时间：2022-07-16 10:09:40
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篇剪力墙结构设计，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。
中图分类号：TU39 文献标识码：A
概述
随着楼房高度的不断增加，较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒，更重要的是，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多，必须要精心设计来保证。剪力墙结构中，墙是平面构件，它除了承受水平作用力和弯矩外，还承担竖向压力，在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作，其受水平力作用下是底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下，剪力墙除需满足刚度强度要求外，还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求: 墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏，因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。
一、 剪力墙结构的超长问题
《混凝土规范》第9.1.1 条中规定现浇混凝土剪力墙结构的温度伸缩缝最大间距: 当在室内或土中时为45m；露天时为30m；而现浇框架剪力墙或框架核心筒结构的伸缩缝间距可取45～55m。规范的这一规定显然与现今建筑的体量越来越大但功能又要求不设伸缩缝发生矛盾，因此目前许多工程中的伸缩缝间距都突破了规范的规定，笔者认为今后当剪力墙结构超长时，应该慎重处理为好，过长时应该尽量设置温度伸缩缝，宜较严格遵守规范规定的限值，理由如下:
(1)剪力墙结构刚度大，受温差影响大，混凝土的收缩产生的变形大，墙体对楼面、屋面产生的约束也大；当结构发生收缩变形时比其他结构易出现裂缝。一些未超长的剪力墙结构产生墙体或楼面裂缝，其主要原因就在此。
(2)剪力墙结构多用于商品住房和公寓，使用状况复杂，一旦私人购买的房子出现裂缝，虽然没有安全问题，但处理起来问题多、难度大、社会影响大。
(3)混凝土结构受温度或收缩形变的影响与众多因素有关；而体型庞大的剪力墙房屋往往形状复杂，混凝土收缩大，约束应力积聚也大，施工工艺及管理也难控制，环境影响使变化难于判断，因此更难于解决混凝土收缩变形时，在受约束条件下引起拉应力而保证不出现裂缝。
(4)目前混凝土中水泥用量普遍增大，加上由于混凝土强度的提高，使弹性模量增加将引起更大的约束拉应力产生，使结构出现裂缝的因素增多。
(5)普遍使用商品混凝土泵送施工，为了泵送，增大水泥用量，减少了中粗骨料含量和骨料粒径，加上泵送混凝土配合比和施工送料时的不良因素影响等都加大了结构收缩量，增加产生裂缝的因素。
综上所述，在处理超长结构时，特别是处理超长的剪力墙结构时更要特别慎重: 当发生实在由于建筑使用功能要求不允许超长建筑设永久缝时，建议采用对结构施加预应力的方法并结合采用设计构造措施、施工措施共同给予处理。
二、高层剪力墙转角部位开设转角窗的问题
随着建筑平立面体型的多样化，在不少的居住建筑外墙转角，客户要求设置转角窗，高层剪力墙结构的角部是结构的关键部位，在角部剪力墙上开设转角窗，这不仅消弱了结构的整体抗扭刚度和抗侧力刚度，而且使临近洞口的墙肢、连梁内力增大，扭转效应明显，对结构抗震不利。
(1)B级高度及9级设防A级高度的高层建筑不应在角部剪力墙上开设角窗或挑阳台。
(2)8度及8度以下级设防A级高度的高层建筑在角部剪力墙上开设角窗或挑阳台时，应采取以下措施:
①洞口应上下对齐，洞口宽度不宜过大，连梁高度不宜过小，并加强其配筋及构造；
②洞口两侧应避免采用短肢剪力墙和单片剪力墙，宜采用“T”、“L”、“[”型等截面的墙体，墙体厚度在底部加强部位不小于层高的1/12，其他部位不小于1/15，且不小于180 mm，墙端暗柱纵向配筋适当加强；
③宜提高洞口两侧墙肢的抗震等级，并按提高后的抗震等级满足轴压比限值的要求；
④转角处楼板应加厚，配筋宜适当加大，并配置双层双向配筋；也可于转角处板内设置连接洞口两侧墙体的暗梁；
⑤结构电算时，转角梁的负弯矩调整系数、扭转折减系数均取1.0，抗震设计时，应考虑扭转藕联的影响。
三、剪力墙连梁设计的问题
剪力墙连梁的含义: 剪力墙连梁即两端都与剪力墙相连且与剪力墙的夹角不大于25 度，跨高比小于5，刚度可以折减的梁。在墙肢和连梁的协同工作中，剪力墙应该具有足够的刚度和强度。剪力墙的设计应该保证不发生剪切破坏，也就是要求墙肢和连梁的设计符合强剪弱弯的原则，同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服，而且要求墙肢和连梁具有良好的延性。连梁一般具有跨度小，截面大，与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。因此在实际工程中要使连梁的设计满足强剪弱弯的要求，就必须考虑以下几个方面:
(1)关于连梁刚度的折减。连梁由于跨高比小，与之相连的墙肢刚度大等原因，在水平力作用下的内力往往很大，连梁屈服时表现为梁端出现裂缝，刚度减弱，内力重新分布。因此在开始进行结构整体计算时，就需对连梁刚度进行折减。根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》第4.1.7 条中规定: “在内力与位移计算中，所有构件均可采用弹性刚度，在框架-剪力墙结构中，连梁的刚度可予以折减，折减系数不应小于0.55”；
(2)加连梁跨度减少高度。在连梁设计中，刚度折减后，仍可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况，这时可以增加洞口的宽度，以减少连梁刚度。减少了结构的整体刚度，也就减少了地震作用的影响，使连梁的承载力有可能不超限。如果只是部分连梁超筋或超限，则可采取调整连梁内力来解决。调整的幅度不宜大于20%，且连梁必须满足“强剪弱弯”的要求；
(3)增加剪力墙厚度。亦即增加连梁的截面宽度，其结果一方面由于结构整体刚度加大，地震作用产生的内力增加，另一方面连梁的受剪承载力与宽度的增加成正比。由于该片墙厚增加以后，地震所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给该片剪力墙，而是小于这个比例，因此有可能使连梁的受剪承载力不超限；
(4)提高混凝土等级。混凝土等级提高后，结构的地震作用影响增加的比例远小于混凝土受剪承载力提高的比例，有可能使连梁的受剪承载力不超限；
(5)地震区高层建筑的剪力墙连梁，在进行了上述调整后，仍有部分不符合承载力要求时，可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力。然后按“强剪弱弯”的要求，配置相应的纵向钢筋。此时，如果不能保证连梁在大震时的延性要求，应重新计算整个结构，必要时调整结构布置，使连梁的承载力符合要求。
结语
以上都是在进行剪力墙结构设计工作中经常遇到的几个问题，这些问题相对都比较复杂的，只有把互相制约的因素统一协调，才能取得比较理想的结果。
参考文献
[1]GB50050-2002，混凝土结构设计规范[S]．
【关键词】：框架-剪力墙；抗震原理；结构设计；合理布置
中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：
一．引言：
随着现代经济的快速发展，现代高层建筑正在朝着多功能、综合应用的方向发展，在设计高层建筑的过程中时，必须要考虑各种各样的受力结构形式，而在这些形式中，竖向传力体系是设计中要考虑的重中之重。结构传力体系支撑着建筑结构的空间形态，除此之外，传力体系的剖面形式也非常简明的体现了结构竖直荷载传递的路径，同样也影响到建筑物设计的使用功能。值得一提的是，在不同的建筑结构中，它的传力体系也是各不一样，由此看来考虑诸多细节以及采用正确的计算方法是设计好的框架结构的必要前提。
二、框架-剪力墙结构的抗震原理
框架-剪力墙结构是一种双重抗侧力结构。众所周知，在框架结构中，剪力墙的刚度比框架大，起着大部分的剪力责任，而框架在承担侧向力方面起着相对较小的作用；如果在遇到强力地震的情况是，剪力墙的连梁往往先承担受力，这样也就使剪力墙的刚度有所降低，相应的由剪力墙承受的部分剪力，被逐渐转移到了框架上去。假如所使用的框架具有足够的抗压力和抗震性能，那么这两者所抗压结构就可以充分发挥它的抗震作用，这样即使在遭遇到强烈地震的状况下仍然能够起到理想的抗震效果。
三、框架-剪力墙结构的受力特点及分析
分析框架-剪力墙结构的受力特点，我们必须首先知道是框架和剪力墙结构各自不同的抗侧力结构。并且这里的框架不同于其他纯框架结构中的框架，而剪力墙也不同于其他剪力墙结构中的剪力墙。框架-剪力墙结构的刚度影响着它的变形曲线形状和内力分配，可以用刚度特征值的大小来表示。当刚度特征值很小时，则剪力墙刚度很大，框架刚度较小，内力分配主要以剪力墙为主，整体变形表现为弯曲型，这样由框架所分配的剪力就很小，剪力墙出现负剪力不会很大，二者协同工作的性能较差，这种结构更像是看做单独的剪力墙结构，而不能算作双重抗侧力体系结构。针对上述这种情况，在我国高规中的0.2Q 的调整，就保证框架成为第二道防线；另外一面来说，当刚度特征值很大时，则框架的刚度较大，这种情况属于剪力墙较少的现象，而当剪力墙承担的倾覆力低于50%的时侯，为了保证框架的安全，这时框架结构部分就主要按照纯框架结构来进行设计。最理想的情况是尽量避免上述情况的出现，即剪力墙的数量既不过多，也不过少最好。
四、框架-剪力墙结构设计要点
1、框架结构配置合理
