起到立面突变的上一层。
2.4 考虑楼梯间的支撑作用进行整体计算
在08版的抗震规范中已经明确提出整体计算中要考虑楼梯对结构计算结果的影响。本楼楼梯间数量达到3个，楼梯与主体的相对刚度自然不可忽视，故整体计算中按照规范要求加入了楼梯间，另外还采取以下措施进行加强：
1、所有楼梯板均地面双层配筋，以前的设计中简单的认为楼梯板是两端简支的受弯构件，跨中板面可以不配钢筋。但是汶川地震表明，地震中楼梯板会受到拉力，故必须双层配筋；
2、楼梯板的半平台会把楼梯间的柱子变成短柱，故此处的框架柱的箍筋必须全长加密；
3、由于楼梯对主体结构的影响集中在底部，故还对底下两层的楼梯板配筋进行加强，并提高梯间柱的抗剪承载力。
2.5 正门混凝土雨篷设计
原设计中该雨篷为钢结构雨篷，应建设单位提出要求改为混凝土结构。雨篷跨度大（深度10米，宽度14米），若做成悬臂梁受力不合理，另外混凝土自重也太大，如何处理是一个难题。和建筑师商议后，把雨篷中间的梁伸入两旁的混凝土柱中，同时把部分的混凝土板换成玻璃板。经过这样修改，雨篷梁截面大大减少，受力也合理多了，而且玻璃的使用增加了入口的亮度，一举多得。
2.6 预应力管桩的使用
勘察资料显示本工程第1~5层为低承载力、较高压缩性的软弱土层，厚度较大，不适宜做天然基础，而第6层为强风化泥质粉砂岩，强度较高，适合做为深基础的持力层。所以本工程决定使用混凝土预应力管桩。另外为了增强基础的整体性，尽量使用三桩及以上的承台，并且力求每个承台在两个相互垂直的方向都有连接。
三. 结语
公共建筑体型复杂，功能要求多样，结构设计人员设计时须从概念设计的角度出发，结合实际情况，善于借助结构设计软件进行分析，又不盲目相信软件，做全方位的考虑，多手段的验算，才能把结构的经济与安全把握好，落到实处，即方便施工，也为日后项目的使用做最坚实的保障。
艺术院竣工至今已有两年多，其设计独特，施工质量优良，不仅接纳了来自各地的文化交流，还成为本地的艺术培育基地，可谓开平市的现代地标性建筑。在受到建设单位和社会各界好评的同时，还获得了江门市第十二次优秀工程勘察、第十五次优秀工程设计奖优秀设计一等奖。
作者简介：
李鸿就 结构工程师 2001年毕业于广东省江门市五邑大学 土木工程系
参考文献：
1. 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）
2. 建筑地基基础设计规范（GBJ50007-2012）
1.框剪结构受力特点
框剪结构的受力特点是框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力结构形式，在下部楼层剪力墙的位移较小，它拉着框架按弯曲型曲线变形，剪力墙承受大部分水平力，上部楼层则相反，剪力墙位移越来越大，有外侧的趋势，而框架则有内收的趋势，框架拉剪力墙按剪切型曲线变形，框架除了负担荷载产生的水平力外，还额外负担了把剪力墙拉回来的附加水平力，剪力墙不但不承受荷载产生的水平力，还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力，所以上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小，框架中也出现相当大的剪力。
2.框剪结构剪力墙布置
框架剪力墙结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体，一般来说，剪力墙布置的越多，抗震越有利，但无限制的增加剪力墙会增加造价，而且无法发挥框剪结构的优越性。另外我们知道，增加剪力墙以后，结构刚度增加，自振周期就会缩短。一般我们的建筑物自振周期应该在Tg～5Tg（Tg为特征周期），在这个区段里，周期缩短会增大地震作用效应，而且幅度挺大，对材料的消耗又会大大增加。
那么合理的剪力墙数量应该是多少呢，理论上讲同时都满足规范的要求时，最少的剪力墙数量最优。满足规范的位移限制要求，满足剪力墙承受的地震倾覆力矩不小于总倾覆力矩的50%，且为了使框架充分发挥作用，满足框架承受楼层剪力不小于0.2Fek，这时的剪力墙数量最合理。
框架-抗震墙结构在实际工程中运用布置要点是：抗震墙的数量以满足刚度即满足层间位移限值为宜，位置相对灵活，应遵循 “”即“对称、均匀、周边、连续”，应符合规范相关的具体规定。
