導語：如何才能寫好一篇剪力墻結構，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：框架剪力墻 布置

0 引言

建筑技術需要隨工業化、城市化的日益發展而發展，高層建筑越來越成為建筑形式的首選，因為高層建筑具有節約用地、節省投資等方面的優勢。高層建筑結構體系根據抗側力體系的不同可分為：剪力墻結構、框架結構、框架―剪力墻結構、筒中筒結構和多筒結構體系。

我所參與設計的東北電網電力調度交易中心大樓，采用的是型鋼混凝土框架-剪力墻結構，此設計獲得了省優秀設計一等獎。下面結合設計經驗，就框剪結構中剪力墻的設計加以探討。

1 確定剪力墻的厚度

框剪結構體系中，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：①一、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，同時不宜小于層高的1/16；無端柱或翼墻時，不宜小于層高或無支長度的1/12；②其他情況不應小于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。結構安全和經濟合理等特點是一個合理的剪力墻厚度應具有的。

2 框架―剪力墻計算方法

在水平荷載作用下的框架―剪力墻體系，由框架和剪力墻共同承受外荷載，這種解析方法是基于連續化思想來計算框架―剪力墻。換言之，通過剛性鏈桿，即剛性樓蓋的作用將框架和剪力墻連在一起。相互作用的集中力Pft會在鏈桿切斷后，在樓層標高處剪力墻與框架間產生。計算時將集中力Pft簡化為連續的分布力Pf，以便于計算。與這相對應，框架變形與剪力墻相同的變形連續條件，在每一樓層標高處，簡化為框架變形與剪力墻相同的變形連續條件，在沿整個建筑高度范圍內。位移y與荷載P(x)之間對普通梁關系如下：EI■=P（x）

對剪力墻來說，承受外荷載與框架彈性反力的一個彈性地基梁，可視其為上端自由下端固定。除承受分布荷載p(x)，同時承受分布反力Pf，因引，在位移與反力Pf、荷載P(x)之間微分關系如下式所示：EI■=P（x）-Pf

解微分方程求出剪力墻，也就是求出了框架的位移曲線y(x)，然后再利用下面所示的微分關系，求出剪力墻的荷載和內力：彎矩：EI■=M

剪力：EI■=V

均布荷載：EI■=p

可由位移曲線y(x)，再來求出框架所受的荷載和剪力即：荷載：■=CF■μ-pr 剪力：VF=CF?茲=CF■

可由D值法或反彎點法求得，式中的CF，它為框架的剪切剛度，可用下列規范中的等效公在式考慮柱軸向變形來加以求得。

CFo=■

3 剪力墻的數量和長度的確定

結構在地震作用下的周期、層間位移角等等計算信息，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以知道了。為了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，也就是我們設計時應達到的要求，如果因為墻的長度很長無法滿足高跨比的要求時，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。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的減小，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。

4 剪力墻的布置

4.1 剪力墻布置原則。①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。②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。③縱橫剪力墻一般以L形、T形和槽形等形式組成。④剪力墻總高度與長度之比宜大于2，而不宜太長。⑤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。

4.2 剪力墻的設置位置。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。分散、均勻、對稱、周邊布置的原則應用在每個方向的剪力墻布置上。

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，從而來防止因為過大的樓蓋水平變形的原因而引起的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。⑤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，而不應是單肢墻，以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。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。

5 對于剪力墻設置合理性的檢驗

合理設計時要求，水平位移應滿足限值，這是必要的，而達到這一要求時，并不說明它便是合理的結構。想成為合理的結構，周期、地震力大小等綜合條件還應加以周全的考慮。

5.1 通過結構自振周期的計算驗證剪力墻的布置。折減的計算自振周期對于比較正常的設計不用考慮，對于框架―剪力墻結構，T1=(0.06-0.12)×n，二、三振型的周期為T2=(1/3-1/5)×T，T=(1/5-1/7)×T。

5.2 通過計算結構的底部剪力來驗證剪力墻的布置。各層位移可以根據已有的工程計算結果、截面尺寸、結構布置都比較正常的結構而連成側移曲線，此時的曲線應具有反S形且接近于直線。位移曲線在剛度較均勻時是連續光滑的，沒有突然的凹凸變化和折點。通過以上可以驗證剪力墻的數量和設置位置的合理性。

6 結語

我們可以根據上述的原則在框架剪力墻結構中做出比較合理的剪力墻布置，確定出布置方式及數量，并盡量滿足建筑平面布置等項的要求。

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關鍵詞：結構布置；計算分析；構造措施

Abstract: for high-rise residence shear wall design, this paper discusses the shear wall structure design with wall arrangement, girders layout, even LiangChao steel processing, structural measures and related note, and of engineering example calculation results were analyzed.