框架-剪力墙结构的布置原则是遵循均匀、分散、对称、周边。分散原则是剪力墙的片数不可太少,并且每片剪力墙的刚度也不要太大,而剪力墙的连续尺寸则不应太长,这样使抗侧力构件数量尽量分散,每片剪力墙的弯曲刚度恰好适中,这样在使用中，既不会使个别墙的受力太集中，也不会因为个别剪力墙的局部破坏而影响整体的抗侧力性能,或者因负担过重而引起过早损坏。刚度过大的剪力墙相应的压力也承担的要大,也会增加它的基础处理难度,同时我们也必须考虑到如果两片剪力墙之间相距太远的话,楼面刚度的要求大太,就很难满足要求。周边原则的要求是为保证刚度中心与平面中心相吻合，必须要考虑建筑物的抵抗扭转能力;剪力墙通常都是布置在周边对称的位置,这样就能增加剪力墙抵抗扭转的内力臂,从而在不增加剪力墙面积的情况下,提高自身的抗扭转能力。剪力墙布置的位置通常应该设置在平面形状变化处,或者是角隅、端角、凹角部位,能够有效的加强抗扭转能力,。在城市高层建筑的楼梯间,电梯间,管道井处,楼面开洞现象会严重地削弱楼板的刚度,这样对保证框架-剪力墙结构的的协同工作产生了不利影响。针对这种现象,为了强固这些薄弱环节，就要在工程设计中使用钢筋混凝土剪力墙,如楼梯间,电梯井道处,竖向管道井等会起到非常好的效果。剪力墙之间的间距,对现浇钢筋混凝土楼盖L/B=2—4 为宜,对装配整体式钢筋混凝土楼盖L/B=1—2.5 为宜, 原则上是建筑物高度越高,取值愈小。
2、控制轴压比
某工程在进行初步设计时，业主提出当地混凝土搅拌站无法保证C40 以上混凝土施工质量，混凝土最高强度等级为C40。根据规范，一级框架剪力墙结构框架柱轴压比为0.75，若按框架柱轴压比为0.75 设计，框架柱的截面面积很大，影响建筑平面布局。故框架柱采取规范提出的构造措施提高柱轴压比限值至0.90设计。底部加强区剪力墙厚度为350mm，混凝土强度等级为C40，能够满足设计要求。由于混凝土强度等级低，在一些高层建筑结构的底部几层，为了使剪力墙轴压比不超过国家相关规定的限值，会产生剪力墙厚度很大的不合理情况。科学研究成果表明，即使是高宽比为1.0 的低剪力墙，也同样可以具有良好的延。研究剪力墙约束边缘构件配箍率、位移延性比、剪力墙高宽比等因素对剪力墙轴压比限值的影响，并能够给出满足具体延性需求、对应不同约束边缘构件配箍特征值的剪力墙轴压比限值，供工程设计参考使用。
4、剪力墙的合理布置
（1）为了增强整体结构的抗扭能力，弥补结构平面形状凹凸引起的薄弱部位，减小剪力墙设置在房屋而受室内外温度变化的不利影响，剪力墙宜均匀布置
在建筑物的周边附近（第一内跨）、楼梯间、电梯间、平面形状变化或恒载较大
的部位，剪力墙的间距不宜过大（高规表8.1.8）；平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。
（2）纵、横向剪力墙宜组成L 形、T 形和匚形等形式，以使纵墙（横墙）可以作为横墙（纵墙）的翼缘，从而提高其刚度、承载力和抗扭能力；楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置，以增强其空间刚度和整体性。
（3）剪力墙布置不宜过分集中，单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总剪力的40%，以免结构的刚度中心与房屋的质量中心偏离过大、墙截面配筋过多以及不合理的基础设计。当剪力墙墙肢截面高度过大时，可通过开门窗洞口或施工洞形成联肢墙。
5、结构的连梁设计
即使在强烈地震情况下，钢筋混凝土框架-剪力墙结构仍然能够有效地通过非弹性变形逐渐消散地震释放的巨大能量,这也是一种理想的抗震结构体系。对于与框架-剪力墙平行的框架梁,即纵向梁构件采用带非线性转动弹簧的线弹性弹簧梁单元模拟。对于柱单元则假定其只发生非弹性弯曲变性而不发生非弹性轴向变形。对于框架一剪力墙结构中的横向梁两端承受着不同的竖向位移,并且由于节点的转动和两节点转动量的不同,横向梁还承受扭转。因此可采用竖向和转动弹性弹簧来模拟这种效应。
五．结束语
本文通过对框架-剪力墙结构的分析和探讨，了解到结构工程师进行方案设计时，必须协调好框架-剪力墙之间的结构体系。结构不合理、整体性差，将很难确保框架结构的抗震、抗压性能，自然而然也就无法发挥框架-剪力墙这一结构的作用。框架-剪力墙结构设计的目标是通过实现整体结构功能，尽可能的发挥降低地震破坏力的作用，作为一个建筑结构设计师，应该全力避免结构不合理现象的存在而导致建筑物抗震力、抗压力的低下，努力实现抗震减灾。
【参考文献】：
[1]刘林荣,何雅明.浅议高层建筑短肢剪力墙的设计[J].今日科苑,2008.
【关键词】剪力墙结构；短肢剪力墙；过渡楼层；侧移刚度比；加强部位
1.剪力墙结构概述
剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙；高层建筑结构不应采用全部剪力墙的剪力墙结构；剪力墙较多时，应布置筒体，形成剪力墙与筒体共同抵抗水平力的剪力墙结构。对于12～16层的小高层建筑结构，采用既可以保证结构的刚度、位移，又可以使室内空间方正合理。所以剪力墙结构得以普遍应用。剪力墙的受力、变形特征，类似以框剪结构。但比框架结构的刚度分配、内力分配更合理，结构的变形协调导致的竖向位移差别，也比框剪结构小，则传基础荷载更均匀、合理。
2.短肢剪力墙设计的要点
2.1双向布置剪力墙及抗侧刚度
高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。在抗震结构中，应避免单向布置剪力墙，并宜使两个方向抗侧刚度接近，即两个方向的自振周期宜相近。剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使结构具有适宜的侧向刚度。
2.2竖向刚度均匀
剪力墙布置对结构的抗侧刚度有很大影响，剪力墙沿高度不连续，将造成结构沿高度刚度突变，所以应要求剪力墙自上到下连续布置。允许沿高度改变墙厚和混凝土等级，或减少部分墙肢，使抗侧刚度沿高度逐渐减小。
2.3墙肢高宽比
细高的剪力墙容易设计成受弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。在抗震结构中剪力墙结构应具有延性，设计中墙的高宽应比不应小于2。当墙的长度很长时，为了满足每个墙段高宽比大于2的要求，可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的独立墙段，每个独立墙段可以是整体墙，也可以是联肢墙。
2.4剪力墙洞口的布置
剪力墙洞口的布置，会极大地影响剪力墙的力学性能。因此，布置剪力墙洞口时应满足以下要求。规则开洞，洞口成列、成排布置，能形成明确的墙肢和连梁，应力分布比较规则，又与当前普遍应用程序的计算简图较为符合，设计结果安全可靠。同时宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置；对于错洞剪力墙和叠合错洞墙，二者都是不规则开洞的剪力墙，其应力分布复杂，容易造成剪力墙的薄弱部位，常规计算无法获得其实际内力，构造比较复杂。其主要特点是洞口错开距离很小，甚至叠合，不仅墙肢不规则，洞口之间形成薄弱部位，叠合错洞墙比错洞口墙更为不利，设计时应尽量避免。当无法避免叠合错洞布置时，应按有限元方法仔细计算分析并在洞口周边采取加强措施或采用其他轻质材料填充将叠合洞口转化为规则洞口的剪力墙或框架结构；具有不规则洞口剪力墙的内力和位移计算应符合规程的有关规定。
2.5剪力墙和加强部位
抗震结构中出现塑性铰的部位应作为加强部位。而剪力墙顶层、楼电梯间墙等不宜作为加强部位，这样作的目的是对塑性铰部位可以有更明确的措施，与由于温度、收缩等需要的加强措施区别。剪力墙塑性铰出现后，剪力墙应具有足够的延性，剪力墙底部塑性铰出现都有一定范围，该范围内应当加强构造措施，提高其抗剪切破坏的能力。
3.设计的应用范围和加强措施
短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙，一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。当截面高度与厚度之比小于3时，应按柱计算，至于剪力墙高度与厚度之比大于3、又小于5的剪力墙，实际上也是短肢剪力墙，由于它们更弱，可以提出不宜采用小于5的墙肢，对这种小墙肢的轴压比应修予更严格的限制，因此即使采用短肢剪力墙，也要尽可能使墙肢截面高度与厚度之比大于5。近年兴起的短肢剪力墙结构，有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重，应用逐渐广泛。但是由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，考虑高层住宅建筑的安全，其剪力墙不宜过少、墙肢不宜过短，可以对短肢剪力墙的应用范围应在设计中加以限制，并采取一些加强措施。
3.1应用范围
高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。设计时应注意：短肢剪力墙较多时，应布置筒体，形成短肢剪力墙与筒体共同抵抗水平力的剪力墙结构；其次，具有较短肢剪力墙的墙的剪力墙结构最大适用高度应比规范中剪力墙结构的规定值适当降低，7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和60m；对于B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高度高层建筑，即使设置筒体，也不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不属于这种短肢剪力墙与筒体共同工作的剪力墙结构。
3.2加强措施
为限制过多的剪力墙的数量，在抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩50%；抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比规范中规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用；目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性；出于改善延性的考虑，抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其延性更为不利，因此轴压比限值要相应降低0.1。
对于短肢剪力墙的剪力设计值，不仅底部加强部位应调整，其他各层也要调整，一、二、级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2，目的是避免短肢剪力墙过早剪坏；短肢剪力墙截面的纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%；对于短肢剪力墙截面最小厚度，无论抗震还是非抗震设计，其厚度都不应小于200；对于非抗震设计，除要求建筑最大适用高度适当降低外，对墙肢厚度限制的目的是使墙肢不致过小。
