剪力墻結構
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剪力墻結構范文第1篇
城市高層建筑的結構設計大多采用框架-剪力墻結構體系，這種體系由鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土剪力墻兩部分組成，框架的梁柱為剛接，框架與剪力墻可為剛接，也可為鉸接。高層建筑體型日趨復雜，各種不同功能的用房綜合在一起，組成形態各異比肩接踵的高層建筑，給結構設計增加了一定的難度，而框架-剪力墻結構體系具有靈活組成使用空間的優點，比較容易滿足建筑物的使用要求。
1、框架-剪力墻結構體系的受力特點
在同一結構單元中，二者通過水平面內剛度無限大的樓板連接在一起，以致于它們不能單獨按各自的彎曲變形或剪切變形而自由變形，它們在同一樓層的位移必須相等。由于框架與剪力墻共同工作，彼此相互作用，這樣在框架-剪力墻結構上部剪力墻被框架向后拉，在框架-剪力墻結構下部剪力墻被框架向前推而框架的受力情況正好與此相反。沿豎向剪力墻與框架之間水平力的分配不是一個定值，它隨著樓層的改變而改變，水平力在框架與剪力墻之間既不按等效剛度El分配，也不能按抗推剛度D分配，框架-剪力墻結構中，頂部剪力不為零，這是因為頂部剪力墻共同工作，相互之間必然產生荷載；框架-剪力墻結構中，框架的剪力值最大在結構中部，框架底部剪力為零，全部剪力均由剪力墻承擔。
2、確定剪力墻的厚度
框架-剪力墻結構體系中，邊框柱和邊框梁宜作為剪力墻的邊緣約束構件。帶邊框剪力墻的截面厚度在規范中規定分別為：一、二級剪力墻的底部加強部位抗震設計時的厚度不允許小于200mm，且不宜小于層高的1/16；無端柱或翼墻時，不宜小于層高或無支長度的1/12；其他情況厚度不允許小于160mm，且不宜小于層高的1/20；無端柱或翼墻時，不宜小于層高或無支長度的1/16。邊框梁的高度可取墻厚度的2倍，宜取與墻厚度相同的寬度。一個合理的剪力墻厚度應具有結構安全和經濟合理等特點。
3、確定剪力墻的數量
剪力墻的數量由許可位移決定。按高層建筑規范中一般裝修材料，框架-剪力墻結構頂點位移與高之比u/H≤1/700，裝修要求較高時u/H≤1/850，在滿足這個要求的前提下，增減剪力墻的數量。用結構自振周期校核剪力墻的數量是否合理，因為從地震作用本身分析，剪力墻結構剛度小，地震作用小，位移限制能寬松的滿足，但這種結構在工程上有可能不合理，結構的自振周期有可能不在合理范圍內，結構自振周期的合理范圍大致在：Tl=（0.09-0.12）Ns（Ns-樓層數）。依據實際工程中的剪力墻數量作為布置剪力墻數量的參考，用底層結構截面積（包括剪力墻Aw和框架柱截面積Ac）與樓面面積Af之比用式（Aw+Ac）/Ac來估算剪力墻數量，或用剪力墻面積Aw與樓面面積Af之比來估算。
4、確定剪力墻的長度
結構在地震作用下的周期、層間位移角等計算信息相對較容易滿足。剪力墻和框架柱各自承擔的傾覆彎矩之間比例的控制應當引起足夠的注意，對此《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010給出了更加詳細劃分。由公式L=A/h可以看出在確定了剪力墻的厚度和面積之后，剪力墻的長度通過計算就可知了。為避免剪力墻的脆性的剪切破壞，要求剪力墻應具有延性，細高的墻體和高寬比設計成大于2的墻體此較容易設計成彎曲破壞的延性剪力墻，此時便可以滿足此要求。因此，每個墻段高寬比大于2，也就是設計時應達到的要求；如果因為墻的長度很長無法滿足高寬比的要求時，開設洞口將長墻分成均勻的、長度較小的聯墻肢或整體墻。因為開洞而形成的洞口連梁最好采用約束彎矩較小的連梁進行連接，這樣一來，近似認為墻段本身分成了獨立的墻段。另外，位于連梁兩端的剪力墻一般較長，這樣連梁與其所連接的剪力墻就形成了一個整體剛度較大、吸收水平地震力能力較強的墻段。此時，連梁作為剪力墻之間的傳力構件就很容易出現剪切超限，洞口在這時應可以考慮開得大一些，從而位于連梁兩側的剪力墻的長度就可以相應減小，由于受彎而引起的裂縫寬度此時也變得較小，那么位于剪力墻體內的配筋就能夠充分的起到作用。
5、剪力墻的布置