在方案阶段，从概念上来布置剪力墙。《高规》8.1.7，8.18条就是框剪结构中剪力墙布置的一些概念性要求，结合本人的一些经验，说说布置剪力墙的步骤：首先考虑建筑物的周边，可以从四角到四边均匀布置，然后考虑楼电梯间，再考虑一些平面转角处，最后看看剪力墙间距较大的位置中间点缀一两片墙。剪力墙最好布置成非一字形，两个方向都要布，宜短不宜长，个人认为在开始布置时只要满足一般剪力墙的最小长度即可，后面可以根据计算要求加长，应该说按照这种要求布置出来的平面看起来是很舒服的。总之框剪结构中的剪力墙布置应该是有目的的和点缀性的，切忌一上来就大片的布置剪力墙。
在计算阶段SATWE计算结果：
（1）周期
合理的第一周期范围，《全国技术措施》上讲在0.08～0.12N（N为层数），超出这个范围，说明结构太刚或太柔，剪力墙太多或太少，可以作相应的调整，当然在这个范围内以周期长一点为佳。周期比不满足规范要求，说明结构的抗扭刚度相对于侧移刚度较小，扭转效应过大，结构抗侧力构件布置不合理。调整改变结构布置，提高结构的扭转刚度；总的调整原则是加强结构墙、柱或梁的刚度，适当削弱结构中间墙、柱的刚度。
（2）剪重比
剪重比是否满足规范要求，不满足说明抗恻刚度不足，地震力偏小。可按下列三种情况进行调整：
a）当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时，说明结构过柔，宜适当加大墙、柱截面，提高刚度；
b）当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时，说明结构过刚，宜适当减小墙、柱截面，降低刚度以取得合适的经济技术指标；
c）当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时，可在SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数增大地震作用，以满足剪重比要求。
3.位移
层间位移角应不大于1/800，这也是衡量结构抗侧刚度的一个指标，太大太小都应该先找出这个位置，再作相应调整。不考虑偶然偏心时的位移比一般应该都在1.2以内，考虑偶然偏心时，只要不大于1.4即可，这是衡量扭转刚度的一个指标，不满足时应该先考虑建筑物周边抗侧力构件的调整（对于长条形建筑就是长方向两侧），可以增大剪力墙，也可以加高连梁等。
4.框架抗倾覆力矩占总抗倾覆力矩的比例
框架抗倾覆力矩占总抗倾覆力矩的比例两个方向接近且在20%～40%间较好。软件给出了每一层的比例，只要底部加强部位满足即可，根据框剪结构的受力特性，框架所承担的抗倾覆力矩是越往上越大的。高规8.1.4条，框架总剪力在不小于0.2V0时不需要调整，是利用材料最充分的，但经过前面的几轮调整，要做到这一点不容易，做不到就要按规范要求放大，放大系数接近1.0较好。
参考文献：
[1]《高层建筑钢筋混凝土结构技术规程》 JGJ3-2010
[2]《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
【关键词】砌体房屋；裂缝成因；裂缝控制
一、裂缝产生的原因：
（1）温度裂缝。主要由屋盖和墙体温度差异变形应力过大产生的砌体房屋顶层两端墙体上的裂缝。砌体结构中受温度变化较大的区域是钢筋混凝土屋盖及外墙。温度的变化使钢筋混凝土楼盖产生伸缩变形，钢筋混凝土楼盖本身对温度变化有一定的承受能力，由于钢筋混凝土其楼盖在其平面内刚度很大，常引起顶层钢筋混凝土楼盖下墙体的裂缝。
（2）干缩裂缝。主要由干缩性较大的砌块随着含水率的降低而产生较大的干缩变形。尤其是冬天采暖的北方地区，夏秋季节空气湿度大，冬春季节空气干燥，年干湿变化大，干缩变形更为明显。干缩变形早起发展较快，以后逐步变慢。但干缩厚遇湿又会膨胀，脱水后再次干缩，但干缩值较小，约为第一次的80%。这类干缩变形引起的裂缝分布广、数量多，开裂的程度也比较严重。
（3）温度和干缩裂缝。在大多数情况下，墙体裂缝由两种或多种因素共同作用所致，但在建筑上人能呈现出以温度或是以干缩为主的裂缝特征。
（4）地基沉降不均匀。是墙体产生内倾的斜向裂缝的主要原因。
二、砌体房屋的裂缝控制标准
砌体的裂缝宽度应控制在允许范围内，所谓“允许裂缝宽度”包含下列两层意思：一是指裂缝对砌体的承载力和耐久性影响很小，应不大于钢筋混凝土结构；二是指裂缝在人的感观可以接受的程度。一般情况下允许裂缝宽度不应超过0.3mm，有特殊要求时，不宜超过0.2mm。
三、防治或减轻墙体开裂的主要措施
在正常使用情况下， 应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设在因温度和收缩变形引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大处。