4.结束语
目前，越来越多的剪力墙结构小高层住宅楼拔地而起，但是，随之而来的是我们发现这些剪力墙结构小高层在施工质量上还存在着一些质量通病，主要表现为剪力墙板混凝土成型质量差、混凝土实体回弹检测强度不高等。在剪力墙布置中洞口宜上下对齐使之受力明确，尽量避免出现错洞与叠合错洞的出现。在短肢剪力墙设计中应注意其肢长、加强部位、构造要求等要求。
【参考文献】
［1］吕文，钱稼茹．基于位移延性剪力墙抗震设计建筑结构学报，1999.3．
［2］高层建筑混凝土结构技术规程，中国建筑工业出版社．
关键词：高层建筑； 结构设计；剪力墙；墙肢；连梁
中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
1、引言
随着我国经济的发展以及国土资源的整体规划布局，高层建筑成为了主要的发展趋势。但是高层建筑的施工难度大，如果处理不好极易发生位置偏移等重大事故，危害用户的人身财产安全。新型的剪力墙结构设计由于其抗侧刚度大,能有效的减少侧移,且具有较好的抗震性能，因此被广泛的应用到目前的高层建筑施工当中，起到了显著的效果。
1.1剪力墙基本概念
剪力墙技术是近年来普遍应用在高层建筑施工过程中的一项新型墙体技术。首先，该技术的特性可以实现承重墙与分隔墙的结合，这样将两种墙体合并成一种墙体，减少了建筑施工的资金，实现了成本的节约。同时，目前的旅店、宾馆等建筑，是经营性的建筑，该项技术可以因为其高数值的刚度，而实现刚建材的节约利用。此外，该项墙体设计的构架比较简单，通过技术处理，不存在房梁等的外漏现象，是一种相对美观的结构设计。基于此，这是一种比较受盈利性建筑的开发商青睐的墙体建造技术。
剪力墙由墙肢和连梁两种构件组成。其结构承载力及刚度都很大,侧移变形小,抵抗水平侧移能力强。只要经过精密的运算和设计 ，该墙就能发挥较大的抗震能力。这对于我国地震频发的地区尤其适合，同时对于非地震带也应该适当地设计该墙体，以防患于未然。但是该技术也存在其内在的局限性，即建筑总高度不大时结构材料耗费可能较多。
2、墙肢的分类和结构布置
2.1 墙肢的分类
剪力墙可以依据不同的划分标准，分为不同的种类。根据墙肢的高厚比分为一般剪力墙和短肢剪力墙；根据墙面开洞大小的情况,还可分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。
2.2 剪力墙的结构布置
高层建筑需要留有足够的空间,剪力墙结构应双向布置,形成空间结构。尤其是地质灾害频发的区域，根据地质特点，应避免单向布置剪力墙,并宜使两个方向刚度接近。同时墙体的受力点应该均衡设置，使其刚度中心和建筑物质心尽量接近,以减小扭转效应。必要时通过改变墙肢长度和连梁高度调整刚心位置。剪力墙抗侧刚度大,结构自振周期短,所受水平地震作用较大,对结构不利。可充分利用剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大的能力,尽量减薄纵横墙体的厚度,或采用“主次结构”,加大墙体的间距,减少墙体数量,以降低结构的抗侧移刚度,减轻结构重量,减少墙体的水平地震剪力和弯矩。
3、墙肢长度和厚度的选取
3.1 墙肢的长度
剪力墙墙肢长度是有基本数值标准的，通常来说为八米。但是在实际的设计中应该考虑到意外影响因素，所以允许在标准数值的基础上出现两米范围内的延性。当墙体长度超出既定范围时,为了满足每个墙段高宽比大于2 的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙,洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁,使其可近似认为分成了独立墙段。
3.2 墙肢厚度的选取
高层建筑混凝土结构技术规程规定了剪力墙的最小厚度,其主要目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。
对于住宅建筑, 填充墙厚一般为200mm 。住宅层高一般为2.8～3.0m ,故墙厚取200mm。对于无地下室的高层住宅,因其基础埋深一般在2. 5m 以上,则底层墙体高度会到5.0m 以上。为避免出现此种情况,在布置剪力墙时,应结合建筑平面,尽量不用一字形剪力墙,而采用L 、T、Z、十字形等截而形式。 4、边缘构件的设置
有约束边缘构件的矩形截面剪力墙与无约束边缘构件的矩形截面剪力墙相比,极限承载力约提高40 % ,极限层间位移角约增加一倍,对地震能量的消耗能力增大20 %左右,且有利于墙板的稳定。剪力墙设置的边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件。
部分框支剪力墙结构,落地剪力墙的底部加强部位,两端应有翼墙和端柱,应设置约束边缘构件。不落地的剪力墙及落地剪力墙其他部位设置构造边缘构件。
5、连梁设计
5.1 连梁的作用
在剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。在水平荷载作用下,墙肢发生弯曲变形,使连梁端部产生转角,从而使连梁产生内力,同时连梁端部的内力又反过来减小与之相连的墙肢的内力和变形,对墙肢起到一定的约束作用,改善墙肢的受力状态。因此,连梁对于剪力墙结构尤为重要,在起到连接墙肢作用的同时,还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。
5.2 连梁设计的处理方法
在带连梁的剪力墙设计中,连梁的跨高比和截面尺寸受到许多因素的影响,设计不当经常出现连梁承载力超限或连梁截面不符合设计要求的情况,设计时可从以下方面考虑。
5. 2. 1 对连梁的刚度进行折减
连梁由于跨高比较小,与之相连的墙肢刚度大等原因,在水平力作用下的内力往往很大,连梁屈服时表现为梁端出现裂缝,刚度减小,内力重分布。因此,在开始进行结构整体计算时,就需对连梁刚度进行折减。高规中解释说高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析,但抗震设计的剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小,而承受的弯矩和剪力很大,配筋设计困难。因此,可考虑在不影响其承受竖向荷载能力的前提下,允许其适当开裂而把内力转移到墙体上
5. 2. 2 增加剪力墙洞口的宽度、减小连梁高度
增加剪力墙洞口的宽度,即增加连梁跨度,减小连梁高度,其目的是减小连梁刚度,同时由于减小了结构的整体刚度,也就减小了地震作用的影响,使连梁的承载力有可能不超限。
5. 2. 3 增加剪力墙的厚度
增加剪力墙的厚度,即增加连梁的截面宽度,其结果一方面由于结构整体刚度加大,地震作用产生的内力增加,另一方面连梁的抗剪承载力与连梁宽度的增加成正比。由于剪力墙的厚度增加后,地震作用所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给剪力墙,而是小于这个比例,因此有可能使连梁抗剪承载力不超限。
5. 2. 4 提高混凝上等级
提高剪力墙的混凝上等级,其弹性模量增加的比例远小于混凝上抗剪承载力提高的比例,因此也有可能使连梁的抗剪承载力不超限。
6、结语
为了保证高层建筑的质量，减少高层建筑的资金投入，降低成本，剪力墙技术的应用必不可少。建筑施工设计师应该从剪力墙的特性出发，运用新型技术，克服其局限性，最大程度的发挥其刚度数值以及简洁施工的优势，为高层建筑提供必要的技术支持。
参考文献
[1]吕文，钱稼茹.基于位移延性剪力墙抗震设计[M].建筑结构学报，1999.3.
[2]高层建筑混凝土结构技术规程.中国建筑工业出版社.
关键词：剪力墙 结构设计
一、筑结构设计的类型与基本内容
1、建筑结构的类型
根据建筑物的用途，可以分为工业建筑与民用建筑。根据建筑物的层数，可以分为单层、多层、高层和超高层建筑。建筑物根据所使用的结构材料可以分为：木结构、砌体结构、混凝土结构、钢结构和混合结构等。建筑物根据其结构形式，可以分为排架结构、框架结构、剪力墙结构、简体结构和大路结构等。
2、建筑结构设计的基本内容：
（1）结构设计的程序
建筑物的设计包括建筑设计、结构设计、给排水设计、暖气通风设计和电气设计等。每一部分的设计都应围绕设计的四个基本要求：即功能要求、美观要求、经济要求和环保要求。建筑结构是建筑物发挥使用功能的基础，其结构设计主要包括以下四个过程：方案设计一结构分析一构件设计一绘施工图。
（2）建筑物结构设计的要求
①计算内容：结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算，如直接承受动力荷载的构件应进行疲劳强度验算；②结构上多种作用效应同时发生时，应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后，考虑其可能的最不利组合；③抗震设计：我国的抗震设防烈度为6至9度，建筑结构根据所在地区的烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。对应不同的抗震等级，有不同的计算和构造要求。
二、剪力墙结构设计遵循的基本原则
剪力墙高和宽尺寸往往比较大而厚度却很小，几何特征向板，受力形态接近于柱，然而它与柱的区别主要在于其肢长和厚度之间的比值，当比值小于或等于3的时候可以按照柱来设计，当比值是3至5之间的时候则可以视为异形柱，并按双向受压构件设计。
剪力墙结构设计中，墙是一个平面构件，它承受沿着平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担着竖向压力。在弯矩和剪力等结合状态下工作，其在水平力作用下就好似一底部嵌固与基础悬臂梁在地震作用或风载下剪力墙除了要满足刚强度的要求外，还必须要满足非弹性变形反复循环下的延性。
剪力墙的特点是，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相对偏小。当剪力墙和平面以外的梁相接时，就会造成墙肢平面外弯矩，然而通常情况下不会盐酸墙的平面外刚度和承载力，所以应避免开平面外搭接，实在避不开时则应按照有关规定来采取相应的措施。以便于保证剪力墙平面外的安全。
墙的设计计算是考虑到竖向和水平作用下的结构整体分析，以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来进行验算。在剪力墙承载力计算中，对带翼墙的计算宽度一般都是按以下情况来取最小值的；门窗洞口之间的翼缘宽度；剪力墙之间的距离；墙肢总高的十分之一。