Key words: the structure arrangement; Calculation and analysis; Structural measures

中圖分類號：TU398+.2 文獻標識碼：A文章編號：

現代高層住宅結構，一般都采用剪力墻結構，因其受力性能好，方便建筑師進行平面功能布置，相對其它結構而言具有較大的經濟優勢，能節省成本。通常在高層剪力墻住宅建筑標準層單位面積含鋼量中，剪力墻墻身用鋼量普遍占的比例均較大，約達到45%～65%（該統計數據為7度抗震設防區的數據，以上同），剪力墻梁板用鋼量約占35%~55%。因此剪力墻布置的優劣直接關系到整個結構的經濟指標。剪力墻布置的基本原則是：盡量減少剪力墻數量，以期通過布置較少的抗側力構件獲得滿足規范要求的抗側、抗扭剛度。高層住宅結構填充墻體宜采用輕質高強墻體材料，以降低每一樓層質量，減少結構總重量，因地震作用時結構重量大小也會影響著地震力，影響結構抗側剛度需求大小。結構剛度布置也不宜過剛，結構越剛則相應的地震力也會越大，墻柱梁配筋也會加大，成本也會提高，造成不必要的材料浪費。

1、結構布置

1.1墻體剛度布置宜強周邊、弱中部

剪力墻宜均勻布置，盡可能布置在結構周邊墻體處，中部宜適當減少剪力墻的布置量（如中部樓電梯間附近，墻體可以減薄減短），以便提高整體結構的抗扭剛度，有利于控制周期比、位移比指標。

1.2盡量少布置短肢剪力墻

短肢剪力墻為截面厚度不大于300mm，各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。從結構計算分析看，因短肢剪力墻沿建筑高度可能有較多樓層的墻肢會出現反彎點，其受力特點接近異形柱，而且承擔較大的軸力與剪力，抗震性能較差，因此，應盡量少布置短肢剪力墻或布置短肢剪力墻時，從構造措施上加強該墻。

在滿足豎向荷載、水平荷載作用下，平面上墻體宜均勻布置，各片墻體長度宜均勻，不宜大于8m，建議略大于2m。應避免個別墻體過長，剛度相對其它墻肢過大，因受水平力作用時，較長墻體會承受大部分水平力，容易先產生破壞，而其它墻肢又未必有充足的抗側剛度，造成結構連續破壞，對抗震極為不利。

1.3避免平面不規則

角部重疊和細腰形的平面圖形，在中央部位形成狹窄部分，在地震中容易產生震害，尤其在凹角部位，易產生應力集中使樓板開裂、破壞，不宜采用。應采取加大樓板厚度、增加板內配筋、設置集中配筋的邊梁、配置45度斜向鋼筋等方法予以加強。

1.4墻體對齊

墻體布置，宜避免形成單片獨立墻，宜將各片墻體調整對齊，形成聯肢墻或小開口整體墻，剪力墻與連梁剛度相對會較強，能更好發揮剪力墻抗彎抗剪整體效應，達到較好的整體抗側性能，且能一定程度上減少墻體數量，相對應的也可減少梁構件，平面受力也更合理。

1.5連梁設置

兩端與剪力墻在平面內相連的梁為連梁。在計算分析過程中，連梁往往不能避免超配筋現象，此時需對連梁進行調整。一般調整方法有：

1）減小連梁截面高度或采取其他減小連梁剛度的措施。

比如連梁截面可取為200x600或200x500等。

2）連梁彎矩可塑性調幅：內力計算時已經對連梁剛度進行折減的，其彎矩值不宜再調幅或限制再調幅范圍。連梁彎矩調幅后，應將減少的部分彎矩相應的分配到其他連梁或墻肢上，滿足結構整體安全性。

