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剪力墻結構設計論文范文1
在建筑的豎向荷載中，其主要是由樓面荷載以及結構自重通過樓面傳遞到剪力墻的。其具有著兩種表現形式，一種是由連梁所產生的彎矩，一種是墻肢內具有的軸力。在我們對豎向荷載進行計算時，主要是以其受荷面積進行計算的，而在水平荷載計算時，則主要是借助計算機的有限元方式對其進行計算，通過這種建筑受力情況的科學估算，能夠有效地為我們后續的結構布置提供重要的基礎數據。在高層建筑中，剪力墻結構一般都是以雙向布置的方式形成空間結構。在剪力墻布置過程中，非常關鍵的一個問題就是要保證力所具有的均衡性，要通過建筑中心同剛度中心距離的接近避免建筑出現扭轉效應。在對其實際布置時，我們會看到當剪力墻抗側剛度過大時，其所具有的自振周期也會隨之增大。面對此種情況，設計人員則可以通過加大墻體間距的方式使結構的抗側移剛度能夠得到降低，可以說，通過剪力墻的合理布置，能夠有效地提升高層建筑的穩定性。
2剪力墻結構設計
對于剪力墻結構的設計是一個非常復雜、專業的過程，其中具有著很多個設計步驟。對此，就需要我們在對剪力墻結構進行設計之前就能夠對剪力墻結構設計的步驟進行充分的了解，并對墻肢所具有的厚度與長度進行確定。之后，則需要開展連梁以及邊緣構件的設計，最終對地震荷載進行計算。
2.1墻肢長度與厚度的設計
之前我們已經提到過，在剪力墻設計的過程中其長度不應當過長。對此，我們就需要對墻肢長度設置進行一定的控制，避免長度過長。一般來說，墻肢長度不應當超過8m，且跨高比應當大于6，并以此幫助我們獲得更為穩定的剪力墻設計。在厚度方面，我們在實際設計時則需要能夠對剪力墻所具有的穩定性以及剛度作出保證。通常來說，一般居民建筑的填充墻厚度會保持在200mm左右，在剪力墻厚度設計時也將其設置為200mm。而對于部分不含地下室的高層住宅來說，則將其基礎埋深選擇在2.5m以上，強度高度在5m以上，之后再根據適當的比例對剪力墻進行確定。但是對于這種方式來說，其很可能使最終的剪力墻厚度大于填充墻厚度，這也是非常不利于我們高層建筑設計的。對此，就需要我們在對剪力墻厚度設計時能夠在聯系建筑實際情況、相關建筑設計規程的基礎上對其進行科學的設計。
2.2連梁的設計
連梁就是對墻肢之間進行連接的梁，其不僅能夠幫助我們對不同墻肢進行連接，同時也能夠在水平荷載的作用下使墻肢因為出現變形情況對連梁產生一種內力，并以這種內力的產生對墻肢施加一種穩定的約束作用。在實際設計中，首先需要重點關注的就是截面尺寸以及連梁跨高比這兩個指標。如果連梁剛度過大，就需要我們對其進行適當的折減，但是，在對剪力墻進行設計時，僅僅根據相關的設計標準很難幫助我們實現配置的折減，對此，就需要我們能夠允許其適當的出現開裂的情況，并以這種開裂情況的存在將內力轉移到墻體上來實現折減的效果。而在折減過程中，也需要我們能夠對折減的系數引起充分的重視，通常來說，如果防裂度較低，那么我們就可以根據情況折減的少一些，而如果防裂度較高，就可以折減的多一些。但是，無論我們折減的多、少，都需要保證折減系數應當大于或者等于0.5，因為只有在這種折減系數下才能夠使連梁所承受到的豎向荷載能夠得到保障。而在連梁剛度方面，我們則可以通過增加剪力墻洞口寬度的方式減小連梁剛度，因為當整體結構的剛度降低時，當發生地震時的地震作用也會因此降低，并可以保證連梁所具有的承載力不會出現超限的情況。另外，混凝土也是我們在設計時需要重點注意的問題，通過混凝土等級的提升，也能夠對連梁抗剪承載力的不超限情況起到一個保障作用。
2.3邊緣構件的設計
邊緣構件也是我們在剪力墻設計過程中非常重要的一項工作。對于邊緣構件而言，有約束邊緣構件的矩形截面剪力墻和無約束邊緣構件剪力墻相比有著明顯的優勢，具有著更高的基線承載力，同無約束情況相比其承載力能夠提升約40%左右。而在類型方面，邊緣構件主要有構造邊緣構件以及約束邊緣構件這兩種，在實際應用的過程中都需要我們在聯系建筑實際情況的基礎上對其進行設置。
2.4地震荷載及內力設計
如果建筑主體結構布置情況較為簡單，那么我們在對剪力墻結構進行設計時則可以通過空間協同平面框架的應用對其進行計算。而如果建筑主體結構布置情況較為復雜，我們則可以通過空間分析程序對其位移、內力等因素進行分析。同時，在實際設計過程中，我們也需要以簡化計算的原則開展設計工作，且在對地盤長寬進行計算時需要能夠在結合建筑主體結構長寬的基礎上對其開展分析工作，并盡可能地以成比例的方式進行設計。
3結束語
剪力墻結構設計論文范文2
關鍵詞：高層預制鋼筋混凝土；剪力墻；住宅結構；設計
中圖分類號：TU208文獻標識碼： A
剪力墻結構是建筑結構中常見的形式，對于高層預制鋼筋混凝土疊合剪力墻結構的設計具有多種形式。目前，較為常見的設計形式包括兩種，通過對這兩種形式的簡化，應用計算機軟件對其進行有效的分析、計算，實現了對高層預制鋼筋混凝土疊合剪力墻結構的設計的優化。下面就通過具體的工程對其進行詳細的分析。
1.工程概況