三、剪力墙结构设计及计算的优化措施
1、剪力墙结构设计的优化原则
在剪力墙机构中，剪力墙一般沿着主轴方向或其它方向进行双向布置，使之形成一定的空间结构，而抗震设计的剪力墙结构，应避免单一的布置剪力墙，并要使两个受力方向的抗侧刚度相互接近，以便于使其具有一定的空间工作性能。剪力墙的抗侧刚度和承载力一般都比较大，为了充分地利用剪力墙，减轻该结构的重量，剪力墙的布置不宜过于紧密，应使其结构具有适度的侧向刚度。较长的剪力墙要开设洞口，并将其分成长度相等的几段墙面，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与截面高度的比例应当不小于或等于2，避免剪力墙产生脆性的剪切破坏。抗震结构设计时，还应注意避免在洞口与墙边或洞口之间形成墙肢截面高度和厚度之比小于4的小墙肢，而当小墙肢截面的高度小于墙厚度得4倍时，就应按照框架柱的设计箍筋按照框架柱加密区的要求全高加密。
2、剪力墙结构计算的优化原则。
楼层的最大层间与层高之比的调整原则。规范规定在计算多地震作用的楼层最大层间位移时，要以楼间弯曲变形为主，计入扭转变形，可以不扣除结构整体弯曲变形。因此，对于高层建筑应当尽可能地扭转变形最小，但是又不能够仅仅是根据这层间唯一不够而盲目地增加竖向构件的刚度。然而，在实际结构设计中，有的设计师一看某一方向的层间位移不足以满足规范要求，就不断地增加该项的侧向刚度，但应当注意的是架构的剪重比如果和规范限制接近还可以，如果减重过大，就不能减小对另一侧的结构刚度，另外使其减重比减小，地震作用减小，也可以达到想要的效果。
层最小剪力系数的调整原则。当满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不能超过4/10的前提下，要尽可能的减少剪力墙的布置，并以大开间剪力墙布置方案为目标，使其结构具有适宜的侧向刚度使楼层最小剪力系数不小于规范限制，这样做能够减轻结构自重，有效地减小地震作用的输入，同时可以降低工程建设成本的投入。
剪力墙连梁朝鲜的调整原则。剪力墙连梁的跨高比一般不宜小于2.5，跨高之比则小于2.5的连梁很容易出现剪力和弯矩超过规范的限值，有关制度规定了高比不小于5的连梁宜按框架梁进行设计。即跨高比不小于5的连梁刚度不应折减。然而跨高比在5-6之间时，如果连梁刚度不折减就很容易出现剪力或弯矩超限。本文认为该条文在实际工程设计中如果能充分利用，则对节省工程造价就会具有一定的影响，即将跨高比不大于5的连梁和减小剪力墙墙肢长度使连梁跨高比变为大于6的框架梁，而后者的钢筋以及混凝土用量一般都是小于前者的，可以节省一部分工程工资。
参考文献：
一、墙肢的结构布置和分类
在对剪力墙进行结构布置的过程中，高层建筑应该具有良好的空间工作能力，应该使用双向布置的方式，最终形成良好的空间结构，尤其是在抗震设防地区，减少剪力墙的单向布置，使双向方向具有十分相近的刚度，在平面上应该保持均匀，使剪力墙的刚度中心接近建筑物的中心，降低扭转效应，在需要的时候，使用改变连梁高度和墙肢长度的方式对刚心位置进行调整。由于较大的地震作用会对剪力墙的结构产生不利的影响，因此，在结构设计中通过调节剪力墙的抗侧刚度来减少不利影响。减少剪力墙的厚度、或者使用主次结构的方式、减少剪力墙的数量、增加剪力墙之间的距离、减少结构的重量等都能降低剪力墙的弯矩和地震剪力。剪力墙具有较大承载能力和抗侧刚度的特征，当剪力墙与其平面外相交的梁连接时，会产生平面外弯矩，如果梁的高度是墙厚的两倍，剪力墙会产生安全隐患，因此，应该使用相应的措施，减少平面外的危险隐患，在对具有较小界面的剪力墙进行设计的时候，可以使用半刚接和铰接的方式，最大程度的降低平面外弯矩的影响。
二、剪力墙的连梁设计
在剪力墙结构设计的过程中，连梁指的是墙肢和墙肢之间连接的梁，在荷载的作用之下，墙肢会产生变形、弯曲等现象，最终使连梁的两端产生转角变形，造成连梁内力的产生，与此同时，端部的内力能够降低墙肢的变形和内力，约束了墙肢，对墙肢的受力水平进行了改善，因此，连梁会对剪力墙的结构产生积极的作用，不仅有助于连接墙肢，还能够约束墙肢。在对连梁进行设计的过程中，其截面尺寸和跨高比会受到很多因素的影响，如果没有完善的设计，很容易产生连梁截面不满足要求或者承载力超过上限等现象，因此，在进行设计的过程中，可以从以下几个方面进行考虑。首先，因为连梁具有较小的跨高，墙肢具有较大的刚度，内力受到水平力的影响会很大，连梁在屈服的过程中会产生内力重分布或者刚度减少的现象，造成裂缝的产生，因此，在对整体结构进行计算的时候，应该折减连梁的刚度，高层建筑在进行整体分析的时候，应该使用弹性刚度，在一些抗震设计中，连梁相对墙体具有较小的刚度，因承受了很大的剪力和弯矩，在进行配筋设计的时候会有很大的困难。因此，在满足竖向承载能力的条件下，减少连梁刚度，将连梁的内力向墙体上进行转移，在抗震设计时，可以对连梁的刚度进行一定的折减，但减折系数不宜小于0.5，使连梁的承载水平得到保证。第二，可以使用降低连梁高度，增加洞口宽度的方式，减少连梁的刚度，同时，也降低了房屋整体的刚度，将地震作用的危害降到最低，最终保证承载力在连梁能够承受的范围之内。
三、剪力墙结构设计的优化方式
剪力墙应该进行双向布置，形成良好的空间结构，在一些抗震设计中，应该避免对剪力墙进行单向布置，保证空间结构的工作能力。在对剪力墙结构进行设计的时候，还应该针对相关的技术规范，对结构的合理性和安全性进行综合的考虑，在符合层间位移和层高之比要求的基础上，使计算的结果和规范值接近。在实际工程中，一些设计人员看到层间位移和规定要求不吻合时，就对侧向刚度进行大量的增加，这种方法虽然能够暂时解决问题，但应该重视剪力墙结构的剪重比，如果剪重比超过了规范的限值，应该使用减少结构刚度的措施，使用这种方式，不仅能够减少剪重比，还能够降低地震产生的不利影响，充分发挥剪力墙的作用。剪力墙的墙肢截面应该具有规则、简单的特征，应该保证剪力墙具有均匀的竖向刚度，门窗洞口应该上下对齐分布，连梁和墙肢的布局明晰，使应力具有十分规则的分布，同时，可以使计算简图更加规范，提高设计整体结果的安全性和可靠性，减少因为洞口设置悬殊而产生的叠合错洞现象。我国高层建筑的结构技术规范对剪力墙的厚度做出了明确的规定，该规定的目的是提高剪力墙的稳定性和刚度。在住宅建筑中，房屋层高一般在2.8到3.0m之间，填充墙的厚度通常在200mm左右，剪力墙的厚度也应该保持在200mm左右，在建筑结构设计中，剪力墙的截面根据建筑平面布局情况选用十字形、Z字形、T字形等截面形式，同时保证剪力墙的翼缘长度是厚度的八倍左右，这样不仅能够增加墙体的抗震水平，还能够满足200mm厚的设计需求。湖州天元颐城工程的建筑面积20多万平方米，由9幢33层的高层住宅组成，结构设计中采用了剪力墙结构形式，在剪力墙布置上采用优化理论，增大剪力墙的设置间距、减少剪力墙的数量、隔开间布置剪力墙、合理选择截面形式等方法调整房屋整体的抗侧刚度，使计算结果接近规范限值，收到了良好的社会效益和经济效益。四、结语总之，剪力墙结构在进行设计的过程中，很容易产生设计过于保守或者不合理等现象，很容易产生资源浪费和结构存在隐患等问题，本文结合工程的相关经验，对剪力墙结构设计之中的问题进行了阐述，并提出了相应的解决措施。
作者：李培土单位：浙江联合建工设计研究院有限公司
关键词: 民用建筑，剪力墙，结构设计
中图分类号：TU8 文献标识码：A
随着我国经济技术的高速发展，人们不仅仅是追求温饱，更重要的是追求生活环境的安全，因此我们要加强民用建筑的剪力墙结构的设计。
1 民用建筑剪力墙布置
1． 1 民用建筑剪力墙布置原则
民用建筑剪力墙的布置是沿着主轴方向或者其他某一方向进行双向布置，在同一平面内剪力墙的布置要保持均衡。民用建筑剪力墙的高与宽通常尺寸都比较大，厚度又较薄，在墙体受力方面受到水平剪力、弯矩、竖向压力。民用建筑的剪力墙需要具有抗震、抗风载的能力，所以其结构需要满足非弹性变形和避免脆性剪力断裂，剪力墙的设计类型可以尽量采用延性弯曲型。
1． 2 剪力墙结构类别
剪力墙结构类别有整体墙和联肢墙。根据不同类型墙体的特点、受力特征、墙体内力分布进行配筋和构造。整体墙包括山墙、鱼骨式结构片墙、小开洞墙; 联肢墙是由梁连接的剪力墙。
将建筑的墙体作为竖向承重和抗侧力结构体系的被叫做剪力墙结构，在剪力墙上可以进行开洞设计，当洞口越大时，越接近剪力墙的框架。
1． 3 剪力墙结构设计计算
剪力墙结构设计计算是对剪力墙的正截面承载力和剪力墙斜截面受剪力进行验算。验算时需要对剪力墙的整体结构进行分析，根据剪力墙水平受力与竖向受力求得剪力墙的内力。剪力墙结构计算的原则是:
1) 要与施工图一致; 2) 剪力墙荷载取值准确; 3) 地下室作为指定层数; 4) 整体计算参数与内力配筋调整参数应与整体分析程序相对应; 5) 地下室人防、楼梯、地下室侧壁、顶板、水池壁板、挡土墙、车道板、雨篷等抗扭构件，异型板、立面小构件等的补充计算，尽可能采用其他结构软件的计算工具计算，无相关工具的采用手算。
1． 4 剪力墙结构设计规范
民用建筑剪力墙的墙体厚度规定大于160 mm，底部加强厚度大于200 mm。采用竖向钢筋进行墙体边缘配筋，确定剪力墙的稳定性，横向配筋提高剪力墙的抗震能力。
2 民用建筑剪力墙结构厚度确定与配筋处理
1) 建筑规范规定民用建筑的剪力墙结构的地震等级 8 度时，剪力墙抗震等级为2 级以上，这就要求剪力墙墙底部分墙体厚度在200 mm 以上，并且要求墙底加强部分厚度大于楼层高度的 1 /16。
2) 民用建筑剪力墙墙体配筋率规定应在 0． 25% 以上，剪力墙底部加强部分的配筋率规定在 0． 3%以上。
民用建筑剪力墙的水平配筋，是对墙体加入水平分布的钢筋，目的是能够提高剪力墙的抗脆性剪切破坏和抗温度应力破坏。对于民用建筑的大面积剪力墙的较大面积墙体需要适当的增加配筋，尤其民用建筑的连梁与温度变化敏感位置，配筋的添加要保证剪力墙结构的稳定性。
民用建筑剪力墙的竖向配筋，是对墙体抗弯能力的加强。竖向配筋可以对剪力墙边缘进行适当增加，钢筋之间的间距控制在300 mm以下，并且竖向配筋应小于横向配筋，这样剪力墙的抗剪能力就大于抗弯能力，有效的解决了抗震问题。
3 民用建筑大面超长剪力墙结构处理