3）當連梁取消對承受豎向荷載無明顯影響時，可按獨立墻肢驗算小震下的內力，按兩次計算的較大值計算配筋。

4）宜避免將其他梁擱置在連梁上，因為這種做法會增大連梁剪力設計值，使其更難以滿足高規第7.2.22條的規定。

1.6梁板分析

梁板混凝土及鋼筋用量在剪力墻結構中所占百分比往往也較大，所以平面梁板布置也應進行優化。對高層剪力墻結構，剪力墻間距一般為3~5m，梁跨度較小，截面相應的取較小值即可，應避免設置截面高的連梁，一般計算配筋率結果略大于構造配筋率。梁傳力途徑應盡量簡單明確，應避免多重次梁、多重傳力的情況，將受力復雜化。一般樓面荷載也較小，樓板厚度一般按構造要求、建筑要求設置，滿足計算要求即可。所以在設計中，緊抓梁上線線荷載、樓面荷載，計算數據要保持精確性，可以折減的荷載要折減，需要增加的荷載也應增加。即是說，設計時應從多方面考慮，減少梁截面、板厚度，將含鋼量降下去。

在建筑平面轉角窗部位宜在窗端設置寬度同墻厚的端柱或布置剪力墻，懸挑梁高度宜取樓板上下窗臺間高度，加厚上下窗臺板，使其形成匸字梁與端柱或剪力墻以梁抗扭剛度來傳遞彎矩與水平力的抗側力結構，并對梁腰筋進行加強，這樣對結構抗震性能會有較大改善。

2工程案例一：廣州天馬麗苑某棟

工程概況：本工程位于廣州花都區，丙類建筑，抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組第一組，場地類別二類。承設計基本風壓取0.5KN/m2，地面粗糙度B類，本工程因高度超過60m，屬對風荷載較敏感高層建筑，承載力設計時基本風壓值取0.55 KN/m2。剪力墻抗震等級為三級，考慮偶然偏心影響。

塔樓地下一層，層高6.4m，地上34層，主要屋面高度99.87m，首層高4.8m，標準層高2.9m。塔樓沿高度方向混凝土強度等級變化為：-1～2層，C50；3～11層，C45；12～18層，C40；19～25層，C35；26～頂層，C30。沿高度方向墻厚變化為：350或300～200mm。主要梁截面為200x600、200x400。連梁截面為200x550。

表一：塔樓計算結果

表二：風與地震作用計算結果對比

從表一可看出，在水平力作用下，結構扭轉效應較小，抗震性能較好。從表二可看出，結構抗側剛度由風荷載控制，地震作用效應不是主要控制作用，Y向為結構側向剛度弱向。本工程平面較規則，沿中軸線對稱布置。墻體平面布置較均勻，能較好的利用建筑填充墻位置設置剪力墻，X向及Y向剛度能得到充分利用，抗扭轉效應較好。

墻體設置構造邊緣構件（底部加強區設置約束邊緣構件），且盡量少布置，節省鋼筋，梁板配筋均較小，結構成本控制較理想。本工程在電梯間及樓梯間開洞較多的位置，加強了洞口周邊樓板，適當加厚樓板，加強配筋。在平面邊角位置，采取加強措施，設置放射筋，提高邊角部位樓板抗溫度應力變形能力。在建筑轉角窗部位，設置了匸形轉角梁，截面高度取樓板上下窗臺板間高度，加強梁抗扭構造措施，提高結構抗側性能。

結束語

1、結構布置上應盡量減少剪力墻數量，以期通過布置較少的抗側力構件獲得滿足規范要求的抗側、抗扭剛度，既有利于抗震，又能節約結構成本，對投資方、設計人員達到雙贏。

2、盡量少布置短肢剪力墻，相對普通剪力墻來說，短肢剪力墻受力性能較差，且配筋率要求較高，構造措施要求較嚴格，對抗震較不利，又一定程度提高了結構成本。宜避免形成單片獨立墻，宜將各片墻體調整對齊，形成聯肢墻或小開口整體墻。

3、如果連梁以水平荷載作用下產生的彎矩和剪力為主，豎向荷載下的彎矩對連梁影響不大（兩端彎矩仍然反號），那么該連梁對剪切變形十分敏感，容易出現剪切裂縫，則應按連梁有關規定設計，一般是跨高比小于5的連梁；反之，跨高比不小于5的連梁宜按框架梁設計。連梁超筋現象較多，一般需通過減小連梁剛度、連梁彎矩進行可塑性調幅等措施調整，或當連梁取消對承受豎向荷載無明顯影響時，可按獨立墻肢驗算小震下的內力，按兩次計算的較大值計算配筋，以滿足規范要求。

