建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用研究

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翻新时间：2023-03-19

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建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用研究

摘要：剪力墙结构在建筑工程中有十分广泛的应用，在进行剪力墙结构设计时，要根据建筑工程的实际情况，确保制定的剪力墙结构施工方案既符合施工质量标准，又能满足经济要求，从而为建筑工程的施工质量提供保障，有效地促进和谐和会的构建。本文这种介绍了建筑结构设计中短肢剪力墙结构设计的应用进行了分析探讨。

关键词：高层建筑，短肢剪力墙，结构形式，布置

中图分类号： TU208 文献标识码： A

一、短肢剪力墙的特点

二、高层建筑短肢剪力墙结构构件布置的一般原则

三、短肢剪力墙结构设计中的注意事项

1、控制轴压比

高层建筑中的短肢剪力墙，对轴压比的控制应该比普通剪力墙更加严格，特别是端柱、无翼缘的一字形短肢墙。为了确保短肢结构墙的延性，设计时应对短肢结构墙的轴压比进行严格地控制，不应出现超过轴压比限值的剪力墙构件，合理布置结构布局，减少局部墙肢轴压比过大的情况。

2、关键部位剪力墙构件的抗震性能应加强

建筑的角点处、结构外边线处的剪力墙均处在应力集中的区域，在地震时会最先出现塑性区甚至破坏。设计时应充分考虑这些部位墙体的受力特性，并采取必要的加强措施，可提高建筑角点处的短肢剪力墙的抗震等级，减小轴压比限值、增大配箍率和纵向钢筋配筋率，特别重视较小墙肢的抗震承载力等。

3、正确区分框架梁和连梁

对梁构件进行设计时，如果其跨高比不大于3，应按连梁的要求对其进行设计。若跨高比大于5，宜按框架梁进行设计。由于连梁的刚度对结构体系的整体抗侧移刚度影响显著，所以，对于梁截面的选择和配筋都应准确合理，符合结构构件在工作中的实际情况，以此对结构整体抗震性能进行准确的判断和设计。

4、短肢剪力墙结构体系整体的抗震设计

结构体系在整体布置时，应遵循合理的原则，除“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等基本原则外，应考虑剪力墙的合理布置、框架梁的合理布置。剪力墙布置时应避免形成孤立的“一”字形短肢剪力墙，避免出现明显薄弱区域和应力集中，以保证结构的整体性和可靠度。在建筑外边缘及角点处的墙肢等关键部位的剪力墙构件应适当加强。

5、结构计算中连梁刚度的设置

结构模型数值模拟计算中，应根据连梁所处位置、相邻墙肢承受地震力、“三水准”抗震设防要求中所起的作用等因素，判断连梁在实际工作中对结构体系提供的刚度贡献，适当设置连梁的刚度折减系数。以此使得数值模拟计算结果更加接近结构实际刚度和受力情况，计算结果更加符合结构体系实际情况，结构设计结果更加合理、经济。随着高层建筑的逐渐发展和人们对住宅使用功能要求的逐步提高，结构设计工作也有了更高的要求。短肢剪力墙结构可以灵活布置，墙肢可长可短可落地也可带转换层，能够更好的实现建筑的使用功能。短肢剪力墙的抗震性能优于异形柱的墙肢结构，更加适合高度在20 m～60 m的住宅建筑。在设计中应根据其特点，合理的布置结构构件，正确运用计算分析方法。短肢剪力墙结构将在高层建筑中有着广阔的发展前景。

四、短肢剪力墙结构的应用实例

方案一：筒体与短肢剪力墙结合使用。“筒体”是指：以楼梯间、电梯间四周墙体组成钢筋混凝土核心筒。筒体承受主要水平力。本方案结合建筑平面布置竖向构件，剪力墙的布置与墙肢长度根据数值模拟的计算结果进行多次调整，主要视抗侧力的需要以及轴压比的限值而定，并通过调整剪力墙布置以调整整体刚度和刚度中心的位置；数值模拟计算采用三维有限元分析软件PKPM结构软件。图2，图3是在水平力作用下结构各层的位移角，可见结构的抗侧力性能满足要求。相对于普通剪力墙结构体系，由于减少了剪力墙数量，结构自重降低，整体刚度也适当降低，地震响应减弱，有利于基础设计，同时也降低了工程造价。

方案二：普通剪力墙结构。根据建筑要求和一般原则设置剪力墙，保持结构刚度在平面上分布的均匀性，有条件的尽量使剪力墙对称布置。剪力墙构件通过梁板的连接形成整体抗侧力强度和刚度很高的体系。若房屋高度不大，会因刚度过大使结构的地震反应加剧，导致结构内力增大，使造价提高并且对结构安全不利，并非是理想的方案。数值模拟计算采用PKPM-SAT-WE结构软件。

通过以上两种方案计算结果的对比发现，在结构受力情况和经济指标两个方面，第一方案均优于第二方案。

结束语

随着经济的快速发展和和谐社会的构建，我国城市化建设步伐越来越快，人们的生活水平也越来越高，为满足人们对建筑工程的要求，越来越多的建筑结构应用在建筑工程中，剪力墙结构具有刚度大、抗震性强、用钢量小等优点，在建筑工程中有十分广泛的应用。