目前许多民用建筑中的现浇混凝土剪力墙结构的伸缩缝已经超过了规范设定，并且在遇到超长结构的情况下设计者设计的伸缩缝间距越来越大，这个问题对于设计者来说应该慎重，如果遇到超长结构的情况最好设置温度伸缩缝，尽可能的依据规范设定限值进行设计。这是因为: 1) 剪力墙结构超长，当剪力墙受温度变化较大时，混凝土剪力墙收缩、剪力墙容易发生变形，当剪力墙结构发生收缩变形时容易造成墙体结构出现裂缝。2) 民用建筑的剪力墙体型庞大，受到结构变形和裂缝的因素也很多，如果遇到剪力墙结构超长情况时，需要设置温度伸缩缝才能够降低墙体大面积变形和开裂的现象发生。3) 随着民用建筑使用的混凝土收缩量不断加大( 由原有的300με 增加到400με以上) ，剪力墙结构超长导致产生裂缝的因素也增多。4) 民用建筑泵送混凝土时，增加了水泥的用量，从而导致剪力墙结构的收缩量加大，这也加剧了产生裂缝的必然性。
4 民用建筑的剪力墙的抗震设计
民用建筑中,剪力墙是主要的抗震结构,因为剪力墙的水平方向的刚度比较大,所以特别容易满足小震作用下的结构,尤其是民用建筑结构中的侧向位移的限制。但是,对于建筑物的刚度的大小,历来都有很多的争议。对于钢筋混凝土的剪力墙的结构,通过一些地震灾害的事实表明,刚度比较大的结构通常灾害要小一些。但是,结构刚度并不能没有限制的增加,因为在通常的情况下,建筑物的刚度如果越大,承受地震力的水平也会随着变大,那么工程的费用也就变高了,这里就需要掌握好一个尺度的问题。针对民用建筑,控制这个标准的要素主要有两个。
(1)控制结构上的水平位移。首先应该使结构的水平位移满足《民用建筑混凝土结构技术规程》中的有关结构水平的位移的限值的规定。
(2)控制地震力。在地震力的计算值比较小的情况下,有的时候也会出现结构的顶点位移满足要求的一些假象,所以,只有底部的剪力在合理的要求的范围内,对位移和内力以及配筋的情况做检查才有意义,规范规定的剪力墙的结构的底部的剪力系数的范围可以防止剪力过小。
严格控制以上两个因素,就是对剪力墙的合理布置的有效控制。这些内容在《高规》中并没有明确的规定,但是工程师出于结构的安全、设计的方便、设计周期的缩短等考虑,往往把结构设计的比较保守,在一定程度上没有充分的发挥材料的性能,在造价上造成了一定的浪费。所以,深入的开展对剪力墙的结构的设计的研究是非常有现实意义的。
5、设计剪力墙过程中需要注意的问题
5.1 软件运用问题
民用建筑的剪力墙不免要用到计算机进行辅助设计，在运用相关软件的同时要根据具体的情况来设置模型。工作人员要能够调整软件中的各项参数，以此来反映实际的施工情况，要最大限度地使软件所计算出的结果与实际的模型相统一。设计剪力墙的工作人员还要了解软件中各项参数的实际意义，只有这样才能够合理地设置参数。另外，实际的工程施工不能够完全依赖计算机计算出的结果，也不能够因为计算出的结果中某一部分出现了问题就把全部的结果认为是错误的，要在软件的实际应用中找到其产生误差的原因，逐步积累经验和教训，这样才能使民用建筑的剪力墙设计更加安全、合理。
5.2 结构细部的构造措施
虽然民用建筑的剪力墙具有很好的抗侧力性能，但是地震的运动存在很大的不确定因素，我们要有意识地设计剪力墙，以提高其总体的抗震性能，特别是对控制的薄弱层采取有效的措施，使其不会因为地震而造成损害。在强大的地震力的作用下，民用建筑的剪力墙很可能发生整体的弯曲变形，尤其是底部的小墙肢很可能因其横截面积过小和强大的扭转力作用而发生严重的损坏，对原有的翘曲变形造成更大的影响，建筑平面的外缘会出现一字型的裂缝，然后是角点处的墙肢，其破坏也是最为严重的。所以，我们一定要采取有效的手段来提高剪力墙的抗震能力。
6施工中应注意的问题
在实际的剪力墙施工过程中，要注意到轻质的隔墙材质与混凝土墙肢的材质是不同的，如果不能够运用合理的处理措施就会导致住宅的装修产生裂纹，甚至会在用户使用的过程中造成更严重的墙体裂缝。如果出现墙体模板之间没有相互联通的情况就可能导致混凝土浇筑过程中出现移位，经过长时间的风吹雨淋可能出现更加严重的后果，所以一定要做好模板检验和支撑检验工作。另外，就是电路管线的核查问题，在施工接近尾声的时候更不能掉以轻心，尤其是电路管线的安装与核查，因为电路管线位于填充墙和混凝土墙肢之间的预留位置，如果安装不到位很容易造成电路管线的偏移，给住户的使用带来很大的安全隐患。
结语
综上所述，研究指出了我国民用建筑中剪力墙的设计中存在的问题，并就如何设计剪力墙提出了几点建议，希望我国建筑工程的施工人员能够建造坚固的房屋，使建筑事业得到更好的发展。
关键词：房屋建筑;剪力墙结构;结构形式;设计;探讨
Abstract: Along with the science and technology level rise ceaselessly, people thought of the idea update ceaselessly, require building new in order to be different, to highlight the personality, not only to the building brought brand-new appearance, for the design of personnel, also posed grim challenge. The shear walls as the architectural design of the main structure form, has attracted much attention, the author for many years engaged in the construction industry, combined with the design experience, the shear wall structure design are discussed.
Key words : Housing construction; shear wall structure; structure design; discussion;
中图分类号：TU398+.2文献标识码：A文章编号：
剪力墙结构(shearwall structure）是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。剪力墙结构在高层房屋中被大量运用。
高层建筑结构的受力特点与支撑件
建筑结构所受的外力主要是来自于水平与垂直两个方向。低、多层建筑因为结构高度较低、平面尺寸较大，宽度比较小而且结构的风荷载和地震影响也很小，所以低层建筑的设计主要考虑的因素是如何抵抗竖向荷载。然而随着建筑高度的不断增大，其受力特点也在逐步发生变化，在设计师主要考虑水平载荷、轴向变形、侧移以及结构延性等方面。
1.1水平荷载
对于一定高度范围的高层建筑而言，竖向荷载基本固定不变，而包括风荷载与地震作用的水平荷载的数值，则会随结构动力特性的区别而发生叫较大围的变化。
1.2轴向变形
高层建筑的竖向荷载一般较大，会在柱中引起相当大的轴向变形从而影响连续梁弯矩，同时还会影响预制构件的下料长度。因此，必须考虑轴向变形计算值，对下料长度做出相应的调整。
1.3侧移的控制
结构侧移是高层建筑结构设计的关键。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形会随着建筑高度的升高而迅速增大。基于这一原因，水平荷载作用下的侧移必须严格控制在一定范围内。
1.4结构延性
高层建筑比矮层楼房的结构更柔和，因此遭遇地震等剧烈震动时所发生的变形会更大。为保证建筑在塑性变形阶段中仍能具备较强的变形能力，必须在结构设计上采取相应的措施以保证结构的延性。
二、剪力墙设计的原则
对剪力墙的设计要做到安全、经济合理，所以在设计的过程中除了对位移限制值的要求外，还要充分发挥框剪结构中各抗侧力构件的作用。在剪力墙数量的设计的时候，位移限制值要满足规范的规定，应尽量减少剪力墙数量，但应满足在基本振犁地震作用下，剪力墙部分承受的地震倾覆力矩大干结构总地震倾覆力矩的一半。
1)楼层最小剪力系数的调整原则。在设计时候要尽量减少剪力墙的布置，最好设计为大开间剪力墙布置方案，来达到比较理想的侧向刚度结构，楼层的最小剪力系数接近规范的极限值，但是这要满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不超过40％。这样在减轻结构自重的时候降低地震作用带来的危害而且造价方面可以减少。2)楼层层间最大位移与层高之比的调整原则。规范规定最大的弹性层问位移在多遇地震作用标准值产生的楼层计算的时候，可以不除去结构整体弯曲变形，应计入扭转变形在以弯曲变形为主的高层建筑中。由此可以看出，楼层间的扭转和剪切变形对于一般的高层建筑是重点考虑的方面。竖向构件的多少决定着剪切变形的控制，但是即使构件的数量足够多但是布置不合理，扭转变形就会过大，仍然达不到层间位移的要求。所以，高层建筑能仅仅根据层问位移不够不加分析地增加竖向构件的刚度，而应尽可能使扭转变形最小。3)剪力墙连梁超限的调整原则。剪力墙的连续梁的跨高比小于2．5可能会出现弯矩和剪力超过规范的极限规定，所以其跨高比一般不小于2．5。规范规定连续梁不应拆减在跨高比不超过5的时候。在跨高比在5到6的时候，连续梁冈4度也必须拆减，否则可能导致弯矩和剪力超过极限值。这 如果能在具体工程设计的时候能有效利用，工程造价会降低很多。
三、 剪力墙构造设计
1.剪力墙截面厚度。规定剪力墙最小厚度的目的是为了保证剪力墙平面外的刚度和稳定性能。当墙肢平面外有与其相交的剪力墙时，可视为剪力墙的支承。有利于保证剪力平面外的刚度和稳定性能。所以在确定墙肢最小厚度时，按层高及无支长度两者较小值来计算。规范规定：在非抗震设计时，剪力墙最小厚度不应小于层高或无支长度的1/25，且大于等于160 mm。抗震设计时，底部加强区在一、二级抗震等级时不小于层高或无支长度的1/16，且大于等于200 mm。三、四等级抗震等级时不小于1/20，且大于等于160 mm；其他各层在一、二级抗震等级时，不小于层高或无支长度的1/20，且大于等于160 mm；三、四级抗震等级时应不小于1/25，且大于等于160 mm。分隔电梯井或管道井的墙应大于等于160 mm。
2.混凝土强度等级：剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C20；带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级应不低于C25。