4、設計時應考慮優化梁板布置，使梁板盡量按接近構造要求配筋。

參考文獻：

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【關鍵詞】剪力墻；結構；混凝土；澆筑技術

中圖分類號：TU37文獻標識碼： A

一、前言

目前我國的建筑行業主要應用鋼筋混凝土進行施工建造，混凝土澆筑技術將決定著建筑的質量，剪力墻作為建筑的關鍵結構，其施工質量的好壞將至關重要，因此，我們要確保混凝土的澆筑技術的先進性和適用性。

二、剪力墻結構混凝土澆筑的施工程序及要點

1.作業準備

混凝土開盤前，應先對剪力墻側模底部與地(樓)面之間的縫隙用水泥砂漿進行交圈封閉，以防底口漏漿產生爛根現象。

2.混凝土攪拌

(1)攪拌時間：盡量采取強制式攪拌機，加料順序宜為：石子、水泥及固狀外摻料(外加劑)、砂，水同液狀外加劑一起加入。攪拌時間不少于1.5min，摻外加劑時根據要求適當延長。

(2)計量準確度：水泥、水及外摻料(外加劑)為土2％，骨料為土3％。攪拌機棚應設置混凝土配合比標牌。雨天應定時測定砂、石含水率，保證水灰比準確。

3.混凝土澆搗

(1)墻體混凝土澆筑宜先澆外墻，后澆內墻，或內外墻同時澆筑，分支流向軸線并排前進，各組兼顧橫墻左右寬度各半范圍。

(2)墻體澆筑混凝土前，在底部接槎處先澆筑5cm厚與墻體混凝土成分相同的水泥砂漿或減石子混凝土。用鐵鏟均勻入模，不應剛吊斗或混凝土泵管直接灌入模內。

(3)澆筑混凝土應分段分層進行，每層澆筑高度，應根據現場結構特點和鋼筋疏密而定，宜為振動器作用部分長度的1．25倍，第一層澆筑高度控制在50cm左右，以后每次澆筑高度不應超過1m；混凝土下料點應分散布置。

(4)當墻高在3m以內時，可直接在墻頂下混凝土澆筑；超過3m時，應用串筒或在模扳側面開門子洞裝斜溜槽分段澆筑，每段高度不得超過2m，每段澆筑后將門子洞封嚴箍牢。澆灌墻體要在內模適當高度上留置混凝士澆灌口，設串筒或溜槽送料，外墻澆筑可采取分層分段循環轉同時進行，交圈匯合，周而復始，直至外墻澆筑完成。

(5)洞口澆筑時，使洞口兩側澆筑高度對稱均勻，振動棒距洞邊30cm以上，宜從兩側同時振搗，防止洞口變形。大洞口下部模板應開口，并補充混凝土及時振搗密實。

4.上口找平

混凝土澆筑振搗完畢，將上口甩出的鋼筋加以整理。用木抹子按預定標高線，將表面找平。預制樓板安裝宜采用硬架支模。使混凝土墻上表面低于預制樓板下皮標高。

5.拆模、養護

常溫時混凝土強度大于1MPa，冬期時摻防凍劑，使混凝土強度達到4MPa時拆模，保證拆模時墻體不粘模、不掉角、不裂縫并及時修整墻面、邊角。常溫及時噴水養護，養護時間不少于7d，摻用外加劑時不少于14d，澆水次數應能保持混凝土濕潤。

6.冬期施工

(1)摻防凍劑混凝土出機溫度不得低于+10℃，入模溫度不得低于+5℃。

(2)注意檢查外加劑摻量，測量水及骨料的加熱溫度，以及混凝土的出機溫度、入模溫度，骨料必須清潔，不含有冰雪等凍結物，混凝土攪拌時間比常溫延長50％。

三、混凝土澆筑技術和養護工作

1.澆筑技術

首先，在施工的過程中，混凝土的澆筑方式主要有推移式以及分層澆筑，其在澆筑的過程中主要的要求是這兩種方式的澆筑需采用連續性的澆筑方式，層間間隔的時間要注意合理縮短，這一時間不得超過混凝土的初凝的時間，否則按施工縫來處理層面。還需依據混凝土的和易性和所采用振搗器的作用深度來確定混凝土的攤鋪厚度。非泵送混凝土的情況下，混凝土的攤鋪厚度不得超過400 毫米；泵送混凝土的情況下，混凝土的攤鋪厚度不得超過600 毫米。

