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1、浅谈剪力墙结构设计方法1 剪力墙布置1.1 双向布置剪力墙及抗侧刚度 在高层建筑结构设计中，良好的空间工作性能是一个关键点。要求双向布设剪力墙结构来构造空间结构。为了保证结构有良好的抗震性能，切忌单向布设剪力墙，两个方向抗侧刚度（即两个方向的自振周期）一定要接近。另外，剪力墙结构的承载力较好，且抗侧刚度符合建筑要求。为了使这两个优势得以充分发挥，减轻结构自重，进一步拓展剪力墙结构的空间结构，宜控制墙体结构的密度，最好能够保证结构的侧向刚度达标。1.2 竖向刚度均匀 剪力墙结构在一定程度上决定了其抗侧刚度。如果剪力墙沿高度不连续，就会导致结构顺沿高度刚度发生突变。鉴于此，必须按照从上到下的顺序连
2、续布设墙结构。布置时，可根据标高调节剪力墙墙体厚度及混凝土等级，甚至部分墙肢可以去掉，以确保抗侧刚度随着高度的增加逐渐减小。1.3 墙肢高宽比 针对又高又细的剪力墙，设计时为了规避脆性的剪切破坏，极易将其设计成受弯曲破坏的延性剪力墙。另外，剪力墙的延性必须满足其抗震性能的相关要求，墙结构的高宽比最小为2。对于较长的墙结构，为达到高宽比的基本要求，可在适当的位置设计洞口来分割长墙，以平衡墙结构的高宽比，每一墙段都可作为整体墙，也可成为联肢墙。1.4 剪力墙洞口的布置 科学开洞。按照成列成排的顺序布设洞口，以形成墙肢及连梁，应力分布用当和当前普遍应用程序的计算简图一致，有规律可循，且设计结果客观、
3、科学。另外，洞口设计时墙肢刚度要基本一致。错洞剪力墙和叠合错洞墙。这两种墙结构系不规则开洞、构造复杂、应力分布复杂的剪力墙。这两种墙极易出现薄弱部位。墙的实际内力无法按常规方法进行计算。墙结构主要是洞口叠合或错开距离达不到设计值，墙肢不规则，洞口之间极易成为薄弱部位。相较于错洞口墙结果来说，叠合错洞墙更为不利。若必须布置成叠合错洞口墙，首先要结合有限元法进行分析计算，采取有效措施对洞口四周进行加强，也可以用轻质材料填充使叠合洞口规则化，以确保剪力墙的结构和性能达到设计要求。严格按有限元法计算不规则洞口剪力墙的内力及位移量。采用简化处理洞口的有限元模型来计算整体结构，除此之外，还可采用杆系、薄壁
4、杆系模型进行结构计算。综合分析不规则开洞墙的计算数据，发现有不合理之处可进行补充或校核。1.5 剪力墙和加强部位 抗震设计中有塑性铰的部位须采取措施适当加强。但不宜对楼电梯间墙或剪力墙顶层进行加强，以便进一步明确塑性铰部位的加强措施，使之区别于温度、收缩等加强措施。出现塑性铰后，剪力墙的延性被提到一个关键的节点。剪力墙底部塑性铰出现的范围应有规律可循。只要是出现塑性铰的部位都应该采取措施进行加强，以免墙体结构遭受剪力破坏。出于安全因素的考量，加强的范围可适当扩大。在结构的抗震性能要求上，应该按照墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值来设计剪力墙结构底部加强部位的高度。若为高度大于150米的剪
5、力墙，可按照墙肢总高度的1/10来设计底部加强部位的高度，以免加强区过高。2 短肢剪力墙设计要求短肢剪力墙结构因其稍逊的抗震性能极少用于地震区的建筑设计中。高层住宅建筑剪力墙结构不宜过少，墙肢要长短适中，以确保建筑安全使用。在建筑设计上，应该合理限制短肢剪力墙的应用范围，必要时采取措施进行加强。2.1 应用范围 高层住宅剪力墙不宜全部为短肢剪力墙结构。如果短肢剪力墙过多，须配设与短肢剪力墙共同抵抗水平力的筒体结构。具有较短肢剪力墙的墙结构，其最大适用高度宜低于额定值，7、8度的抗震设计必须小于100m和60m。如果高层住宅的高度为B级，或者高度为A级、抗震设计为9度的高层住宅，即便增设筒体，也
6、需要合理控制短肢剪力墙的数量和规模。仅有个别小墙肢的剪力墙可按常规办法处理。2.2 加强措施 在抗震设计环节，须按照结构总底部地震倾覆力矩的50%的标准来设计筒体与一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩，一般情况下要超过这一标准。在重力荷载的作用下，短肢剪力墙所产生的轴力设计值的轴压比，其抗震等级必须高于规定的抗震等级。针对短肢剪力墙的剪力设计，应该对底部加强部位以及其他各层进行适当调整。一、二级抗震等级分别与增大系数1.4、1.2相乘，以防短肢剪力墙过早剪坏。短肢剪力墙截面纵向钢筋配筋率，一般的部位要达到1.0%，底部加强部位至少要达到1.2%。按照常规设计，短肢剪力墙截面最小厚度为200mm。若为非抗震设计剪力墙结构，应该适当调低建筑最大适用高度，同时适当限制墙肢厚度，以免墙肢过小。总而言之，设计剪力墙结构时洞口应该上下对齐，以确保均衡受力，以防错洞或叠合错洞。另外，短肢剪力墙的肢长、加强部位是墙体设计的关键点，在墙体布置中应该多加注意。参考文献：【1】辛海虹.结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用.价值工程，2010(27).【2】吕瑞孝，姜剑虹.高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点.科技信息，2011(19).