剪力墻的布置一般原則是分散、對稱、均勻、周邊。①分散。地震力分散作用于剛度大致相等的多片剪力墻上，是剪力墻布置時應加以考慮的。墻體內力很大，截面設計困難是因為地震力集中作用到一兩片剛度很大的剪力墻上，那么其余較弱剪力墻和框架在主要受力剪力墻破壞后就很難承受該剪力墻傳來的地震力，這時便會導致破壞。②對稱。對稱應是剪力墻布置時應盡量做到的，如果在平面上不容易做到對稱布置時，為使結構的質量中心與抗推剛度中心盡量相接近，可以通過調整剪力墻的厚度和長度并縮小偏心距，結構的扭轉振動在地震時可以得到減弱。③均勻。在建筑平面的各個區段應比較均勻地布置同方向的各片剪力墻，在某一區段內無集中現象，從而防止因過大的樓蓋水平變形而引起地震力在各個框架間的不均勻分配。④周邊。為獲得結構抗力的最大水平力臂，剪力墻應盡可能沿結構平面的周邊布置，使整個結構的抗扭轉能力得以充分提高。
剪力墻對于L形、矩形、T形、口形等平面布置應沿縱橫兩個方向，而徑向和環向布置則應用于圓形和弧形平面時。平面形狀凹凸較大時，剪力墻宜在凸出部位的端部附近布置。在建筑物的周邊、樓梯間、電梯間、平面形狀變化和豎向荷載較大等部位宜均勻布置剪力墻。縱橫剪力墻一般以L形、T形和槽形等形式組成。剪力墻不宜在防震縫和伸縮縫兩側同時布置，縱向剪力墻不宜布置在端部，而應布置在中部。剪力墻布置的位置應設在平面形狀變化處：角隅、端角、凹角部位往往是應力集中處，設置剪力墻給予加強很有必要，在高層建筑的樓梯間、電梯間、管道井處，樓面開洞嚴重地削弱樓板剛度，對保證框架與剪力墻協同工作極為不利。
雙肢墻或多肢墻是在一個獨立結構單元內、同一方向的各片剪力墻設置的主要形式，為避免不穩定的側移機構在同方向所有剪力墻同時在底部屈服而形成的。剪力墻在每一獨立結構單元的縱向和橫向應沿兩條以上并且相距較遠的軸線進行設置，盡可能大的抗扭轉能力就會在結構內部產生。剪力墻的間距，對現澆鋼筋混凝土樓蓋L/B=2～4為宜，對裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋L/B=1～2.5為宜，原則是建筑物愈高，抗震設防裂度愈高取值愈小。剪力墻應沿建筑物全高設置，不得沿高度有突變，剪力墻應落地，剪力墻應在兩個主軸方向組合布置成L形、T形或形成封閉的筒，這樣可以提高剪力墻自身剛度，且一片剪力墻的長度應≤8m，當超過時應利用洞口分割成兩片墻，功能上不需要洞口時，洞口可用不同的材料或輕質材料填充，過長的剪力墻中央部分的鋼筋尚未到達屈服階段，墻端部的鋼筋早因變形過大被拉斷而被破壞。
6、結語
綜上所述，根據上述原則在框架-剪力墻結構中做出比較合理的剪力墻布置，確定布置方式及數量，并盡量滿足建筑平面布置等項的要求。
參考文獻：
剪力墻結構范文第2篇
關鍵詞：剪力墻結構；規范；短肢剪力墻判定
中圖分類號： TU398+.2 文獻標識碼： A 文章編號：
前言
高層建筑結構同時承受垂直和水平荷載，還要抵抗地震作用，在低層結構中，水平荷載產生的內力和位移很小，通常可以忽略；而在高層建筑中，水平荷載和地震力的作用將成為高層建筑剪力墻的控制因素。隨著建筑高度增加，位移增加最快，彎矩次之。因此高層建筑設計不僅要有較大的承載能力，而且需要較大的抗側剛度，以保證水平荷載產生的側向變形控制在一定范圍內。剪力墻結構在水平力作用下側向變形的特征為彎曲型。剪力墻結構承受豎向荷載及水平荷載的能力都較大。其特點是整體性好，側向剛度大，水平力作用下側移小，并且由于沒有梁、柱等外露與凸出，便于房間內部布置。
一、對于規范的理解
(1)《高規》7.1.2條和7.13條是針對短肢剪力墻結構中的短肢剪力端和一般剪力墻提出的具體要求，對于一般剪力墻結構中的短肢剪力墻不執行本條規定：
①從構件的概念解讀規范，《高規》7. 1.2條注:短肢剪力墻是指墻肢截面高度(即水平截面的長度)與厚度（即水平截面的寬度）之比為5～8的剪力墻二般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻。
②從結構的概念解讀規范，《高規》7.1.2條稱:短肢剪力墻較多時，形成艦肢剪力墻與簡體（或一般剪力墻)共同抵抗水平力的剪力墻結些、構，稱為較多短肚的剪力墻結構，俗稱短肢剪力墻結構。
(2)高層建筑設計中，我們應合理進行抗側力構件布局，剪力墻布置不宜過少，墻肢不宜過短，不應設計僅有短肢剪力墻的高層建筑，應采用短肢剪力墻與筒體(一般剪力墻)共同抵抗水平力的結構體系。
(3)采用較多短肢的剪力墻結構體系時，其最大適用高度要適當降低，Ⅶ度和Ⅷ度抗震設計時分別不應大100m和80m.根據抗震設計規范的精神，Ⅳ類場地上的結構，最大適用高度還應適當降低。