3.一般剪力墙在一、二级抗震的一般部位及三、四级抗震设计和非抗震设计时，其墙肢端部应设置构造边缘构件，在一、二级抗震的底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设约束边缘构件。当为非抗震设计时，剪力墙端部应按构造配置不少于4 Φ12 纵筋，并且应沿纵向钢筋配置不少于Φ6@250 的拉筋。
4. 为了防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限抗弯承载力，就必须确定竖向分布钢筋的最小配筋率；同时为了防止斜裂缝出现后发生脆性剪拉破坏，就必须规定水平分布筋的最小配筋率。一般剪力墙的竖向和水平分布筋的配筋率为：一、二、三级抗震等级时不小于0.25%，四级抗震等级及非抗震等级时为0.2%，间距不应大于300 mm，直径不应小于8 mm，也不宜大于墙肢厚度的1/10。
5. 剪力墙上开洞的构造处理，当洞口较小，在整体计算中不考虑其影响时，应将切断的分布钢筋集中在洞口边缘补足，以保证剪力墙截面的承载力，且钢筋直径不应小于12 mm。当洞口较大时，应按实际情况在洞口两侧设置边缘构件，上下设置连梁处理。
6.剪力墙受竖向荷载的作用比较大，其竖向荷载一般是结构的自重和楼面的荷载作用产生的。竖向荷载在墙肢内产生轴力，在连续梁内产生弯矩，这时候可以按其受力面积进行计算即可。如果在水平荷载的作用下，剪力墙的受力情况可以按二维平面来分析，在对其精确的计算的时候就按平面问题计算。其计算的工作量很大。但是在工程设计的时候，对于不同类型的剪力墙受力特点可以对其进行简化计算。在水平力作用下，整体墙的截面弯矩和剪力可以按照悬臂构件来计算。小开口整体墙虽然因为洞口影响而出现墙肢间应力不再按直线分布，但是产生的影响也不是很大，所以仍然可以按整体墙计算基础上对其进行修改即可。壁式框架可以简化为带刚域的框架，用改进的反弯点法进行计算。联肢墙是由一系列连梁约束的墙肢组成，可采用连续化方法近似计算。
结束语：近年来，城市高楼化趋势不可动摇，高层建筑将会快速发展，所以剪力墙结构会得到更多地运用。高层建筑的剪力墙结构设计，在建筑施工整个过程中占有重要位置，也是我国专业人员一直努力钻研的方向。但是由于多种客观原因，目前，尚存在很多需要研究探讨的地方，跟国外的剪力墙结构设计相差还很大，因此，针对这一问题，我们需要投入更多的时间与精力做到更好。笔者也会一直努力。
参考文献：
[1]苏绍坚．住宅楼剪力墙结构设计分析[J].核工程研究与设计，2007，O1．
【关键词】：高层建筑；框架-剪力墙；设计
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
框架-剪力墙结构体系是指利用剪力墙及框架作为建筑的竖向承重体系，并用它抵抗水平力的结构体系。在受力方面，因为剪力墙的刚度大，容易满足小震作用下结构尤其是高层结构的位移限值。在地震作用下，其变形小，破坏程度低，可以设计成延性剪力墙，大震时通过连梁和墙肢底部的塑性铰范围内的塑性变形耗散地震能量。该体系在高层建筑结构设计中容易满足安全、经济、合理的要求，所以在高层住宅、公寓和旅馆建筑中得到广泛应用。
一、框架-剪力墙结构设计要点
在进行高层建筑结构设计时，必须要清晰掌握这种建筑相对于低多层建筑来说所具有的特征，只有这样才能准确地就其特殊性而作出相应的设计措施。笔者总结了高层建筑结构设计特点主要有以下几点：
（一）水平荷载是高层框架-剪力墙结构设计时的决定性因素
这是因为结构由自重等竖向荷载产生的轴力和弯矩的大小，仅与楼房高度的一次方成正比；而结构由于水平荷载产生的倾覆力矩及在竖构件中产生的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；同时，对于同一建筑来说，自重等竖向荷载基本上是定值，而风荷载和地震作用等水平荷载，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
（二）轴向变形不容忽视
因为在高层建筑中，自重等竖向荷载很大，能够使墙、柱产生较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生较大的影响，对预制构件的下料长度产生影响，另外对构件的剪力和侧移也会产生影响，较易造成结构设计不够安全。
（三）侧移是高层框架-剪力墙结构设计的关键因素
水平荷载下结构的侧移变形随着楼房高度的增加迅速增大，因此水平荷载作用下结构的侧移应控制在规定限度之内。
（四）结构延性是高层建筑结构设计的重要设计指标
与低多层建筑相比，高层建筑结构在地震作用下的变形更大一些。为了能让结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，防止建筑倒塌，必须采取一定的构造措施，以保证结构具有足够的延性。
二、设计实例
（一）项目简介
本项目为24层的高层建筑大楼，该建筑高度为81.2m，该高层建筑底下3层主要用于商业活动，4层为设备夹层，其余层主要用于酒店，地下设有一层地下室。抗震设防烈度为7度，场地类型为Ⅱ类。
（二）主体结构选型
由于本高层建筑为24层，高度为81.2m，属于高层建筑，同时结合高层建筑结构设计的特点，主体结构采用钢筋混凝土框架剪力墙结构。该结构体系能较好地满足建筑使用功能，剪力墙结合建筑功能双向均匀对称布置贯通落地，结构横向高宽比为4.27，小于7。经计算，框架-剪力墙结构能够满足结构抗震、抗风和承受重力荷载作用等各项技术要求，结构整移、稳定及构件节点延性也都能较好地满足要求。
（三）楼盖结构选型及楼屋面板设计
由于本高层建筑主体结构采用了现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构，为了能与之相适应，楼盖结构也应选用现浇钢筋混凝土梁板结构。结合建筑平面布置，考虑有利于提高结构横向刚度，楼盖次梁沿横向布置，支承于纵向框架梁上。楼屋面板采用多跨连续板，其中商业层及屋面板厚120mm。
（四）剪力墙截面
本高层建筑的剪力墙端柱以及剪力墙厚度，分别见表1和表2所示：
表1剪力墙端柱截面尺寸（单位：mm）
表2剪力墙厚度（单位：mm）
（五）高层建筑结构设计及构造要求
结合本项目的高层建筑框架-剪力墙结构为例，说明该高层建筑结构设计及构造要求。本高层建筑的框架-剪力墙中的框架和剪力墙的截面设计除了满足框架和剪力墙截面设计的一般原则外，还重点采取以下几点设计要求：
（一）框架部分
抗震等级、适用高度和高宽比的调整对本高层建筑进行抗震设计时，地震造成的对房屋的倾覆力由框架和剪力墙两部分共同承担。若由框架承担的部分大于倾覆力矩的50%以上时，说明框架部分已居于较主要地位，应加强其抗震能力的储备。如可以通过按纯框架结构的要求来确定其抗震等级或轴压比按纯框架结构的规定限制来实现。适用高度和高宽比则可取框架结构和剪力墙结构两者之间的值，视框架部分承担总倾覆力矩的百分比而定，当框架部分承担的百分比接近于0时，取接近剪力墙结构的适用高度和高宽比；当框架部分承担的百分比接近于100%时，取接近框架结构的适用高度和高宽比。
（二）框架剪力墙中框架总剪力的调整
框架-剪力墙结构中，柱和剪力墙相比，其抗剪刚度很小，故在地震作用下，楼层因地震引起的总剪力主要由剪力墙来承担，框架柱只承担很小一部分，因此框架由于地震作用所造成的内力很小，而框架作为抗震的第二道防线，过于单薄是不利的，为了保证框架部分有一定的抗震能力储备，规定框架部分所承担的地震剪力不应小于一定的值。框架剪力的调整应在楼层剪力满足楼层最小剪力系数的前提下进行。
（三）构造措施设计
本高层建筑框架剪力墙结构中剪力墙的配筋的构造要求：剪力墙都是主要的抗侧力构件，承担较大的水平剪力。因此，必须规定剪力墙设计的最基本的构造要求，使剪力墙具有最低限度的强度和延性保证，同时本工程中还对剪力墙周边设置的梁和端柱，其配筋和截面尺寸也应符合相应的要求。
三、高层结构设计分析
（一）水平位移的控制设计
鉴于高层建筑受风荷载和地震作用的影响较大，为此本工程重点对风荷载和地震作用下结构的水平位移进行了分析。在承载力的使用条件下，高层建筑结构应具有足够的刚度，避免产生过大的位移影响结构的承载力、稳定性和使用要求。而在正常使用条件下，限制侧向变形的主要原因有：防止主体结构开裂、损坏；防止填充墙及装饰开裂、损坏；过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移使结构产生附加内力。荷载作用下高层结构的水平位移按弹性方法计算，确保高层建筑结构的层间弹性水平位移应满足（）max≤[]=1/800。
本工程中，结构在风荷载作用下，顶点水平位移Δx=0.018m，Δy=0.040m，则=＜[]=，，满足要求；最大层间相对水平位移：（）max=，（）max=，满足要求。
本工程中，结构在地震荷载作用下，顶点水平位移Δex=0.039m，则Δey=0.040m，则，（）=，（）=，满足要求；最大层间相对水平位移：（）max=，（）max=满足要求。
（二）结构整体稳定分析
鉴于高层建筑结构的刚度一般较大，且有许多楼板作为横向隔板，所以高层建筑在竖向重力荷载作用下产生整体失稳的可能性较小。高层建筑结构的稳定验算主要是控制在风荷载或地震荷载作用下，重力荷载产生的二阶效应不致过大，以免引起结构的失稳倒塌。一般高层建筑结构构件的长细比不大，其挠曲二阶效应的影响相对很小，一般可以忽略。但由于高层建筑结构的侧移较大，约为楼层层高的1/3000～1/500，重力荷载的p-Δ效应相对明显，可使结构的位移和内力增加，甚至导致结构失稳。因此，高层建筑结构的稳定设计，主要是控制和验算结构在风或地震作用下，重力荷载产生的p-Δ效应对结构性能降低的影响以及由此可能引起的结构失稳。
本高层建筑结构中，经对其进行结构整体稳定验算，验算结果如下：13～25层各层重力荷载设计值G1=9384kN，4～12层各层重力荷载设计值G2=9572kN，13～25层各层重力荷载设计值G3=23816kN。EJdy=7.968×109kN.m2。因此，本高层结构的双向整体稳定满足规范要求。
四、结论
本文结合笔者从事结构设计实践经验，提出高层建筑相对低多层建筑的特殊性。通过某高层建筑结构设计实例，对高层结构的主体结构选型、楼盖结构选型及楼屋面板设计以及剪力墙截面设计进行概述；同时提出在高层建筑结构设计中应重点注意框架部分抗震等级、适用高度和高宽比的调整、框架剪力墙中框架总剪力的调整、构造要求，对本高层建筑的侧移控制以及结构整体稳定性进行验算分析，分析结果表明采取的设计方法可有效地提高高层建筑设计的经济性与安全性。
【参考文献】：
【1】贾丽霞.高层建筑结构基于性能抗震设计思想的应用【J】.结构工程师，2011，27（2）.