鋼筋混凝土剪力墻結構在我國高層住宅建筑工程中應用較為廣泛。通過PC技術實施的鋼筋混凝土剪力墻結構被稱為預制鋼筋混凝土疊合剪力墻結構，現階段由于沒有完善的設計規范以及配套的設計標準，所以PC結構設計在建筑住宅規范化、產業化發展的過程中具有重要的作用。
某工程為兩棟18層的住宅樓，建筑面積為2.36萬平方米。其中第一層為架空綠化空間；2~15層為標準層；16~18層具有局部退層。該項工程中，PC技術主要應用范圍是3~15層。兩棟樓房中一共有26層標準層。應用PCF構件，即在建筑外山墻中利用預制鋼筋混凝土剪力墻模板；采用PC+PCF混合構件，即在建筑前后外墻結構中采用預制鋼筋混凝土模板。
該工程中，PCF模板在工廠中事先制作好，形成模板與外飾面，并在施工現場進行安裝，將其當做現澆鋼筋混凝土剪力墻外墻模板結構，然后在結構內側設置相應數量的鋼筋。然后支設內膜結構，并安裝預制鋼筋混凝土模板，形成疊合剪力墻結構。具體情況如下圖所示：
預制外墻PC是通過將剪力墻結構外墻的填充墻部分，通過預制形成外模，在內側可填充輕質材料：外模使用鋼筋與現澆筑的墻以及梁連接起來。
2.高層預制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結構設計
該工程建筑抗裂度為Ⅵ度，剪力墻的抗震等級為4級。根據兩棟樓房建筑結構，建筑平面較為規則，建筑豎向結構較為連續。因此本工程能夠使用鋼筋混凝土剪力墻結構。在該工程建筑中設置地下結構一層，其基礎為預應力管樁結構，并以筏板作為輔助結構。PC結構設計與傳統的建筑結構設計存在較大的去唄，在內容上得到了更新與完善。實際設計中，主要采用以下兩種設計方式：
方式一：建筑項目中豎向抗側力構建全部采用現澆鋼筋混凝土剪力墻結構或柱結構。這種設計忽略了PC構建以及PCF構件剛度要求以及其對建筑相關結構的影響，將PC構件以及PCF構件當做建筑荷載設計在建筑整體結構體系中。設計過程中使用現行的軟件與設計規范對該結構設計方式進行計算與分析。
方式二：建筑結構中添加了PC與PCF構件結構，會增加剪力墻結構的剛度。根據可靠實踐證明，預制鋼筋混凝土疊合剪力墻彈性變形范圍內，現澆墻體結構能夠與預制模板結構協同作業。該設計形式就是根據實際的情況，合理設計預制鋼筋混凝土疊合剪力墻的厚度，控制建筑結構的剛度以及位移。疊合剪力墻墻體的厚度等于現澆剪力墻墻體厚度與預制鋼筋混凝土模板厚度之和。通過相應的建筑結構計算與分析，以建筑周期、結構位移、剛度等計算結果作為設計的主要依據。
3.建筑主體結構設計
通過相應的計算與分析，該工程所采用的設計方式，能夠通過PC結構進行簡化，并通過現行的設計規范與軟件形成相應的設計模型。在實際設計過程中，需要考慮到PC、PCF構件結構對建筑其他結構的影響，包括剛度的影響，并根據相關的計算對計算模型相關參數進行適當的調整。有關的設計參數必須符合設計規范要求，同時也應該與高工程設計方案相適應。
通過相應的計算，并對上述兩種設計形式計算結果比較中可知，PC與PCF構件對建筑結構剛度的影響程度。PC、PCF結構對結構周期、位移等都具有微小的影響，但是不會對建筑整體結構計算造成影響。在預制鋼筋混凝土疊合剪力墻結構設計過程中，不僅需要考慮PC、PCF結構剛度，還需要綜合考慮其對建筑結構剛度的影響，對建筑結構位移、周期進行有效的控制。
4.建筑結構設計中常見的問題
在高層預制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結構設計過程中，不僅需要對PC結構主體進行合理設計，還需要對相關構件結構進行合理設計，形成完整的設計模型、體系。在具體的設計過程中，常見的設計問題體現在以下幾個方面：（1）應該重視現澆混凝土結構域疊合剪力墻結構的協同工作，重視PCF構件對建筑結構中的優化作用；（2）在PC、PCF構件的脫模、運輸存放以及安裝就位和現場澆筑混凝土等施工狀況下的剛度以及強度計算應根據實際工程項目的設計以及施工開展；（3）Pc構件與主體建筑具有多種連接方案，柔性方案與剛性方案的特點不同，各有優勢以及缺陷，本工程所使用的是柔性方案；（4）在建筑結構體系當中，有其他部位預制構件的使用例如陽臺、樓梯和疊合樓板的預制件，能在一定程度上對建筑結構的導荷方式以及建筑模型的假定存在一定的影響，在實際的計算過程中應考慮全面；（5）在設計的設計過程中，應該加強對各個結構連接部位的設計，設置合理的連接構件，確保整體結構的穩定性。
5.總結
本文通過實際建筑工程，并以工程預制鋼筋混凝土疊合剪力墻結構設計的計算分析為基礎，對高層預制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結構設計方式進行分析探討，為相關人員在這一方面的工作提供能參考。我國建筑行業發展具有悠久的歷史，但是PC技術起步較晚，應用到實際工程中也相對較少，同時也沒有形成完善的設計規范以及施工標準與驗收標準。這就需要相關的工作者加強對該領域的研究，對PC結構設計進行不斷的完善，形成完善的設計模型與體系，為我國高層建筑發展提供技術支持，促進我國建筑行業的發展，為城市化建設作出更大的貢獻。