(4)抗震設計時，要使筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩大于結構總底部地震傾覆力矩的50%，形成多道抗震防線。主要抗側力構件—筒體（或一般剪力墻)布置時應注意整個結構剛度的均衡性，不要集中在一處布置使建筑產生過大的扭轉效應，同時筒體要有足夠的剛度，其平面尺寸不宜過小。設計時.為確保水平力可靠傳遞，我們可以將核心區樓板適當加厚，與核心筒相連的連梁按強剪弱彎原則設計，使其具有一定的耗能作用。
（5）抗震設計時，應加強短肢剪力墻結構體系抗震構造措施，尤其是抗震薄弱部位的墻肢，如減小墻肢的軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率.避免地震產生扭轉效應時，使已有的翹曲變形的加劇導致墻肢首先開裂。《高規》7.1.2條規定；短肢剪力墻的抗震等級應比一般剪力墻的抗震等級提高一級采用(本條規定的理解應為:短肢剪力墻結構中的短肢剪力墻抗震等級要提高一級采用，該體系中的非短肢剪力墻不用提高抗震等級;并不是所有剪力墻結構中的短肢剪力墻都要提高等級，要形成“短肢剪力墻結構”的短肢剪力墻才需按《高規》7.1.2條規定執行。)短肢剪力墻的剪力設計值，不僅底部加強部位應按規范調整，其他各層也要調整，一、二級抗震等級應分別乘以增人系數1.4和1.2:抗震設計時，短肢剪力墻截面的縱向鋼筋的配筋率，底部加強部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%.這些規定主要目的是從構造上改善短肢剪力墻的延性，避免短肢剪力墻過早剪壞。
(6)短肢墻受力應以承擔豎向荷載為主，承擔水平荷載為輔，其截面尺寸要適當。短肢墻截面不宜過小，墻肢截面高度與厚度之比應在5-8之間；當墻肢截面高度與厚度比小于等于3時，應按柱的要求進行設計:設計時短肢墻厚度不應小于200mm;短肢墻的截面尺寸還應滿足《高規》7.2.2條的相關要求。短肢墻在重力荷載代表值作用下產生的軸力設計值的軸壓比，抗震等級為一、二、三時分別不宜大于0.5、0.6、0.7，對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，因其延性更為不利，軸壓比限值要相應降低0.1 。
(7)短肢墻的平面布應盡可能地合理、對稱、均勻，力求質最中心與剛度中心重合，各短肢墻應盡最對齊、拉直，使之與連梁一起構成較規則且連續均勻的抗側力體系。短肢墻形式應以T形、L形、J形、+形為主，盡量避免一字墻，每道短肢墻宜有兩個方向的梁與之連接，這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩定。
（8）（高規）7.1.3強調了B級高度高層建筑和9度抗震設計的A級高度高層建筑，不應采用短肢剪力墻結構體系。
二、短肢剪力墻的判定
按《高規》的精神，當剪力墻一端為短肢，另一端為非短肢時，可以不判斷為短肢剪力強。新版SATWE軟件改進了原單向判定的缺陷，新的判斷標準是：對于L型、T型等雙肢剪力強，只要有一個方向墻肢的長度與墻厚的比值大于8就不判斷為短肢剪力強。需要說明的是，SATWE在判斷是否為短肢剪力墻時仍存在一些小缺陷，例如圖1中，兩片剪力墻實際墻肢長均為1700，墻厚200，按規范該兩片墻肢均應判定為一般剪力墻，但SATWE的判定卻為兩片短肢墻，這是因為PKPM平面輸入時，節點間距為1600，在SATWE配筋文件中顯示該兩片墻肢長1599，故判定為短肢。建議軟件編制專家，能設置一個人為的判定開關。
圖1 短肢剪力墻判斷實例
各地方標準對短肢剪力墻的判定也有不同，例如有些墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻，但當墻肢兩側均與較強連梁(連梁跨高比Lb/hb≤2.5)相連，或墻長雖然較短但與冀墻相連(其中翼墻長度不應小于冀墻厚度的3倍)，這種情況下的墻肢不判定為短肢剪力墻。
三、短肢剪力墻結構的判定