【2】王强.高层建筑结构设计特点与剪力墙设计【J】.住宅科技，2008，31（10）.
关键词：高层建筑；剪力墙结构；结构设计
中图分类号：TU97文献标识码：A
1.剪力墙结构概述
1.1剪力墙的概念和结构效能
建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时，这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载，同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。剪力墙即由此而得名(抗震规范定名为抗震墙)。剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙，因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。
剪力墙结构体系，有很好的承载能力，而且有很好的整体性和空间作用，比框架结构有更好的抗侧力能力，因此，可建造较高的建筑物。
剪力墙结构的优点是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，其缺点是剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不灵活，不适合要求大空间的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性就差。一般适用住宅、公寓和旅馆。剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板，可以不设梁，所以空间利用比较好，可节约层高。
1.2普通剪力墙结构的结构布置
1.2.1平面布置
剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙承受，所以剪力墙应沿平面主要轴线方向布置。（1）矩形、L形、T形平面时，剪力墙沿两个正交的主轴方向布置；（2）三角形及Y形平面可沿三个方向布置（3）正多边形、圆形和弧形平面，则可沿径向及环向布置。
单片剪力墙的长度不宜过大：（1）长度很大的剪力墙，刚度很大将使结构的周期过短，地震力太大不经济；（2）剪力墙以处于受弯工作状态时，才能有足够的延性，故剪力墙应当是高细的，如果剪力墙太长时，将形成低宽剪力墙，就会由受剪破坏，剪力墙呈脆性，不利于抗震。故同一轴线上的连续剪力墙过长时，应用楼板或小连梁分成若干个墙段，每个墙段的高宽比应不小于2。
1.2.2每个墙段可以是单片墙，小开口墙或联肢墙
每个墙肢的宽度不宜大于8.0m，以保证墙肢是由受弯承载力控制，和充分发挥竖向分布筋的作用。内力计算时，墙段之间的楼板或弱连梁不考虑其作用，每个墙段作为一片独立剪力墙计算。
2.剪力墙结构设计的基本原则
2.1调整楼层最小剪力系数方面的原则
设计中剪力墙结构的布置要尽量减小，大开间的剪力墙结构布置是最好的设计方案，侧向刚度结构可以达到较为理想的状态。楼层间的剪力系数尽量小，但不能超出规范的极限范围，短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩于整体总底部承受的地震倾覆力比要小于或等于1:4，这样既可以减轻结构自重，同时降低了地震带来的危害又可以节约用费。
2.2调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则
规范规定的最大的楼层间的位移在计算的时候，如果楼层地区地震比较频繁，所用的标准值产生的楼层计算可以保留在结构的整体弯曲变形，应该计入扭转变形在以弯曲变形为主的高层建筑中。高层建筑重点考虑的方面就是楼层间的扭转和剪力变形。结构的剪切变形由竖向构建的数量决定着，在建设施工中，有足够多数量的构件还是远远不够的，更要考虑构建的布局是否合理，如果不合理，就会产生过大的扭转变形，楼层间的位移就达不到要求。因此，对于高层建筑而言，不能只是以楼层间的位移来确定竖向构件的刚度，而应该尽量减小扭转变形。
2.3调整剪力墙结构连续超限方面的原则
剪力墙结构的连续跨高比太小会导致弯矩出现及剪力过大，超过规范限度，跨高比一般大于或等于2.5。规范规定，在跨高比小于5的时候，连续梁不能够拆减。跨高比的正确选择，可以很好地避免弯矩及剪力过量，可保持在规定范围内。在结构设计时，如果可以有效合理的用上这些，可以大大降低工程成本。
剪力墙结构不只应该符合相关规定，在设计时要考虑多方面的因素，建筑物的平面、立面应尽量均匀，剪力墙结构应尽量远离房屋中心，以保证房屋整体的抗扭。
3.高层建筑剪力墙结构设计与优化
3.1符合建筑的高度要求
随着楼层数量和高度的不断增加，会增加剪力墙结构的震害，因此需要对剪力墙结构的建筑物的高度有明确的限值，这就需要在进行剪力墙结构设计时，按照一定的规范对建筑的高度进行确定。建筑的高度是指从室外地面到檐口或者是层面板板面的高度，就半地下室结构的建筑而言，计算高度需要从室内地面算起，而对于全地下室建筑进行高度计算时，需要从室外地面算起。
3.2设计过滤层
在剪力墙结构设计中，可能会遇到过滤层或者是转换层，这对剪力墙体的抗倾覆力矩和抗剪切力都有很高的要求，同时由于过滤层和转换层受到垂直的负荷的影响，会处于较大的拉剪或者是压剪的应力状态，一旦来自横向的负荷过重，就会对过滤层和转换层的剪力墙体造成很大的冲击，导致其抗裂性能大大的降低。在日常的剪力墙设计研究中，受到横向和竖向两个方面的负荷的影响，过滤层和转换层的剪力墙的承载能力大幅下降。而如果按验算一般墙体横向承载力的方法，当其托梁的高跨比或者者垂直荷载较小时，就将会过高地估计过渡层或者转换层剪力墙的抗震承载力，从而降低结构抗震的安全可靠性。因此过渡层或者转换层应在每开间设置圈梁以及构造柱，以形成类框架体系，从而增强过渡层或者转换层传递地震剪切力的能力，并大大增加其展延性以及耗能能力。
3.3合理设计连梁
连梁在墙体的结构中发挥着重要的作用，但是剪力墙的连梁作为一种基本的建筑结构构件，具有较高的能耗，因此其剪切破坏会对抗震造成不利的影响，同时降低了结构的延性。这就需要对连梁进行合理的设计，并在设计的过程中，要进行连梁的强剪弱弯验算，这样就可以促使连梁的剪切破坏在弯曲破坏之后。因此在进行连梁设计时，不可人为的加大连梁的纵筋，避免难以符合强剪弱弯的规定，因为加大箍筋并不能够满足规定的要求，这是因为在如果连梁难以满足截面控制的条件，只是通过加大箍筋的行为就会阻碍连梁作用的发挥，同时还会发生剪切破坏，在进行对剪力设计值的计算时，要乘以增大系数，进而实现对连梁的合理设计。
3.4长墙肢的设计
在对剪力墙结构设计时，要合理的确定墙体的长度，剪力墙的长度必须控制在一定的范围内，不宜过长，因为如果长度过大，一般要将长度较大的剪力墙设置在跨度较大的连梁之上，确保高层建筑的剪力墙结构的延性，特别是对于形状呈高细型的剪力墙，可以具备较高的延性和弯曲破坏的属性，这样可以避免发生脆性剪切破坏。如果墙肢长度过长，为了符合建筑设计的规范性要求，需要采用开洞的方式，在连梁的作用下，将长墙分为均匀的若干段；如果墙肢的长度过短，产生的裂缝的宽度就比较小，因此可以充分发挥墙体配筋的作用。因此在发生地震尤其是超烈度的强震时，这些长墙肢就是最容易遭到破坏的，而短墙肢则会因没有足够多的配筋，从而使整体结构遭到全面的破坏。为了避免这种不利的现象发生，应尽量避免单片剪力墙墙段长度大于8m。
4.结语
随着城市高层建筑面积的增多，剪力墙结构已经成为高层住宅采用最为广泛的一种结构形式，在满足规范各指标的前提条件下，如何做到结构安全、可靠、经济、合理，就成为我们每一个建筑结构工程师必需考虑的问题，因此，我们需要投入更多的精力与时间做好剪力墙结构的设计工作。
参考文献：
关键词：框架；剪力墙；钢筋混凝土
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1框架一剪力墙结构的受力和位移
1.1框架一剪力墙结构体系的受力特点
框架是由粱柱线性杆件组成的，框架的受力特点类似竖向悬臂剪切梁，其变形曲线为剪切形，在纯框架的结构中，所有框架的变形曲线都是类似的。所以，水平力按各框架的抗推刚度D比例分配。
剪力墙是竖向悬臂弯曲结构，其变形曲线为弯曲形，在平面内有很大的抗弯曲刚度，在一般剪力墙结构中，所有抗侧力构件剪力墙的侧移曲线都是类似的，水平力在各片剪力墙之间按其等效刚度肼比例分配。
框架一剪力墙结构体系的受力特点。在同一结构单元中，二者是通过水平面内刚度无限大的楼板连接在一起的，以致于它们不能单独按各自的弯曲变形或剪切变形而自由变形。它们在同一楼层的位移必须相等，在不考虑扭转的情况下，由于框架与剪力墙共同工作，彼此相互作用。
1.2 框架一剪力墙结构位移的特征
框架一剪力墙结构体系在水平力作用下的侧向位移与框架一剪力墙结构的刚度特征值λ有关，即
式中 C1——框架总剪力刚度
C1=ΣD•H
E1w——剪力墙的弯曲刚度
当λ≤1时，即框架的总剪力刚度与剪力墙弯曲刚度的比值很小：也就是剪力墙数量很多，侧移曲线与独立的悬臂梁一样，即为弯曲变形的形状.也就是接近剪力墙单独受水平力的变形曲线.