參考文獻：
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剪力墻結構設計論文范文3
關鍵詞：高層住宅 混凝土剪力墻結構設計
Abstract: the development of our national economy, urban and rural residents and the standard of living rises ceaselessly, housing demand rapid increase, construction land increasingly nervous, national and each large and medium cities arise high-rise residential big development situation. To high-level residence structure design of further discussion and research, and has important practical significance. This paper mainly high-rise residential buildings to the shear wall structure design of the related problems on the some research.
Keywords: high-rise residential concrete shear wall structure design
中圖分類號：TU318文獻標識碼：A 文章編號：
前言
剪力墻是一種有效的抗側向力結構單元，可以組成完全由剪力墻抵抗側向力
的結構，也可以和框架共同組成抵抗側向力的框一剪結構。通常按其墻肢截面高度與厚度的比值分為一般剪力墻、短肢剪力墻和異型柱。剪力墻結構作為高層建筑中的主要結構形式，被廣泛運用于現代高層建筑領域?！陡邔咏ㄖ炷两Y構技術規程》(JGJ3．2002)對剪力墻結構的設計原則、計算方法和構造措施作出了相應規定，但有些規定尚不夠細致，可操作性較差。目前工程實踐中大多數剪力墻結構的布置還主要取決于設計人員的經驗。
一、剪力墻的分類
剪力墻根據墻肢的高厚比分為一般剪力墻和短肢剪力墻。―般剪力墻是指墻肢截面高度和厚度之比大于8的剪力墻；短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5～8 的剪力墻。當剪力墻的墻肢截面高度hw與厚度bw之比不大于3時，應按柱的要求進行設計，底部加強部位縱向鋼筋的配筋率不應小于1.2%，其他部位不應小于1.0%，箍筋應沿全高加密。剪力墻墻肢長度（即墻肢截面高度）―般不宜大于8m。
剪力墻按受力特性的不同主要可分為：①整體剪力墻。不開洞或開洞面積不大于15%的墻。②小開口整體剪力墻。開洞面積大于15%，但仍屬洞口較小的開孔剪力墻，其局部彎矩不超過水平荷載的懸臂彎矩的 15%，且大部分樓層上墻肢沒有反彎點。③雙肢墻（多肢墻）。開洞面積比較大或洞口成列布置的墻，其受力特點與小開口整體剪力墻相似。④壁式框架。洞口尺寸大，連梁線剛度與墻肢線剛度相近的墻，其受力特點是彎矩圖在大多數樓層中都出現反彎點。
二、剪力墻結構分析模型及方法
高層建筑結構中的剪力墻所承受的荷載有風和地震引起的水平荷載、結構自重和各樓層活荷載等豎向荷載，其主要功能還是抵抗結構的水平側力，利用其強大的抗側移剛度，減小結構的側移。一般在多遇地震作用下，剪力墻能很好地滿足結構強度、剛度和抗震方面的要求，在大震和罕遇地震作用下，由于地震加速度峰值大，輸入的地震能量大，這就要求剪力墻具有較好的耗能能力，具有較好的延性。所以在進行結構設計時，對有抗震設防要求的結構就要進行非線性靜力、動力分析，而在這一分析中，如何建立合理的剪力墻計算分析模型就顯得尤為重要。目前國內外對剪力墻的計算分析模型的研究很多，主要可歸納為兩種，
基于固體力學的微觀模型和以一個構件為一個單元的宏觀模型。
三、剪力墻結構設計應注意的問題
1、選擇有利的建筑形式
住宅剪力墻結構布置時，墻片不宜過長，一般以墻片高寬比為1.5左右為宜，墻片平面形式不宜采用提高抗側剛度的“L”“T”等平面形式，而是應盡可能采用“一”字形，以弱化每一單片剪力墻的剛度，實現剪力墻均勻分散、多道設防的目的。另外，還應控制剪力墻的最大間距，而縱向抗震墻應在外縱軸布置開窗洞的抗震墻或剪力墻，以增強橫向抗傾覆的能力，避免邊柱產生過大的壓力和拉力。
2、結構豎向布置
結構豎向布置方面，該項目高寬比H／B=5，符合抗震規范剪力墻結構6度設防小于6的要求。在抗震設計中要求結構承載力和剛度宜自下而上逐漸減小，變化均勻、連續，不要突變。該工程平面在豎向上沒有大的內收外挑情況，平面從底至頂一致。豎向剛度的變化主要表現在分段改變構件截面尺寸和混凝土強度等級，從施工方便來說，改變次數不宜太多；但從結構受力角度來看改變次數太少，每次變化太大又容易產生剛度的突變。
3、 剪力墻邊緣構件的設置