根據《高規》7.12條，短膠剪力墻較多時，形成短肢剪力墻與筒體(或一般剪力墻)共同抵抗水平力的剪力墻結構，稱為較多短肢的剪力墻結構，俗稱短肢剪力墻結構，短肢剪力墻結構的判定也就是對“較多”的理解，這一點規范并沒有注明，各地方與各專家的解釋也不相同。關于“較多”的理解，規范組專家給出的解釋是這樣的:短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩大于40%的結構總底部地震傾覆力矩。同時《高規》7.1.2條的第2條稱:抗震設計時，簡體和一般剪力墻承受的第振型底部地震傾覆力矩不宜小于結構總底部地震傾覆力矩的50%。即當短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩等于40～50%的結構總底部地震傾覆力矩時判定為短肢剪力墻結構。我們施工圖送審時，大多數審圖人員認為短肢剪力墻過多偏于不安全，抗傾覆力矩大于20～25％時就應定為短肢剪力墻結構，且抗傾覆力矩大于45%時即要求設計人員調整結構，本人認為審圖公司的提法也是合理的。PKPM可以自動判斷剪力墻是否為短肢剪力墻，但不能自動判斷結構是否為短肢剪力墻結構，需要設計人員先估計一下，如果認為可能會是短肢剪力墻結構，則先在“總信息”的“結構體系”中定義結構為“短肢剪力墻結構”，然后計算，計算結果會在“WV02Q.0UT”文件中給出短肢墻的抗傾覆力矩，通過抗傾覆力矩判定結構是否短肢剪力墻結構”。各地方標準對短肢剪力墻結構也有不同的定義，設計人員也可以參照地方標準進行劃分。如北京市頒布的《北京市建筑設計技術細則一結構專業嶺規定:高層中短肢剪力墻承受的豎向荷載樓面面積與全部樓面面積之比超過50%時，多層中短肢剪力墻承受的豎向荷載樓面面積與全部梭面面積之比超過60%時，界定為短肢剪力墻結構(如圖2)。
圖2 短肢剪力墻結構
某地區的判定標準：近年來全國和地方規范中出現了“部分短肢剪力墻結構”的術語，但對“部分”的定義全國和地方規范中都沒有給出。根據結構分析研究和該市的工程實踐，用短肢剪力墻截面面積與同一層中所有剪力墻截面面積的比例（簡稱短肢墻比例），可以來近似地定義“部分短肢剪力墻”結構，并采取結構抗震措施。當短肢墻比例不大于20%時，可以按全部落地剪力墻結構控制建筑物高度，但短肢部分的抗震措施仍應該短肢墻的規定執行。當采用短肢墻比例進行判別時，應在建筑物的兩個主軸方向分別計算，取較大的比例作為控制條件。
四、需要討論的問題
某地區14層板式住宅采用短肢剪力墻結構如圖2，按抗震烈度Ⅶ度設防，場地類別為Ⅳ 類，設計基本地震加速度值為0.10g，設計地震第一組，場地特征周期為0.90g，建筑抗震設防類別為丙類，抗震墻抗震等級為三級，在SATEWE“結構體系”中定義該結構為“短肢剪力墻結構”，計算結果顯示，該結構底部加強區為底部兩層，即剪力墻約束東邊緣構件僅底部兩層設置。根據《高規》7.1.2條第3款，短肢剪力墻結構中的短肢墻抗震等級應提高一級采用，即本案中的短肢墻抗震等級應為二級，再由《高規》7.2.15條,二級墻的約束邊緣構件應上延一層，而SATEWE結果剪力墻約束邊緣構件僅底部兩層設置，并沒有上延一層。本人將整個結構的抗震等級試驗性地提高至二級，計算結果顯示，該結構底部加固區為底部三層。就此問題，本人請教一些專家，有認為此種情況的剪力墻約束邊緣構件可以不必上延一層的，也有認為應該上延一層的請教PKPM編制組專家，也沒有得到明確答復。
剪力墻結構范文第3篇
關鍵詞：高層建筑；鋼筋混凝土；框架；剪力墻
引語
隨著我國社會的發展和人民生活水平的不斷提高，越來越多的高層建筑拔地而起，而高層建筑在結構設計上，大多都采用的是框架――剪力墻的結構體系，這種建筑結構體系主要由鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土剪力墻兩部分組成，這種結構的優點在于框架的梁柱為剛接，框架與剪力墻可為剛接，也可為鉸接。
隨著建筑領域理論與技術的不斷發展，高層建筑體型日趨復雜，各種不同功能的用房綜合在一起，組成形態各異比肩繼踵的高層建筑，給結構設計增加了一定的難度，而框架―剪力墻結構體系具有靈活組成使用空間的優點，比較容易滿足建筑物的使用要求。然而，如何搞好框架―剪力墻結構設計，將直接影響到建設物的安全使用與技術經濟指標的高低，本文對框架―剪力墻結構設計中的幾個主要問題進行探論。
一、框架結構、剪力墻結構以及框架-剪力墻結構各自的特點
1. 框架結構是指由梁和柱以鋼接或者鉸接相連接而成構成承重體系的結構，即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現的水平荷載和豎向荷載。采用結構的房屋墻體不承重，僅起到圍護和分隔作用，一般用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材等材料砌筑或裝配而成。框架結構的主要特點是能獲得大空間的房屋，房間布置靈活。而其主要弱點是側剛度較小，側移較大。