当λ≥6时，即框架的总剪力刚度与剪力墙弯曲刚度的比值很大，也就是框架一剪力墙结构中剪力墙的数量很少，侧移曲线是剪切变形的形状，接近纯框架变形曲线。
当λ=1～6之间时，侧向位移曲线介于弯曲与剪切变形之间，随着λ值的增大，剪力墙抗弯曲刚度与框架的总剪力刚度比相对薄弱，即框架承担的荷载相对增加，体系的变形曲线就接近总框架变形曲线。
2 框架一剪力墙结构中剪力墙的布置和数量
2.1 剪力墙的布置
剪力墙的布置一般原则是均匀、分散、对称、周边及均匀。分散原则是要求剪力墙片数不要太少，而且每片剪力墙刚度不要太大，连续尺寸不要太长，使抗侧力构件数量多一些，分散一些，每片剪力墙的弯曲刚度适中，在使用中不会因为个别墙的局部破坏而影响整体的抗侧力性能.也不会使个别墙的受力太集中，负担过重而引起过早的破坏。刚度过大的墙承担的内力也大，相应的基础处理难度增加，同时也考虑到剪力墙相距太远，楼面刚度要求大，很难满足要求，周边的原则是考虑建筑物抵抗扭转能力，便于保证刚度中心与平面中心相吻合；剪力墙布置在周边对称位置，增加抵抗扭转的内力臂，在不增加剪力墙面积的情况下，提高抗扭转能力。
剪力墙布置的位置应设在平面形状变化处，即：角隅、端角、凹角。这些部位往往是应力集中处，设置剪力墙给予加强是很有必要的；高层建筑的楼梯间、电梯间、管道井处等的楼面开洞严重地削弱楼板刚度，对保证框架与剪力墙协同工作极为不利.因此，在工程设计中用剪力墙来加强这些薄弱端部，如楼梯间、电梯井道处、竖向管道井设计加强的钢筋混凝土墙是十分有效的。
剪力墙的间距：现浇钢筋混凝土楼盖L/B=2～4为宜；装配整体式钢筋混凝土楼盖L/B=1～2.5为宜。原则是建筑物愈高、抗震设防烈度愈高，间距取值愈小。
2.2 剪力墙合理数量的确定
剪力墙的合理数量按许可位移决定，按高层建筑规范中一般装修材料，框架一剪力墙结构顶点位移与高之比u/H不宜大于1/700，装修要求较高时u/H不宜超过1/850，在满足这个要求的前提下，增减剪力墙的数量。
用结构自振周期校核剪力墙布置数量是否合理，因为从地震作用本身来分析，剪力墙结构刚度小，地震作用小，位移限制较易满足，但这种结构在工程上有可能不很合理，结构的自振周期有可能不在合理范围内，结构自振周期的合理范围大致为
T1= (0.09～0.12)Ns
式中:Ns——楼层数
依据实际工程中的剪力墙数量作为布置剪力墙数量的参考，用底层结构截面积(包括剪力墙Aw和框架柱截面积Ac)与楼面面积Af之比(Aw+Ac)/Af来估算剪力墙数量，或用剪力墙面积Aw与楼面面积Af之比来估算，框架柱Ac由轴压比控制(表1)。
设防裂度
场地条件
7度 II
3%～5% 2%～3%
8度 II
4%～6% 3%～4%
表1底层结构截面积与楼面面积之比
3 框架一剪力墙结构方案的确定
3.1 框架一剪力墙结构方案选型
对于有抗震设防的框架一剪力墙结构，正确而合理的设计方案其首要任务必须满足抗震设防的要求，在场地地基、建筑体型、结构体系的质量、刚度分布、构件强度、延性等方面要慎重考虑。
框架一剪力墙结构中，剪力墙是框架剪力墙结构体系中抗震设防的第一道防线，框架主要承受垂直力，在两片单肢剪力墙间的连梁其受力是相当复杂的，如图1连梁如果为连接刚度很大的剪力墙肢，在水平力作用下将产生相当大的弯矩和剪力。框架一剪力墙结构设计计算中，往往以改变连梁高度尺寸或加大洞口尺寸来减小墙肢刚度，来调整连梁的内力，合理地设计连梁的弹塑性变形来消耗地震能量，成为框架一剪力墙结构中第一道防线。从这概念讲，图1中的连梁就不应该作为楼面梁的支承主粱，也不宜承受较大的竖向荷载，这样就可以避免连梁在地震时先期破坏以后使结构的竖向承载力受太大的影响，造成结构的不安全和不稳定。
图1平面图 图2缩颈平面图
如图2平面，非常不规整，凹凸很多，缩颈现象严重，凡是在突变，缩殒处受力复杂，应力集中。这种凹凸、缩颈使楼面的平面刚度削弱严重，彼此之间由楼面连接，协同工作的功能大大降低，平面形状复杂，凹面很多的方案对抗震是非常不利的，在方案设计阶段必须足够重视结构选型。
图3、图4方案表示主楼与裙房之间不设结构缝的情况，图4表示主楼2O层与过长的裙房6层连接，通道过窄，在地震时裙房与主楼的震动不协调，裙房外甩大，是会加重地震灾害的。
图4平面中，由于建筑功能要求设置一个亮顶共享空间，使裙房楼面连接处开了一个很大的洞,计算分析内力时是按整体分析的，而工程实际无法形成统一的整体，空间整体分析内力是偏于不安全的，而且裙房与主楼连接处在地震作用下是会加重震害的。结构设计中应该避免这种情况，或裙房与主楼分成两个结构单元分析。
图3平而图 图4平而图
3.2 框架一剪力墙结构设计
框架一剪力墙结构具有较好的延性和耗能能力，是一种较为理想的抗震结构型式。对于框架一剪力墙结构，合理设计框架、剪力墙以及连梁，对框架剪力墙结构抗震能力是非常重要的。
【关键词】 短肢剪力墙 结构设计 住宅
1.前言
对于高层结构，其结构布置是多种多样的。剪力墙结构中有些满足结构设计需要的剪力墙又限制了房间的分隔，因而影响了其使用功能，所以，都不能满足用户的需求，而短肢剪力墙结构克服了其它结构形式的不足，有布置灵活、使用方便的等特点。
2.短肢剪力墙结构布置及特点
短肢剪力墙属于剪力墙的一种，所谓“短肢”剪力墙，即指墙肢截面高度与厚度之比为5-8的剪力墙，小墙肢剪力墙的布置，通常结合窗间墙位置及房间四角等布置成“一”字形、“L”形、“T”形或“十”字形墙段，沿结构平面均匀布置，尽量做到对齐、拉直，使结构的刚心和质心结合，减少其扭转，短肢剪力墙的抗侧刚度相对较小，所以，经常在楼、电梯周围布置普通剪力墙，形成简体和短肢剪力墙共同抵抗侧力，在抗震设计中，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构底部地震倾覆力矩的50%也可以通过增加长肢墙的方法调整刚度中心位置，短肢剪力墙的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘角部处的墙肢，当有扭转作用时，会加剧墙肢的变形，使角部墙肢首先开裂。
所以，设计时应采取必要的措施，如减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率等，以保证结构的安全性、实用性，而对由于较大的竖向荷载和剪力使底部墙肢产生开裂，也应通过增加墙厚和配筋量等方法防止，各墙肢是通过连梁连接，形成联肢墙，从而增加了墙肢的约束条件，提高了墙肢和结构的抗震性能.当梁的跨高比小于5时，按连梁进行设计，大于5时，应按框架粱进行设计，连梁的刚度变化，直接影响了结构的总体抗侧移刚度，合理地选择梁的截面和配筋，有利于提高结构的抗震性能，设计连梁时，必须遵循几条原则：
（1）剪力墙的数量应当适中，满足承受竖向荷载和抗侧力需要即可。短肢剪力墙尽量均匀布置，使其轴向力相差不大，而且也便于支撑楼盖。当有抗震要求或风力较大或者平面凹凸较多时，在平面外边缘及角点处，特别是外凸部分，应布置必要的短肢剪力墙以加强其整体性，使之满足受力及平面刚性和抗扭转的要求。各短肢墙应尽量对齐，拉直，使之与连梁一起构成较规整且连梁连续数跨的抗侧力片。
（2）高层建筑建筑不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，并应符合下列规定：a. 最大适用高度应比高规表3.3.1―1中剪力墙结构的规定值适当降低 且7度、8度（0.2g）和8度（0.3g）时分别不应大于100m、80m和60m。b.抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三级时分别不宜大于0.45，0.5，0.55；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其轴压比限值相应降低0.1。 c.抗震设计时，除底部加墙部位应按高规表7.2.6条调整剪力设计值外，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2。d 抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%。e.短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm。f.在7度和8度抗震设计时，短肢剪力墙宜设置翼缘，一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。
3.在设计有关短肢剪力墙结构时应注意的一些问题
由于短肢剪力墙抗震性能差，在地震区应用经验不多，因此在设计时，首先要选则适合的计算软件，合理地选则计算分析方法，确定计算模型和相关参数，并加强对计算结果合理性判断，特别要加强概念设计。对一些不利部为加强构造措施，在符合规范要求的情况下，短肢墙是没问题的。这就好比纯框架结构，对地震来说也是不利的结构形式，但大家不也一直在用。所以任何一种结构体系都有它的适用范围，只要我们能合理设计，安全应该没问题。
（1）高层点（板）式住宅采用短肢抗震墙结构体系，只要抗侧力构件布局合理仍然是比较理想的一种结构体系，但在地震区，高层建筑中，剪力墙不宜过少，墙肢不宜过短，因此不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑，要求设置剪力墙简体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与简体（一般剪力墙）共同抵抗水平力的结构。
（2）短肢墙的布置合理、对称、均匀、力求质量中心与刚度中心重合，短肢墙布置应以T形、L形、]形、+形为主，这样可增加短肢墙抗扭和出平面外稳定。
（3）短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，因此应加墙其抗震构造措施，如减小轴压比、增加纵筋和箍筋的配筋率。
（4）主要抗侧力结构简体（或长墙）一般利用楼、电梯间，但要注意刚度的均衡性，不要集中在一处布置使建筑产生过大的扭转效应，同时简体要有足够的刚度，其平面尺寸不宜过小，要使简体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%，形成多道抗震防线，为了确保水平力可靠传递，核心区楼板适当加厚，与核心筒相连的连梁按强剪弱弯设计，短肢墙之间的梁净跨不宜过小（一般取4～6m），使其具有一定的耗能作用。
（5）短肢墙受力以承担竖向荷载为主，承担水平荷载为辅，其截面尺寸要适当，墙肢截面高度与厚度之比宜在5-8左右为好，且墙厚不小于200mm，当墙肢截面高度与厚度比小于等于3时，应按柱的要求进行设计，短肢墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.4（0.5）、0.6、0.6。对于无翼缘或端柱的～字形短肢剪力墙，因其延性更为不利，因此轴压比限值要相应降低0.1。
（6）短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙的抗震等级提高一级采用，主要目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性。
（7）对于短肢剪力墙的剪力设计值，不仅底部加强部位应按规范调整，其他各层也要调整，一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2，主要目的是避免短肢剪力墙过早剪坏。
（8）抗震设计时，短肢剪力墙截面的纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%。
（9）各短肢墙应尽量对齐、拉直，使之与连梁一起构成较规则且连续均匀的抗侧力片。并且每道短肢墙宜有两个方向的梁与之连接。
（10）短肢墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可以通过不同尺寸和布置调整刚度和刚度中心位置。
（11）由于外墙面钢筋混凝上短墙肢之间填充墙与钢筋混凝土墙的变形模量不同，在二者交界处易产生裂缝，通常采取的措施是在做粉刷时，在二者交界面处附粘一层玻璃丝布，使应力缓过渡。