根據（JGJ 3―2002）《高層建筑混凝土結構技術規程》 中規定，當一、二級抗震等級底部加強部位軸壓比小于限值時，需要設置約束邊緣構件，其長度及箍筋配置量都需要進行計算，并從加強部位頂部向上延伸一層。對于普通剪力墻，其暗柱配筋滿足規范要求的最小配筋率，建議加強區配筋率取0.7%，一般部位配筋率取0.5%；而根據 《高層建筑混凝土結構技術規程》規定，對于短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強部位不宜小于1.2％，其他部位不宜小于取1.0％。對于小墻肢的受力性能較差，應嚴格按《 高層建筑混凝土結構技術規程》控制其軸壓比，宜按框架柱進行截面設計，并應控制其縱向鋼筋配筋率，加強區取1.2%，一般部位取1.0%；而對于一個方向長肢另一方向短肢的墻體，設計計算中，一是另一方向短肢不計入剛度，則配筋可不考慮該方向短肢的影響，二是短肢計入剛度，則配筋中應考慮該方向短肢的不利影響，即該短肢配筋率在加強區取1.0%，一般部位可取0.8%。同時，對抗震等級為二級的剪力墻和三、四級抗震等級的全部，以及非抗震設計剪力墻的全部，在重力荷載代表值作用下軸壓比小于 0.30 時，可按 《高層建筑混凝土結構技術規程》僅設置構造邊緣構件，而設置約束邊緣構件配筋不宜過大。
4、連梁的設計及配筋
剪力墻的連梁是耗能構件，它的剪切破壞對抗震不利，會使結構的延性降低。設計時要注意對連梁進行“強剪弱彎”的驗算，保證連梁的剪切破壞后于彎曲破壞。切忌人為加大連梁的縱筋，如此，可能無法滿足“強剪弱彎”的要求。不能認為加大箍筋就能保證“強剪弱彎”。當連梁不滿足截面控制條件時，盲目增加箍筋的結果會導致連梁剪切破壞先于箍筋充分發揮作用。連梁截面的抗剪計算，對于跨高比大于2．5的連梁，其剪力設計值應乘以增大系數ƞvb：一級取
1．3，二級取1．2，三級取1．1。剪力墻連梁的截面尚應滿足以下要求：
跨高比大于2，5時：
跨高比不大于2．5時：
式中：V――梁端截面組合的剪力設計值；
ßc――混凝土強度影響系數，按《高規》(JGJ 3-2002)第6．2．6條的規定采用。
由于高層建筑中聯肢剪力墻在風荷載、地震作用下被破壞時的形態與剪力墻的連梁有很大關系，因此，在設計中為減少剪力墻受破壞，應注重連梁的設計。即在設計中，應降低連梁的彎矩，從而降低連梁的抗彎承載力，使連梁早出現塑性鉸，降低連梁中的平均剪應力，改善其延性；設計時，應使連梁的剪力設計值大于或等于連梁的抗彎極限狀態相應的剪力；相應增大連梁的跨高比（連梁的高度計算與設計應按照統一規定，從洞頂算到樓板面或屋面），從而可相應降低連梁的剛度，使連梁的承載力有可能不超限；對于窗洞樓面至窗臺部分可用輕質材料砌筑；對于窗臺有飄窗時，可再增加 1 根梁，2 根梁之間用輕質材料填充。連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋預應力筋有腐蝕作用的外加劑。
四、剪力墻結構優化設計控制因素初探
影響剪力墻結構優化設計的主要因素包括結構變形和軸壓比、建筑功能布局、剪力墻的構造要求、經濟性能等。
水平位移是結構變形的主要方面，高層建筑中為了保證結構具有較大剛度，應對層間位移加以控制。這個控制實際上是對構件截面大小、剛度大小的一個相對指標。層間位移角的限制卻不包括建筑整體彎曲產生的水平位移，要求較寬松。顯然層間位移是與結構的抗側剛度緊密聯系的，剪力墻結構的抗側剛度主要是由剪力墻產生的，而剪力墻的多少又直接與混凝土和鋼筋的用量相關。所以對位移進行控制就間接控制結構的造價。剪力墻的軸壓比是指在地震作用下，剪力墻的軸力與混凝土的抗壓強度和剪力墻截面積之比。對軸壓比的限制是為了保證在地震作用下剪力墻具有足夠的延性，也即是說對軸壓比的控制就是對剪力墻延性的控制。結構的經濟性是在綜合考慮各個控制因素的基礎上對結構作出的功能與造價的最優比。
低烈度區在非強風作用下，因為地震作用與風荷載作用較小，水平力較小，且一般剪力墻結構墻肢布置間距較小，可能軸壓比和結構變形均不起控制作用，建筑功能布局、剪力墻構造要求起控制作用。在強震區水平力較大，主要控制因素可能是結構變形和軸壓比。
結語
隨著經濟建設的發展，我國高層建筑也有了快速的發展，尤其是改革開放之后建設了很多的高層建筑。但是由于高層建筑設計上的復雜性，也給高層建筑的設計帶來許多難點。所以，我們要不斷加強建筑結構設計研究。
參考文獻
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【2】姚琦．住宅剪力墻結構的優化控制因素探討【D】．重慶大學碩士學位論文，2006．
剪力墻結構設計論文范文4
關鍵詞：高層建筑；抗扭設計
Abstract: This article mainly discusses the torsion nature, factors and reverse design and control measures these four respects in the architecture structure, for your reference.
