框架剪力墙结构设计要点分析

1、框架剪力墙结构设计要点分析摘要：近年来，随着人们对住宅，特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高， 原来普通框架结构的露梁露柱结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们 对住宅空间的要求。于是逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅剪 力墙结构型式。本文首先对高层建筑结构的设计特点和剪力墙结构特点进行了系 统的阐述，最后就剪力墙结构设计的相关要点进行了详细的分析与探讨，以期对 大家以后的工作起到一定的借鉴和指导作用。关键词：框架剪力墙；结构设计；要点分析随着我国社会经济的发展以及人们生活质量的提高，越来越多农村人口向城 市聚集，使得城市人口越来越拥挤，这势必会带来住房紧张等各类问题，然而

2、想 要缓解城市人口以及住房压力等问题就只能不断扩大城市建设的同时新建高层建 筑，从而扩大城市人口容纳量，加快城市化进程。在高层建筑中，剪力墙结构因 为其独有的抗震性能好、抗侧刚度大、侧移较小的优势而被广泛应用于其中，特 别是高层剪力墙住宅。然而剪力墙结构设计过程中仍没有一个明确的规定用以判 断剪力墙截面尺寸大小及其形状、位置布置等合理与否情况，一般情况下都是根 据工程师经验来进行设计、判断的。这就使得一些不合理设计问题容易出现，从 而导致建筑结构安全性不足或造价增加等。框架剪力墙结构的特点建筑的结构形式有许多种，在实际工程应用中结合建筑类型及功能要求，所 选择的基础形式也不相同。尤其是伴随着高

3、层建筑的飞速发展以及人们对居住空 间要求的人性化，使得建筑的平面布置和空间结构也开始变得复杂和多样化。为 了达到高层建筑的这些特点和现代化社会的需求，框架剪力墙结构在这种情况下 也就随之出现了。砌体结构在建筑工程的应用时，随着楼层的增高，自身厚度大、间距小的特 点限制了其在高层建筑的应用，由此推动了框架结构的出现。它主要是由梁和柱 组成，并且里面可变化，较好地克服了砌体结构的缺点，但由于自身抵抗水平荷 载的能力较差，底部空间位移大容易引起非结构性破坏和次生灾害，以及侧向刚 度较差等特点对抗震不利，于是剪力墙结构便呼之欲出。剪力墙结构的出现弥补 了框架结构的这些不利因素，不仅侧向刚度较大，而且抵

4、抗水平荷载的能力也相 对框架结构有所增强，因此成为了建筑结构的基本形式之一。但相对框架结构的 不足之处在于其平面布置没有框架结构灵活，不能运用于大空间要求。由此框架 剪力墙结构就成为了人们研究的对象，通过把框架结构和剪力墙结构这两种结构 结合起来，利用两者之间的优劣互补，既解决了框架结构抗荷载能力差的弱点， 又解决了剪力墙灵活性不足、延性较差的劣势，实现了结构设计安全、经济的目 的。我国部分的高层建筑的调查分析。剪力墙结构设计要点分析（1）剪力墙结构的合理布置剪力墙应沿主轴方向双向均匀布置，宜使两个方向抗侧刚度接近，不宜采取 单向的方式进行布设。尽量使得刚度中心与质量中心靠近，减小地震造成结构

5、扭 转。在对剪力墙结构进行布设时，墙肢使用不宜选择一字形的，带翼缘的T型 或L型等最为适宜。为减轻结构自重，加大建筑可用空间，剪力墙不宜布置太密使结构有合适的刚度，以满足规范的侧移限制为好。剪力墙竖向刚度要求匀称，由下到上连续布置，可沿高度改变剪力墙厚度 和混凝土强度等级。剪力墙上要布置洞口，应尽量布置成成排成列，能够形成很明确的墙肢和 连梁，使得应力分布比较规则，又与计算简图较为吻合，设计结果比较可靠。（2）剪力墙长度和厚度的选择为了使剪力墙结构具有足够的延性，剪力墙墙肢长度一般不宜大于8m，这是 因为细高的剪力墙（高宽比大于2）具有很好的延性，可以防止脆性的剪切破坏。 当墙的长度大于8m或