2. 剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱，能承擔各類荷載引起的內力，并能有效控制結構的水平力，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結構稱為剪力墻結構。為什么叫剪力墻結構，其實樓越高，風和載對它的推動越大，那么風的推動叫水平方向的推動，如房子，下面的是有約束的，上面的風一吹應該產生一定的搖擺的浮動，搖擺的浮動限制的非常小，靠豎向墻板去抵抗，風吹過來，板對它有一個對頂的力，使得樓不產生搖擺或者是產生搖擺的浮度特別小，在結構允許的范圍之內，比如：風從一面來，那么板有一個相當的力與它頂著，沿著整個豎向墻板的高度上相當于一對的力，正好相當于一種剪切，相當于用剪子剪樓而且剪樓的力越往上剪力越大，因此，把這樣的墻板叫剪力墻板。具體來說，剪力墻結構的特點有以下幾點：
1）剪力墻的主要作用是承擔豎向荷載（重力）、抵抗水平荷載（風、地震等）；
2）剪力墻結構中墻與樓板組成受力體系，好處是室內空間比梁柱結構簡潔、寬敞，缺點是剪力墻不能拆除或破壞，住戶無法對室內布局自行改造；
3）剪力在樓體下部最大；
3. 框架-剪力墻結構，出稱為框剪結構，它是框架結構和剪力墻結構兩種體系的結合，吸取了各自的長處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗側力性能。框剪結構中的剪力墻可以單獨設置，也可以利用電梯井、樓梯間、管道井等墻體。
剪力墻其實就是現澆鋼筋混凝土墻，主要承受水平地震荷載，這樣的水平荷載對墻、柱產生一種水平剪切力，剪力墻結構由縱橫方向的墻體組成抗側向力體系，它的剛度很大，空間整體性好，房間內不外露梁、柱楞角，便于室內布置，方便使用。剪力墻結構有較好的抗震性能，其不足之處是結構自重大，預應力剪力墻結構常可以做到大空間住宅布局，剪力墻結構形式是高層住宅采用最為廣泛的一種結構形式。此時，房間的分隔墻和預應力廚房衛生間分隔墻可采用預制的輕質隔墻來分隔空間，此種方式為裝修改造，帶來了較大的方便之處，也深受廣大住戶歡迎。
框剪結構的變形是剪彎型。眾所周知，框架結構的變形是剪切型，上部層間相對變形小，下部層間相對變形大。剪力墻結構的變形為彎曲型，上部層間相對變形大，下部層間相對變形小。對于框剪結構，由于兩種結構協同工作變形協調，形成了彎剪變形，從而減小了結砍的層間相對位移比和頂點位移比，使結構的側向剛度得到了提高。
二、剪力墻結構設計中需要注意的問題
1. 剪力墻結構設計的一般要求
剪力墻身厚度根據抗震等級和位置有不同要求：a.按一，二級抗震等級設計的剪力墻截面厚度，底部加強部位墻厚不應小于層高的1/16，且不應小于200mm；其它部位不應小于層高的1/20，且不應小于160mm。b.按三，四級抗震等級設計的剪力墻的截面厚度，底部加強部位不應小于層高或剪力墻層高的1/20，且不應小于160mm；其它部位不應小于層高或剪力墻層高的1/25，且不應小于160mm。c.非抗震設計的剪力墻，其截面厚度不應小于層高或剪力墻的1/25，且不應小于140mm；非抗震設計的框架―剪力墻結構的剪力墻截面厚度不宜小于樓層厚度的1/20。
2. 合理確定剪力墻的截面高度與厚度
1）標準層：一般住宅標準層剪力墻的厚度取為200mm則基本可滿足穩定性和軸壓比的要求，這時，除提高剛度需要或建筑構造需要或減少梁跨需要等情況外，剪力墻截面高度可取1650mm，即可滿足成為一般剪力墻，我們可稱之為200厚剪力墻的經濟長度。
2）底部層高較大的樓層：由于建筑使用功能的需要，建筑物在底部的地下室、架空層、裙樓等樓層往往具有較大的層高，這時剪力墻因穩定性的要求（構造或穩定驗算）需有較大的厚度，對上部標準層長度為1650的一般剪力墻，則會因剪力墻厚度增大而使其在底部樓層變為短肢剪力墻，為使底部層高較大樓層的剪力墻仍能滿足不屬“短肢剪力墻”的要求。
三、結語
高層剪力墻結構設計時應進行反復的優化設計，在重視概念設計的前提下，認真調整各項技術參數，使結構達到相對較優的結果。只有這樣，才能保證結構安全合理又經濟，這就要求我們在今后的設計中要不斷提高設計水平及改進設計理念。
參考文獻：
[1]鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規范(JGJ3-91).