Key words: high-rise building; torsion resistance design
中圖分類號：TU7文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
扭轉效應是建筑遭受震害的重要因素之一，建筑設計工作者在對高層建筑進行結構設計時，一定要充分重視建筑結構的扭轉問題，熟悉結構扭轉產生的原因，了解結構扭轉的性質，并掌握扭轉的理論和計算方法。最關鍵的還是要充分考慮各方面的影響因素，做好計算和校核工作，根據建筑的具體特點，針對薄弱點，做好建筑結構的抗扭設計措施，使高層建筑能經得起地震的考驗，保障人民的生命財產安全。
1 高層建筑結構扭轉的性質
高層建筑結構在地震荷載作用發生扭轉破壞時，會加大建筑抗推剛度較弱的一側的位移，并使其剪力增加，破壞程度加重。如果平面的剛度不均勻，一端剛度很大，另一端只有剛度很小的柱子，地震荷載作用下發生扭轉，導致沒有剪力墻的一端柱子塌落而使樓板也跟著塌下。若每個結構單元兩端之問的質量和剛度相差懸殊，也會在地震作用下產生扭轉，造成鋼筋混凝土柱出現交叉裂縫。如果建筑的每層平面布置不盡相同，有些柱子上、下錯位或形狀和長邊方向改變，這樣可能造成地震時底層柱折斷而導致上層整體塌落。當結構平面形狀不規則時，產生破壞時交叉斜裂縫的寬度可達100mm。對單一受扭構件的破壞的研究表明，少筋及超筋構件以脆性形式破壞，而且破壞是突發性的，沒有明顯塑性變形，而適筋受扭構件以延性形式破壞，破壞具有明顯的塑性變形過程。但對于整體結構發生扭轉破壞來講，破壞是具有突發性的，塑性變形量較小，屬脆性破壞范疇。
2 引起結構扭轉的因素
2.1 建筑結構扭轉振動原因
2.1.1 外來干擾
地震時地面質量間具有運動的差別性，使地面不僅產生平動分量，同時也產生轉動分量，正是后者迫使結構產生了扭轉。但由于地震觀測的工作條件復雜，使得扭轉分量的相關理論和計算方法還不成熟，一些實際技術工作也沒能得到解決，所以目前的抗震規范都沒有考慮地震扭轉分量的計算。但我國規范中考慮了其影響：當不對規則結構進行扭轉耦聯計算時，應將平行于地震作用方向的兩個邊榀的地震作用效應乘以一個適當的增大系數，通常短邊可取1.15，長邊可取1.05，若扭轉剛度較小，則增大系數不宜小于1.3。
2.1.2 建筑結構本身因素
當建筑結構的剛度中心沒有與質量中心重合時，會導致地震作用下結構的扭轉振動。就算各層的剛心與質心重合，但建筑整體的質心不在同一軸線上，也會受到地面運動的扭轉分量、活荷載的偏心及其他復雜因素的影響，也會引起結構的扭轉振動。造成扭轉破壞的一個重要原因是平面剛度是否均勻，而剪力墻的布置是影響剛度是否均勻的主要因素。
2.2 建筑結構的平面和立面布置
2.2.1 平面布置
地震區的高層建筑，最好采用圓形、方形或矩形平面，橢圓形、扇形、正六邊形、正八邊形也可以采用。雖然三角形平面看起來也比較簡單和對稱，但它并非沿主軸方向都對稱，地震時也易產生較強的扭轉振動，所以地震區高層建筑的現狀盡量避免采用三角形。此外，帶有較長翼緣的L形、U形、H形、T形、十字形、Y形平面也不宜采用，因為此類平面在地震時容易發生差異側移而使震害加重。
2.2.2 立面布置
地震區高層建筑的立面也盡量采用矩形和梯形等均勻的幾何形狀，不宜采用帶有突然變化的立面形狀，因為形狀突變會引起質量和剛度的劇烈變化，致使該突變部位在地震時因塑性變形集中效應而加重破壞。在地震區尤其不宜出現倒梯形建筑和大底盤建筑，但這兩種建筑形式是比較流行的。倒梯形建筑雖然建筑風格比較時尚，但其在質量、剛度和強度分布上均不符合抗震設計原則，它的上部質量大而下部質量小，使得重心偏高，增加了傾覆力矩；上部剛度大而下部剛度小，相對增大了底層的薄弱程度。許多大底盤高層建筑，在低層裙房與高層主樓相連處容易引起剛度突變，使主樓底部樓層變成相對柔弱的樓層，容易在地震中因塑性變形集中效應而導致嚴重破壞。
3 高層建筑結構扭轉設計控制方法及措施
引發高層建筑結構的扭轉振動的因素眾多，包括地面的運動、建筑物質量和剛度分布的不均勻、計算分析的誤差以及抗扭構件的脆性破壞等，這些使得扭轉振動在所難免。在設計中應盡量改善結構扭轉效應，并在構造上采取一定措施來減小扭轉。
3.1 改善扭轉效應
總的來說，就是要做到削弱中間、加強周邊。具體可從以下幾個方面來改善扭轉效應：
3.1.1 建筑平面總體布置應規則、對稱，具有良好的整體性。
3.1.2 建筑的立面形狀應規則，豎向抗側力構件的材料強度和形狀尺寸從上到下應逐漸增加，避免其剛度和承載力突變。
3.1.3 增加遠離質心處的剪力墻厚度，盡量使剛心接近質心，減小偏心率。
3.1.4 若簡體剛度很大，則可加開結構洞以減小剛度偏心。
3.1.5 平面凹凸不規則處應加拉梁或增設拉接樓板。
3.1.6 盡量加大周邊構件截面，以增加整個平面的抗扭剛度。
3.2 抗扭措施
3.2.1 根據建筑具體高度來選擇適宜的結構類型。
3.2.2 確保框架一剪力墻基礎具有良好的整體性和剛度。