6、更长时，为了满足延性要求，可通过开设洞口将长墙分成 长度较短、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 似成独立的墙段。高层建筑混凝土结构技术规程第7.2.2条规定了剪力墙的最小厚度，以保 证剪力墙的刚度和稳定性能。在短肢剪力墙结构中，高层建筑混凝土结构技术 规程中规定其抗震等级应采用比第7.2.2条中规定的抗震等级提高一级。如剪 力墙住宅中，填充墙厚一般为200mm，相应的剪力墙厚也应取200mm。以保证 剪力墙平面外有足够的刚度，防止结构在偏心荷载下产生屈曲失稳。（3）剪力墙结构中连梁的设计剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。在风荷载、地震作用等水平 荷载作用下，

7、墙肢发生弯曲变形破坏时的形态与连梁有很大的关系。因此，在设 计剪力墙结构时，应重视连梁的设计，以减少剪力墙的破坏几率。在剪力墙结构 设计中应遵循强墙弱梁的原则，提高结构的延性。如在本工程中，在窗洞露面和 窗台之间部分使用轻质砌筑材料；在有飘窗时，在窗台处再增加一根梁且在梁之 间用轻质材料填充。（4）剪力墙结构中过渡层的设计对于存在过渡层或者转换层的剪力墙结构，比如底层框架剪力墙结构，其过 渡层或者转换层的剪力墙墙体在地震中需要提供的抗倾覆力矩和抗剪切力最大， 且其受力也最不利。除此之外，由于在垂直均匀荷载的作用下，过渡层或者转换 层的剪力墙墙体处于拉剪或者压剪的应力状态，而一旦有横向荷载作用时

8、，过渡 层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力及其抗裂性能都将相应地降低。根据试 验表明，在垂直和反复横向荷载的作用下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横 向承载力大约会降低两到三成。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。（5）剪力墙结构的计算和配筋剪力墙的墙身。剪力墙中包括的有竖向钢筋和水平向钢筋，在对其进行构造 和计算时，要对其用量进行确定，主要对正截面中的抗弯承载力、斜截面中的抗 剪承载力进行验算。剪力墙中的钢筋配置要求为：在一级、二级、三级的抗震设 计中，竖向配筋率与水

9、平配筋率不能低于0.25%；在四级、一级非抗震设计中， 其配筋率不能低于0.2%。另外，剪力墙的竖向钢筋与水平钢筋之间的距离适宜在 300mm左右，直径不能低于8mm。连梁。剪力墙自身只有具备了一定的强度和刚度，才能够保证墙体与连梁的 协调工作。通常情况下，连梁具有提高剪力墙刚度、紧密连接墙肢的作用。因此， 在对高层建筑结构整体进行计算的过程中，要相应的折减连梁的刚度。其折减值 不能低于0.5,取值范围适宜控制在0.51.0。如果在对折减刚度后，建筑结构的 正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力不足，那么可以通过降低连梁高度、减小 整体刚度的方式，来减少地震带来的影响。结语；总的来说，随着高层建筑的不断发展，建筑结构也会不断提高，这 就要求相关设计工作者不断提高自身的设计水平。通过本文对框架剪力墙的分析 与总结，主要得出了以下结论：（1）首先要做好概念设计，以避免最终结果出来后的大范围修改，这就要求 设计人员结合自身的专业知识及相关的实践经验做出科学预判，重视结构试验研 究成果。（2）框架剪力墙结构作为高层建筑应用最为广泛的结构形式，能够较好地满 足建筑分割房间、抗震抗风的要求。（3）由于设计方案在遭遇地震时，其刚度体系也会受到影响，因