剪力墻結構范文第4篇
【關鍵詞】剪力墻； 結構洞； 處理； 工藝； 流程
1 建筑工程中各類剪力墻內力與位移計算要點
隨著剪力墻結構的類型和結構洞大小的差異，在計算方法和計算簡圖上也存在區別。對于整體墻和小開口墻的計算方法則按照其材料的力學公式進行計算，即對整體墻不做修正，對小開口整體墻進行修正。至于其他類型的剪力墻，則按照其承載力度和變形狀態的結構體系進行合理計算。
1.1 整體剪力墻
根據整體剪力墻在水平荷載作用下的變形特征，如在其截面變形后仍然符合平面假定，則可視為以整體性的懸臂彎曲桿件，并用材料學中懸臂梁的內力和變形的基本公式對其進行計算。
對剪力墻的內力計算和對剪力墻進行計算時，對于整體墻的內力計算，可用懸臂式構件將其下端固定，保持其上端自由，并用材料學公式計算其任意截面的彎矩和剪力，使其總的水平荷載可以按照各片剪力墻的等效抗彎程度進行分配，最后再對單片剪力墻進行計算。將剪力墻的等效抗彎剛度，也就是按照頂點位移相等的原則，將墻的彎曲、剪切和軸向變形之后的頂點位置，折算成一個只考慮彎曲變形的等效豎向懸臂桿的剛度。
1.2 小開口整體剪力墻
小開口墻是指結構洞面積超過墻體面積的15%，但洞口卻很小的剪力墻，并且門窗洞口沿豎向的成列布置。實驗證明，小開口剪力墻在水平荷載作用下的受力性能接近整體剪力墻，其截面在受力后基本保持平面，正應力分布也大體保持直線分布，且各墻肢中僅有少量的局部彎矩。在整體上，剪力墻仍類似于豎向懸臂桿件。依然可用材料力學公式對其進行計內力計算和側移計算，并對其進行修正，以達到計算目的。
1.3剪力墻結構洞的表現方式
為了使剪力墻結構具有合理的受力性能，在結構計算時，往往需要在剪力墻中開一些結構洞。主要表現在以下幾種情況：
1） 墻肢截面高度較大時，為了提高剪力墻的延性，防止剪切破壞，充分利用墻體的鋼筋。可以通過開設結構洞將長墻分成長度較小、較均勻的連肢墻或整體墻。
2） 在門窗洞位置，為了防止連梁超筋，使剪力墻結構具有合理的剛度和良好的抗震耗能性能，結構計算時門窗位置洞口的大小可能超過門窗尺寸。對結構洞的處理，以往是在主體混凝土結構澆筑完畢后，再用砌塊填充。這種做法存在一些不足： ①砌筑的工作量大，施工復雜。影響結構的施工周期； ②后砌的砌塊與混凝土結構的交接面由于材料性質的不同，容易產生裂縫。
2 剪力墻結構洞的處理方法
2.1 窗洞處結構洞的處理
在對結構進行計算時，如果窗戶處所開洞口與窗戶大小一致，結構的剛度很大，且連梁容易超筋。所以，洞口大小應超過窗戶的大小。為了施工方便，防止外墻立面出現明顯的裂縫，結構洞開在窗臺處，結構施工時，事先在豎縫中安裝橡膠片或薄木板厚度為1 mm 左右，寬度比墻厚小20 mm，居墻中布置，這樣可以使豎縫的邊緣被水泥漿填補，再加上后期的裝修面層，可以保證豎縫處不產生裂紋，從而保證建筑外觀不受影響。
2.2 門洞處結構洞的處理
由于住宅門寬度一般在1 m 左右，此處連梁的跨高比很小，在結構計算時，若門洞口與門大小一致，結構的剛度很大，且連梁容易超筋。所以，洞口大小會超過門的大小。為了保證填充后的結構與計算模型一致，在填充混凝土兩端設置豎縫。結構施工時，事先在豎縫中安裝橡膠凝片或薄木板，厚度為1mm 左右，寬度比墻厚小20 mm，居墻中布置。
2.3 長墻處結構洞的處理
墻肢截面高度較大時，為了提高剪力墻結構的延性，防止剪切破壞，可充分利用墻體的鋼筋，可以通過開設結構洞將長墻分成長度較小、較為均勻的連肢墻或整體墻。
3 施工工藝特點和流程
3.1 剪力墻結構洞施工工藝特點
對剪力墻結構洞采用加氣混凝土砌塊填充的方法，通過對砌塊表面及砌塊墻與混凝土墻接縫處的特殊處理，使整體墻面達到抹灰后的效果，以避免墻面的空鼓、開裂。主要施工工藝： ①剪力墻結構洞采用略薄于剪力墻厚度的加氣混凝土砌塊填充砌筑； ②石膏在硬化過程中，體積有微膨脹性，采用石膏膩子處理接縫并輔以增強材料有效控制裂縫的產生。
現澆混凝土剪力墻結構的清水混凝土施工工藝可有效的減少施工環節，節約抹灰材料，避免抹灰空裂，增大使用空間，具有明顯的經濟效益。但因使用要求，約40% ～60%的剪力墻上留有結構洞和窗洞，如何使用與清水混凝土施工工藝相配套的剪力墻結構洞的處理工藝，對發揮清水混凝土的效果及墻面粉刷質量具有關鍵性的影響。
3.2 結構洞填充工藝流程