3.2.3 框架結構和框架一剪力墻結構中，梁中線與柱中線、柱中線與剪力墻中線之間的偏心距不宜過大，并且框架和剪力墻均應雙向設置。
3.2.4 剪力墻的設置宜貫通房屋全高，其橫向與縱向墻體應相連；較長房屋中的縱向剪力墻不宜設置在端開間，應設置在墻面不需開大洞口的位置，剪力墻上的洞口宜上下對齊。
3.2.5 調整后的框架的角柱的剪力設計值和組合彎矩設計值還應乘以一個增大系數，并且其值不小于1.1。
3.2.6 剪力墻的底部加強部位及以上一層的截面組合的彎矩設計值，應采用墻肢底部截面組合彎矩設計值，而其余部位設計值應乘以增大系數1.2。
3.2.7 各級剪力墻底部加強部位的截面剪力墻設計值均應乘以相應的增大系數，一、二、三級的增大系數分別為1.6、1.4、1.2。
3.2.8 控制好建筑的高寬比，不應使這一值過大，基礎埋深應達到一定的限值。
3.2.9 適當增大邊柱、角柱及剪力墻端柱的縱向鋼筋面積。
4 結語
高層建筑結構破壞大多是由扭轉所導致的，因此加強結構的抗扭剛度和抗扭能力是減小建筑結構震害程度的重要措施，也是結構設計的一個重要概念。扭轉效應大多是由建筑布置不合理而產生的，因此抗震設計中首先要考慮合理的建筑布置，抗震結構應盡量滿足平、立面簡單對稱的原則，盡量減少凸出和凹進等復雜平面，還應盡可能使平面剛度均勻。
參考文獻：
［1］ JGJ 3-2010，高層建筑混凝土結構技術規程［S］．
［2］ 平面不規則高層結構的扭轉分析與抗扭設計［A］． 第全國高層建筑結構學術會議論文［C］． 2006．
剪力墻結構設計論文范文5
關鍵詞：高層建筑；抗震設計；結構體系
結構工程師按抗震設計要求進行結構分析與設計，其目標是希望使所設計的結構在強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳，從而經濟地實現“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。本文圍繞高層建筑結構，總結了高層建筑結構設計的特點以及提出了高層建筑結構分析和各種體系相對應的方法。為實際高層建筑結構分析與設計提供一定參考。
1 高層建筑抗震結構設計的基本原則
1.1結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性等方面的性能
(1)結構構件應遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。(2)對可能造成結構的相對薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。(3)承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。
1.2在設計構造上宜有多道抗震防線
(1)一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接協同工作。例如框架―剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。(2)地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導致倒塌?？拐鸾Y構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區，主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度，提高結構抗震性能，避免大震時倒塌。(3)適當處理結構構件的強弱關系，同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后，其他抗側力構件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結構的延性和抗倒塌能力。(4)在抗震設計中某一部分結構設計超強，可能造成結構的其他部位相對薄弱，因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小，改變抗側力構件配筋的做法，都需要慎重考慮。
1.3對出現的薄弱部位，應采取措施提高其抗震能力
(1)構件在強烈地震下不存在強度安全儲備，構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。(2)要使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時，會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。(3)要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。(4)在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移，這是提高結構總體抗震性能的有效手段。
2 高層建筑結構靜力分析方法