房屋顶层墙体，宜根据情况采取下列措施：1.屋面应设置保温、隔热层；2.屋面保温（隔热）层或屋面刚性面层及砂浆找平应设置分隔缝，分隔缝间距不宜大于6m，其缝宽不小于30mm，并与女儿墙隔开。3.采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖。4.顶层屋面板下设置钢筋混凝土圈梁，并沿内外墙拉通，房屋两端圈梁下的墙体内宜设置水平钢筋。5.顶层墙体有门窗等洞口时，在过梁上的水平灰缝内设置2～3道焊接钢筋网片或2根直径6mm钢筋，焊接钢筋网片或钢筋应伸入洞口两端墙体内不小于600mm。6.顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于M7.5（Mb7.5、Ms7.5）。7.女儿墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于4m，构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起。8.对顶层墙体施加竖向应力。
房屋底层墙体，宜根据情况采取下列措施：1.增大基础圈梁的刚度。2、在底层的窗台底下墙体灰缝内设置3道焊接钢筋网片或2根直径6mm钢筋，并伸入两边窗间墙内内不小于600mm。
在每层门、窗过梁上方的水平灰缝内及窗台下第一和第二道水平灰缝内，宜设置焊接钢筋网片或2根直径6mm钢筋，焊接钢筋网片或钢筋应伸入两边窗间墙内不小于600mm。当墙长大于5m时，宜在每层墙高度中部设置2～3道焊接钢筋网片或3根直径6mm钢筋，竖向间距为500mm。
房屋两端和底层第一、第二开间门窗洞处，可采取下列措施：1.在门窗洞口两边墙体的水平灰缝中，设置长度不小于900mm、竖向间距为400mm的2根直径4mm的焊接钢筋网片。2.在顶层和底层设置通长钢筋混凝土窗台梁，窗台梁高度宜为砌块高度的模数，梁内纵筋不小于4根，直径不小于10mm，箍筋直径不小于6mm，间距不大于200mm，混凝土强度等级不低于C20。3.在混凝土砌块房屋门窗洞口两侧不少于一个孔洞中设置直径不小于12mm的竖向钢筋，竖向钢筋应在楼层圈梁或基础内锚固，孔洞用不低于Cb20混凝土灌实。
填充墙砌体与梁、柱或混凝土墙体结合的截面处（包括内、外墙），宜在粉刷前设置钢筋网片，网片宽度可取400mm，并沿界面缝两侧各延伸200mm，或采取其他有效的防裂、盖缝措施。
当房屋刚度较大时，可在窗台下或窗台角处墙体内、在墙体高度或厚度突然变化出设置竖向控制缝。竖向控制缝宽度不宜小于25mm，缝内填宜压缩性能好的填充材料，且外部用密封材料密封，并采用不吸水的、闭孔发泡聚乙烯实心圆棒（背衬）作为密封膏的隔离物。夹心复合墙的外叶墙已在建筑墙体适当部位设置控制缝，其间距以为6～8m。
结束语
裂缝已成为房屋建筑的通病之一，尤其是砌体结构由于其抗拉强度低，在荷载作用下，更容易出现裂缝。虽然形式多种多样，有竖向裂缝、水平裂缝、八字形裂缝等，其产生的主要原因也是多种，有地基不均匀沉降、温度变化、材料差异、施工质量控制不严等，因此防治难度相当大。但是只要我们认真分析每一种裂缝的原因，并针对性的采取有效的措施，处理得当，施工管理人员增强质量意识，防治裂缝的产生是可行的。
参考文献：
[1]朱炳寅。建筑结构设计问答及分析，2009，（11）
[2]GB50003-2011 砌体结构设计规范
关键词：刚性楼板假定、弹性楼板假定、弹性楼板6、弹性楼板3、弹性膜、平面内刚度
Abstract: the engineering structural design process, usually the design personnel in how to use rigid floor assumptions and elastic floor assume that the existence of concept not clear, design to bring to waste or hidden trouble. This paper focuses on the basis, the paper they regulate mechanics principle, adaptability and application methods, to aid in the design personnel in actual design process, safe and economical design reasonable.