對于剪力墻的填充施工工藝流程可基本分為： 清水混凝土剪力墻施工一結構洞加氣混凝土砌塊填充墻砌筑一加氣混凝土墻體抹灰一石膏膩子分層補槽一粉刷石膏精貼纖維布一白乳膠粘貼白洋布一刷白乳膠一道一滿刮石膏膩子等。其施工要點如下：
1） 采用清水模板進行剪力墻施工： 施工模板宜采用鋼制定型大模板、木膠板、竹膠板。成型后混凝土的質量控制標準： ①符合普通混凝土質量標準； ②軸線通直、尺寸準確、棱角方正、線條順直，達到普通抹灰的質量標準； ③混凝土表面平整、潔凈，不得有蜂窩、麻面、漏筋、夾渣、粉化，不得凹凸不平、缺棱掉角； ④表面無明顯氣泡，僅進行涂料罩面即可達到相當于普通抹灰的質量標準； ⑤模板接縫、對拉螺栓和施工縫留設有一定的規律性，上下樓層的連接面搭接平整，模板接縫與施工縫處無掛漿、漏漿。
2） 結構洞加氣混凝土砌塊填充墻的砌筑： ①在對結構洞進行加氣混凝土砌塊砌筑時，產品齡期應超過28 d； ②砌塊厚度應比混凝土墻體厚度每側小10 ～ 15 mm 左右； ③按設計要求在結構洞兩側設墻體拉結筋； ④砌塊砌筑前應提前2 d 澆水濕潤。砌筑時向砌筑面適量澆水； ⑤墻底部應砌燒結普通磚、多孔磚或普通混凝土小型砌塊，或現澆混凝土坎臺，其高度不宜低于200 mm； ⑥砌塊間以及與結構洞邊的砂漿要飽滿，使其粘結良好； ⑦墻體砌至接近洞頂時，應留一定空隙，待抹灰前再將其補砌擠緊。
3） 加氣混凝土墻體抹灰： 對加氣混凝土墻體進行抹灰前，先對墻體刷加氣混凝土界面劑。抹灰采用底層型粉刷石膏。抹灰分兩次連續施工，在第一遍抹灰層剛進入終凝時，隨即進行第二遍抹灰層的施工，避免出現分層現象，抹成后要與混凝土墻體齊平，與混凝土墻體相接處留成V型槽。石膏膩子分層補槽應注意： 待抹灰層停置15 d 左右，使墻體和抹灰層收縮穩定后，方可用石膏膩子補槽。補槽采用面層型粉刷石膏膩子，V 型槽分2 ～ 3 補平，不宜太厚。
4） 粉刷石膏粘貼纖維布： V 型槽補平后，在接縫處用面層型粉刷石膏粘貼玻纖網格布，停置15 d 左右。白乳膠粘貼白洋布帶應注意： 待底層抹灰干燥后，在接縫處均勻涂刷白乳膠一道，將白洋布帶繃緊粘貼于接縫處，然后在布帶表面均勻涂刷一道白乳膠。以上工藝的采用，在某些特定程度上具有一定的經濟效益和社會效益。
剪力墻結構范文第5篇
【關鍵詞】高層建筑;剪力墻結構;水平荷載;分類;計算
一、剪力墻結構的概述
建筑物的內外墻體采用實體鋼筋混凝土結構體系，這種就稱為剪力墻結構體系，承受建筑物垂直和水平方向的所有荷載。剪力墻結構體系的墻體都是鋼筋混凝土構成的，而樓面是剛性樓蓋構成，因此這種結構體系在平面有很強大的抗側剛度，故屬于剛性結構體系。剪力墻結構體系將建筑分成很多個獨立的空間，這樣建筑平面布置不靈活，不僅受到限制，而且造價高。所以一般應用與較高的抗震地區住宅建筑。其結構體系的特點是根據建筑平面的布局進行設置鋼筋混凝土的墻體，有效改善空間使用情況和戶型的美觀改善。
二、剪力墻的分類
為滿足使用要求，剪力墻常開有門窗洞口。理論分析和試驗研究表明，剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻上的開洞情況。洞口是否存在，洞口的大小、形狀及位置的不同都將影響剪力墻的受力性能。剪力墻按受力特性的不同主要可分為整體剪力墻、小開口整體剪力墻、雙肢墻（多肢墻）和壁式框架等幾種類型。
2.1整體剪力墻
無洞口的剪力墻或剪力墻上開有一定數量的洞口，但洞口的面積不超過墻體面積的15%，且洞口至墻邊的凈距及洞口之間的凈距大于洞孔長邊尺寸時，可以忽略洞口對墻體的影響，這種墻體稱為整體剪力墻。
2.2小開口整體剪力墻
當剪力墻上所開洞口面積稍大且超過墻體面積的15%時，在水平荷載作用下，這類剪力墻截面上的正應力分布略偏離了直線分布的規律，變成了相當于在整體墻彎曲時的直線分布應力之上疊加了墻肢局部彎曲應力，當墻肢中的局部彎矩不超過墻體整體彎矩的15%時，其截面變形仍接近于整體截面剪力墻，這種剪力墻稱之為小開口整體剪力墻。
2.3聯肢剪力墻
當剪力墻沿豎向開有一列或多列較大的洞口時，由于洞口較大，剪力墻截面的整體性已被破壞，剪力墻的截面變形已不再符合平截面假設。這時剪力墻成為由一系列連梁約束的墻肢所組成的聯肢墻。開有一列洞口的聯肢墻稱為雙肢墻，當開有多列洞口時稱之為多肢墻。
2.4壁式框架