2.1 框架－剪力墻結構
框架－剪力墻結構中剪力墻布置應按“均勻、分散、對稱、周邊”的基本原則考慮,內力與位移計算的方法很多，大都采用連梁連續化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉角相等的位移協調條件，可以建立位移與外荷載之間關系的微分方程來求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式亦不相同?？蚣埽袅Φ臋C算方法，通常是將結構轉化為等效壁式框架，采用桿系結構矩陣位移法求解。
2.2 剪力墻結構
計算剪力墻的內力與變形時,其剪力墻應計入端部翼緣地共同工作,剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應力分布也不同，計算內力與位移時需采用相應的計算方法。剪力墻結構的機算方法是平面有限單元法。此法較為精確，而且對各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多，機時耗費較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。
2.3筒體結構
筒體結構包括框筒結構?筒中筒結構以及其它筒體結構。筒體結構的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類：等效連續化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續化方法是將結構中的離散桿件作等效連續化處理。一種是只作幾何分布上的連續化，以便用連續函數描述其內力；另一種是作幾何和物理上的連續處理，將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板，以便應用分析彈性薄板的各種有效方法。
3 高層建筑的結構體系
3.1框架－剪力墻體系。有框架結構布置靈活，使用方便的特點，又有較大的剛度和較好的抗震性能。當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時，往往需要在建筑平面的適當位置設置較大的剪力墻來代替部分框架，便形成了框架－剪力墻體系。在承受水平力時，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力?？蚣埽袅w系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設置，增大了結構的側向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架－剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。
3.2剪力墻體系。剪力墻體系結構剛度大，空間整體性好，當受力主體結構全部由平面剪力墻構件組成時，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結構，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強，是一種良好的結構體系，能建高度大于框架或框架－剪力墻體系。
3.3筒體體系。凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統稱為筒體體系，包括單筒體、筒體－框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構件，分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結構單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構成的空間受力構件。筒體體系具有很大的剛度和強度，各構件受力比較合理，抗風、抗震能力很強，往往應用于大跨度、大空間或超高層建筑。
4 結束語
在強烈地震作用下,建筑物的破壞機理和過程是十分復雜的,要進行精確的抗震計算是困難的,在總結大量地震災害經驗的基礎上,提出了概念設計,并認為它是結構抗震設計的首要問題,比計算設計更為重要。對設計人員來說,掌握概念設計,有助于明確抗震設計思想,靈活、恰當地運用抗震設計原則,不致陷入盲目的計算工作,從而比較合理地進行抗震設計。
參考文獻：
[1]朱鏡清.結構抗震分析原理[M].地震出版社，2002，11
[2]徐宜，丁勇春.高層建筑結構抗震分析和設計的探討[J].江蘇建筑，2009
剪力墻結構設計論文范文6
關鍵詞：結構設計；設計要點；工程案例
引言
因為科技的發展導致建筑技術的進步，建筑工程面臨著越來越高的要求。好的建筑結構設計的方案不但要經濟性、可行性、合理性等特點，而且要有相當的理論技術作為基礎。經濟高速發展的幾年，我國城市涌現出越來越多的高層和超高層建筑，隨著數量的加大，一系列的設計弊端和問題在結構設計中也體現出來，設計人員必須在事件中不斷的積累經驗、總結經驗，豐富自己的專業知識和設計創新，才會在未來的城市建筑結構設計中體現設計的核心價值。
