浅谈混凝土剪力墙结构设计

浅谈混凝土剪力墙结构设计

摘要：剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构形式，是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构，被广泛运用于现代高层建筑。相对于框架结构，剪力墙结构既可以保证结构安全可靠性，又可以使室内空间合理、墙面平整，所以高层建筑结构中越来越多地采用剪力墙结构，剪力墙的受力、变形特征，类似于框剪结构，但比框剪结构的刚度分配、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。这样的结构形式能使建筑取得较好的经济效果和建筑功能效果。以此，笔者结合实际和国家规范条文对剪力墙结构做出以下讨论。

关键词：高层建筑；剪力墙；概念设计；结构设计；计算原则；墙体配筋

abstract: the shear wall structure as the main structure form in tall buildings, is adapted to the architectural requirements and the formation of the special shear wall structure, is widely used in modern high-rise building. relative to the frame structure, the shear wall structure can guarantee the safety of the structure reliability, and can make indoor space reasonable, metope level off, so high building structure used more and more in the shear wall structure, shear wall, the stress of the deformation

characteristics, similar to the box shear structure, but cut structure stiffness than box distribution, internal force distribution more reasonable, structure of the deformation coordination of vertical displacement to the differences, also cut than box small structure is based load more even, the reasonable. this structure form can make building get better economic effect and the building function effect. this, combined with the actual and the national standard provisions on the shear wall structure make the following discussion. keywords: high building; shear wall; the conceptual design; structure design; calculation principle; wall reinforcement

1 剪力墙结构的优缺点

剪力墙结构刚度大，整体性好，用钢量较省。在居住性建筑中，居室和客房均为小间，分隔墙较多，采用现浇剪力墙结构，可以将承重墙与隔墙合二为一，相对来说比较经济。另外，采用现浇剪力墙结构，室内较框架结构简洁，没有露梁和露柱现象，外形美观，便于室内布置。但是，也有一些缺点：

（1）剪力墙结构的抗侧刚度大，引起较大地震反应，使得上部

结构和基础费用增加；

（2）由于混凝土墙体较多，使得建筑物重量增加，这也同样引

起较大地震反应，造成浪费；（3）剪力墙结构中各墙肢轴压比往往较低，使得各墙肢的承载能力得不到充分发挥；

（4）剪力墙结构中墙体多为构造配筋，配筋率较低，使得结构延性较差。

建筑物刚度的大小，历来争议较多。但对于钢筋混凝土结构，通过历次震害表明，刚度较大的结构一般震害较轻。但是，结构刚度不能无限制增大，因为一般情况下，建筑物刚度越大，工程费用越高，对高层建筑，控制这个“度”主要有两个因素，一个是控制结构的水平位移，首先应使结构水平位移满足jgj3- 2002《高层建筑混凝土结构技术规程》中有关结构水平位移的限值；另一个是控制地震力，因为在地震力计算值偏小的情况下，有时也会出现结构顶点位移满足要求、构件为构造配筋的“安全”假象。所以，只有底部剪力在合理范围内，检查位移、内力及配筋情况才有意义，剪力墙结构的底部剪力系数a＝底部剪力／结构自重，并控制在表1所列范围内较合适。

在高层剪力墙结构设计中，既要发挥它具有足够的抗侧能力等优点，又要改进其工程费用较高的缺点，成为这一个关键问题。为此，根据建筑物的高度不同，提出如下几种改进的现浇剪力墙结构形式，并通过控制结构水平位移和底部剪力系数这两个因素来满足设计要求

2 剪力墙结构设计计算原则

剪力墙结构设计时，应根据规范要求综合考察结构是否合理，比如说剪力墙结构刚度不宜过大，应以规范规定的楼层最小剪力系数为目标，使计算结果接近规范限值(不小于限值)，同时要使楼层层间最大位移与层高之比满足规范限值。其次，考察剪力墙底部加强区的轴压比是否满足(对抗震等级为一、二级的剪力墙)，剪力墙连梁是否超限等。要控制好结构扭转为主的第一自振周期tt与平动为主的第一自振周期t1之比，a级高度的剪力墙结构不应大于0.9，b级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85；在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，a级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；b级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。一般情况情况宜控制在1.2左右，特别不规则平面也宜控制在1.4以内。

剪力墙结构用钢筋及混凝土指标

以下再较细致的分析剪力墙结构设计中需重点关注的各种技术

指标的调整方法。

2.1 楼层最小剪力系数(剪重比)的调整原则：在满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩的不超过40％的前提下尽可能少布置剪力墙，以大开间剪力墙布置方案