Keywords: rigid floor assumptions, elastic floor assumptions, elastic floor 6, elastic floor 3, elastic membrane, plane within stiffness
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
一、前言
工程结构设计过程中，往往因设计人员对刚性楼板假定与弹性楼板假定的概念不清晰，而不能在设计中合理地应用，导致设计结果存在不经济或不安全的因素。本文结合设计实例，侧重于阐述刚性楼板假定与弹性楼板假定的规范依据、力学原理、适应性及应用方法，以助于设计人员在今后的工程设计过程中进行合理、安全经济的设计。
二、刚性楼板假定与弹性楼板假定的原理简介
刚性楼板假定：其含义是假定楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为零。
弹性楼板6：是采用壳单元来计算楼板平面内与平面外的刚度。
弹性楼板3：是假定楼板平面内无限刚，同时真实计算平面外的刚度。
弹性膜：是采用平面应力膜单元来计算楼板平面内刚度，同时忽略平面外的刚度。
三、理论运用分析
1、理论运用
《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）5.1.5条规定，“进行高层内力与位移计算时，可假定楼板在其自身平面内为无限刚。”这一刚性楼板假定，其目的是为了使结构设计概念明确，计算简便，在电算过程中，效率明显提高。因刚性楼板假定使结构在每层板上只有3个公共自由度，即两个平移自由度μ、υ和一个绕竖轴扭转的自由度θz，在板内的每个节点的独立自由度也只有3个（θx、θy、ω）；在采用刚性楼板假定时，忽略了楼板的平面外刚度，使结构总刚度偏小。在结构整体计算中，往往为了考虑梁侧楼板对梁刚度的贡献，而根据经验对梁刚度放大1.2～2倍，其目的就在于此。
《高规》5.1.5条规定，“当楼板会产生较明显的面内变形时，计算应考虑楼板的面内变形。”弹性楼板6采用的壳单元模型，可真实的计算板面内刚度，考虑面内变形，同时还真实的计算板面外刚度大小，并且通过面外刚度传递部分的竖向荷载，是最符合工程真实受力情况的假定。
《高规》10.2.14条规定，“转换厚板的厚度可由抗弯、抗剪、抗冲切计算确定。”弹性楼板3假定是针对厚板转换的厚板提出来的。由于厚板较厚，面内刚度很大，面外刚度也较大，此时面外刚度是传递结构应力的关键，通过板的面外刚度来改变传力途径，将厚板以上部分的力传递到厚板下面的结构。PKPM程序采用中厚板的变曲单元来计算楼板的面外刚度。因此弹性楼板3假定主要适合厚板转换结构的分析计算。
《建筑抗震设计规范》（以下简称《抗震规范》）3.4.4条规定，“凹凸不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型；高烈度或不规则程度较大时，宜计入楼板局部变形的影响。” 《高规》4.3.6条规定，“当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大削弱时，应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。”弹性膜假定真实计算楼板平面内刚度，而忽略楼板平面外刚度是符合上述规范要求的一种假定。弹性膜假定通常被建议用于空旷的工业厂房和体育场馆的楼板、楼板局部开大洞形成的狭长板带、有效宽度狭窄的环形楼板。
2、分析
通过上述比较，我们可以知道刚性楼板、弹性楼板6、弹性楼板3、弹性膜四种假定下的楼板，主要存在的区别在于平面内刚度是取无限刚或是真实刚度以及平面外刚度的考虑与否。