當剪力墻的洞口尺寸較大，墻肢寬度較小，連梁的線剛度接近于墻肢的線剛度時，剪力墻的受力性能已接近于框架，這種剪力墻稱為壁式框架。
不同類型的剪力墻，其相應的受力特點、計算簡圖和計算方法也不相同，計算其內力和位移時則需采用相應的計算方法。以下分別介紹幾種常見剪力墻的內力與位移計算方法。
三、剪力墻在水平荷載作用下計算
對于整體剪力墻，在水平荷載作用下，根據其變形特征，可視為一整體的懸臂彎曲桿件，用材料力學中懸臂梁的內力和變形的基本公式進行計算。
（1）內力計算。按上端自由，下端固定的懸臂梁計算其任意截面的彎矩和剪力。
（2）位移計算。在位移計算時，由于剪力墻的截面高度較大，應考慮其剪切變形影響。當開洞時，應考慮洞口對位移增大的影響。
剪力墻結構是一個比較復雜的空間結構，為了簡化，剪力墻在水平荷載作用下計算時，作如下假定：（1）樓板在其自身平面內的剛度極大，可視其為剛度無限大的剛性樓蓋。（2）剪力墻在其自身平面內的剛度很大，而在其平面外的剛度又極小，可忽略不計。因此可以把空間結構化作平面結構處理，即剪力墻只承受在其自身平面內的水平荷載。基于以上兩個假定，剪力墻結構在水平荷載作用下可按各片剪力墻的等效抗彎剛度分配水平力給各片剪力墻，然后分別進行內力和位移計算。同時，現行國家標準《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002）為考慮縱、橫墻的共同工作，將縱墻的一部分作為橫墻的有效翼緣，橫墻的一部分也可以作為縱墻的有效翼緣。剪力墻的等效抗彎剛度是一個非常重要的概念，是指按剪力墻頂點側移相等的原則，考慮彎曲變形和剪切變形后，折算成一個豎向懸臂受彎構件的抗彎剛度。
四、小開口整體墻的內力及位移計算
小開口整體墻的洞口總面積雖超過了墻總立面面積的15%，但總的來說洞口仍很小，其受力性能仍能接近于整體剪力墻，各墻肢中僅有少量的局部彎矩，在沿墻肢的高度方向，彎矩圖形不出現反彎點。因此，在計算中仍可用材料力學公式計算其內力和側移，但須考慮局部彎曲應力的作用，作一些修正。
（1）內力計算。先將小開口整體墻作為一懸臂構件，算出其標高之處的截面所承受的總彎矩MFZ和總剪力VFZ。
（2）側移。小開口整體墻的側移計算仍可按整體剪力墻公式計算，但應考慮洞口對截面剛度的削弱。因此，應將計算結果乘側移增大系數1.2，即Δ小開口墻=1.2Δ按整體截面墻計算
五、剪力墻應用的選擇
以上討論了按整體計算的剪力墻、小開口整體剪力墻、雙肢墻、多肢墻等四種類型的剪力墻，它們因外形和洞口大小的不同，受力特點也不同，不但在墻肢截面上的正應力分布有區別，而且沿墻肢高度方向上彎矩的變化規律也不同。設計時應首先判斷它屬于哪一種類型，然后再用相應的計算方法求出它的內力及側移。
剪力墻的整體性是劃分剪力墻類型的重要標志之一。各類剪力墻的整體性可通過剪力墻的整體性系數α來體現。α值實際上反映了連系梁與墻肢之間剛度的比值，體現了整個剪力墻的整體性，可以利用α這一參數作為判別剪力墻類型的準則之一。但α的大小只反映了剪力墻整體性的好壞，它不能反映在墻肢層間是否會出現反彎點。
墻肢是否出現反彎點，與墻肢慣性矩的比值，整體性系數α，層數n等因素有關。各類剪力墻劃分如下：若剪力墻連系梁的剛度和墻肢寬度基本均勻，整體性系數α≥10，按小開口整體墻計算。若洞口面積與剪力墻立面總面積之比不大于0.15，且洞口凈距及孔洞至墻邊的凈距大于洞口的長邊尺寸時，一般可作為整體剪力墻考慮。
六、在高層建筑中剪力墻結構設計注意事項
（1）剪力墻要沿著主軸方向或者其他方向雙向進行布置，并且從下到上連續布置，以免剛度突變。
（2）高層建筑結構中采用了抗震設計，樓層側向的剛度最好不要小于相鄰上下樓層側向剛度的百分之七十，或是其向上相鄰層側向剛度平均值的百分之八十。當把地下室頂板作為上部結構的嵌固端時，地下室的樓層側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍。
七、結束語
隨著我國經濟的發展，我國的高層建筑也不斷的擴大規模，而在高層建筑中就會大量的應用剪力墻結構，而高層結構剪力墻計算就會出現各種問題。對于工程框架結構來說，剪力墻結構室內無柱梁的棱角露出，很美觀，而且使用功能也好，并且使用面積也增大了，所以很受歡迎。
參考文獻
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