一、 現代建筑結構設計的要點分析
1. 軸向變形是現代高層建筑在結構設計中須要考慮的設計要素。有些情況下可能會由于數值較大的豎向荷載，在柱中可能引起一定程度軸向變形，引起連續梁中間支座處的負彎矩值減小越來越明顯，會產生影響預制構件下料的長度，設計人員要依據軸向變形的實際計算值，合理調整下料長度，而達到不影響連續梁彎矩的目的。
2. 現代建筑結構設計中水平荷載是一項必須重視的因素，建筑結構設計的過程中，樓面使用荷載和建筑物的自重等豎向荷載，將在豎向構件中引起與建筑物高度一次方成正比例的一定數值的軸力與彎矩，而水平荷載對于建筑結構產生的傾覆力矩及其在豎構件中引起的軸力，則是與建筑物高度的二次方成正比，豎向荷載基本是定值，而地震作用、風荷載等水平荷載的數值則會隨著建筑結構動力特性的不同，而會出現很大幅度的變化，在建筑結構設計過程中，這種情況經常出現，這是必須在設計工作中進行詳細計算與周密分析的原因所在。
3. 設計工作還有一項重要的控制指標――側移，必須將水平荷載作用下的建筑結構側移控制在一定的限度之內，側移在高層建筑結構設計中已經成為重要的控制指標，特別是伴隨著建筑物高度不斷增加，建筑結構的側移變形在相同水平荷載下增大顯著，這是與與多層建筑完全不同的。
4. 設計工作還有另一項重要指標―結構延性，相比較于小高層、多層建筑而言，層數較高的建筑結構會相對更加柔一些，在相同的地震作用下變形更大些。在結構設計中必須采取相應的工藝與技術措施，以保證建筑結構具有足夠的延性，這都是為了保證高層建筑結構進入塑性變形階段后，依然會具有非常合理的變形能力，避免建筑物倒塌或者發生其他的危險。
二、 建筑結構設計工程案例
本論文以某高層住宅建筑工程項目為例，需要指出建筑結構設計的基本流程與注意事項如下：這個建筑工程項目位于某城市的市中心繁華的地段，地上20 層，地下1 層，建筑總高度78.3 m，建筑總面積約25萬m2。建筑結構的長寬比為3.8～7.4，高寬比為5.6～10.1。項目所在地地形平坦，表層土以人工填土為主，土層在垂直與水平方向有著穩定的分布，基礎一般在第四紀沉積土層的以下部分。結構為二級安全等級，抗震設防重要性為丙類，基本風壓0.45kN/m2，抗震設防烈度為9 度。
1. 主體結構設計
這個項目主體結構采用框架―剪力墻結構體系。其中框架的抗震等級為二級，剪力墻的抗震等級為一級。建筑物中部布置剪力墻，形成筒體，并且將其作為主要的抗側力構件，在筒體周圍結合建筑物的實際使用功能合理設置框架柱。地下室頂板作為結構嵌固端，其板厚設計為180mm，板配筋為雙層雙向形式滿布。地上部分的樓層主次梁沿Y 向布置，以利于減小主梁的高度，增加使用凈高，層樓板厚為110mm。
2. 基礎設計
依據本工程所在地的地質勘察報告提供的地基承載力計算，確定本工程X 向基礎梁的尺寸為900×1800，Y 向基礎梁的尺寸為1000×2000 或1800×2000。由于受到筒體內電梯基坑、集水井局部下沉的影響，設計采用梁板式筏形基礎，筒體四周的板厚為1.5m，其他部位板厚為1.0m。局部可能主梁不能正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對較大?；A結構設計過程中，要特別重視各類技術資料與數據的收集和整理，計算采用彈性地基梁、板和有限元梁、板的設計軟件，確保計算結果真實性與可靠性。
3. 框支層設計
（1）框支墻結構設計
本工程結構設計中，為了有效改善混凝土的受壓性能，增大結構延性，在設計中合理控制墻肢軸壓比，其比值應控制在0.5 以內。核心筒落地剪力墻的厚度為40cm，核心筒以外，建筑四角分別布置L型剪力墻，厚度為70-90cm 。底部加強區域的剪力墻設計中，應按照相關規范與技術要求設置相應的約束邊緣構件，其縱筋配筋率應控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時，在本工程長厚比
（2）框支柱設計
本工程框支柱的抗震等級為二級，框支柱的剪力設計中，設計值按照柱實配縱筋進行計算，還應控制剪壓比在0.15 以內，剪力設計值應乘以放大系數1.1。柱內縱向鋼筋的配筋率應
（3）箱形轉換層樓板設計
本工程結構設計中，箱形轉換層的箱體的上下層板厚均為25cm，總高度為245cm。結構設計中，采用專業的ANSYS 有限元軟件對箱體上下層板的內力進行分析與計算。在不同的荷載工況條件下，在箱形轉換層樓板設計中，樓板裂縫≤0.2mm，雙層雙向通長配筋。箱體上層板的最大壓應力控制在1.2MPa 以內，箱體下層板的最大拉應力應控制在2.0MPa 以內。
三、 結語
由上述可以得出，對于設計中常見的效率與質量的問題要引起特別的重視，必須綜合考慮各種影響因素在建筑結構設計工作中的影響與作用。應及時引入先進的設計理念和方法，從而使得建筑結構設計中更多的應用新工藝、新技術和新材料，從而達到有效提高建筑結構設計整體品質的目的，有利于項目建設工作的順利進行。
參考文獻