从理论上说，弹性楼板6是最符合工程真实受力情况的，可以应用于任何工程。
而另外三种楼板假定皆是根据不同的工程情况对楼板刚度计算进行了不同程度的简化。
采用刚性楼板假定时，认为所有的竖向荷载都是由梁来承担，板仅作为了安全储备，因此这种假定是最不符合工程实际的，而采用弹性楼板6和弹性楼板3假定时，部分楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件，将使梁弯矩减小，从而梁配筋相应减小。明显后者更能反应实际受力情况，符合强柱弱梁的设计理念，在保证安全的前提下，同时兼顾了经济性。
四、工程应用中的计算比较
本工程位于山东省济南市，建筑高度52.5米，地上18层，剪力墙结构。抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，剪力墙抗震等级为三级，基本风压W0=0.45（按50年一遇），地面粗糙度类别为B。下面分别采用SATWE和PMSAP软件对模型进行计算，并比较分析在刚性楼板假定、弹性楼板6、弹性楼板3及弹性膜假定下的计算结果。
1、不同板假定对结构的影响
在一般的多、高层结构分析中，采用刚性楼板假定，楼板不参加整体结构的计算，它对于结构整体性能的影响往往作为梁翼缘或通过一些经验调整系数来体现。如果采用弹性楼板假定，在SATWE和PMSAP软件中，可以通过“多边形楼板单元”进行模拟，进行整体结构分析，这样做一方面比较准确地考虑了楼板对整体结构性能的影响，同时还可以计算楼板的应力和配筋。由于楼板的计算结果同梁、柱、墙一样是从整体计算分析中得出，严格考虑了楼层之间、构件之间的耦合作用及地震作用的CQC组合，因而精度较高，更能保障设计的安全性、合理性。对于楼板采用的这种整体分析和设计方法，是采用刚性楼板假定所不具备的。通过对工程的计算结果表明，刚性板的计算周期比弹性板的计算周期大，结构总刚偏小，地震力偏小，结构偏于不安全。
2、对柱、墙的影响
SATWE采用的是在壳元基础上凝聚而成的墙元模型；PMSAP采用的是精度高、适应性强的壳元模型，两者使用的单元模型同属一类。在刚性楼板假定下，其将楼面荷载全部传递给楼面梁，再由楼面梁传递给竖向构件（柱或墙），传力途径明确但有时不完全符合实际情况；而使用弹性楼板6或弹性楼板3的假定后，楼板在面外刚度非0的情况下，对全楼的结构做完全的有限元分析，将楼面荷载以刚度大小按有限元传力途径传递给梁或墙。所得出的计算结果表明：刚性楼板假定的柱、墙计算结果小于弹性楼板假定。
通过上述比较可知，在常规工程下，亦可真实地考虑楼板的面内刚度及面外刚度，以期达到更接近真实情况的计算结果和配筋结果。
五、结论
除了规范对计算结构的位移、周期要求使用刚性楼板假定的情况，虽然刚性楼板假定依然适用大多数的常规工程，但是由于假定自身对计算的简化原因，以及对一些经验系数不同取值等因素，并且刚性假定下的竖向荷载传力途径与真实情况不符，而造成了计算结果与实际的偏差，最终影响了构件的配筋。在如今提倡的安全、经济的发展环境下是不合适的。相反，弹性楼板6这种最符合工程实际情况的假定可以很好地避免上述刚性楼板假定产生的偏差。因此，在计算速度越来越快的今天，在常规工程在应用弹性楼板6假定对工程进行计算配筋是既合理又安全经济的。而在不同的工程情况下，依然可以考虑采用面内无限刚或面外刚度为0的弹性楼板3假定或弹性膜假定。
参考文献：
【1】混凝土结构设计规范（GB50010-2010），中国建筑工业出版社，2011
【2】建筑抗震设计规范（GB50011-2010），中国建筑工业出版社，2010
【3】高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）,中国建筑工业出版社，2011