其次，混凝土的攪拌要注意時間充足，還有拌合要均勻，在出現混凝土傾落的高度大于2 米的時候要采用串灌和溜槽等措施來進行下料。此高度小于2 米的時候，可以采用自由傾落。在混凝土的振搗的過程中要注意振搗的間距適當，附著式振搗器和插入式振搗器的間距為30 厘米。最后，如果混凝土還沒有凝固的話，在技術上可以采取一次振搗，但是初凝之后，一般不能再次受到振動。一般來說，進行二次振搗，也就是在下一層的混凝土將近初凝的時候再采取一次振搗，能夠克服由于氣泡或者水分等上升所帶來的較多的微孔現象，同時，還能夠減少混凝土在沉降之后出現和鋼筋脫離的現象，從而大大提高了混凝土施工的抗滲透性以及其剛度，保證了其施工的質量。

2.混凝土的養護工作

應做好混凝土的養護工作。在降溫和保溫的工作上，施工的過程中充分考慮到厚大體積的混凝土水泥水化熱的問題，在施工的過程中要注意采用必要的降溫的措施，從而實現錯開水化熱現象的集中出現?；炷猎谑┕み^程中，應嚴格控制其溫度，做好保溫工作。一般來說，可以選擇防水巖棉被或者是塑料薄膜，覆蓋在混凝土表面，也可以采用10 厘米左右厚度的蓄水來進行養護，第一種養護具有良好的效果，其能確保混凝土的表面處于潮濕的狀態，從而加強了其強度和穩定性。有利于補償收縮的正常發揮。而采用巖棉被的時候，如果混凝土溫度太高，將該保溫材料揭開能促進降溫，以更好控制溫度。采用另一種蓄水方法有利于降低內部及表面存在的溫差，防止裂縫出現，但是需要較長的養護周期。

四、混凝土澆筑技術的應用

1.建筑基礎澆筑

建筑基礎澆筑包括在各種類型的地基基礎上進行混凝土澆筑。澆筑過程中要特別注意將垃圾清理和排水工作落實到位，以防對混凝土振實度和初凝時間造成影響，導致返工，嚴重影響施工成本和施工進度，對工程總體利益造成損害。

（1）樁基礎施工。在臺階形狀的樁基礎進行混凝土澆筑工序時，應按照臺

階分布將澆筑一次性完成，不能留有任何縫隙；在對凝固混凝土進行拆卸時也要一次性完成，以保證砂漿能夠充分填滿模板。在杯口形狀的樁基礎進行混凝土澆筑工序時，要先用盡可能短的時間振實其杯口底部的混凝土，之后稍微暫停一下再繼續澆筑混凝土，這樣做可以有效控制杯口標高在指定范圍內；杯口模板的位置也要特別注意，盡量采用兩側對稱的方法進行澆筑，可以有效避免因一側混凝土過重使芯模上升的不良施工現象出現。

（2）大體積基礎施工。大體積基礎對混凝土的整體性要求較高，所以宜采用連續不間斷的方式進行分層澆筑。在一層澆筑完畢以后就將其搗實，然后才能再進行下一層的澆筑工序；相鄰層與層之間應結合密切無縫隙，直至混凝土初凝完成。如果有特殊情況不能一次澆筑完成的話可以設置基礎后澆帶，后澆帶的尺寸應綜合考慮到混凝土在凝結過程中可能出現的膨脹及收縮情況再做定奪。

2.建筑物剪力墻澆筑

在對建筑物的剪力墻進行混凝土澆筑時，比較常用的澆筑手段就是長條形流水線澆筑作業，隨著每一段的澆筑作業完成而逐漸提升高度。在入模操作時要用鐵鍬將混凝土和砂漿裝入模板，絕對不能用料斗直接灌入，盡量避免對混凝土結構的損壞。首先要在墻體的地面澆筑厚約5cm 的均勻混凝土，然后才能對墻體進行混凝土澆筑或者層面混凝土結合工序。

3.建筑物框架澆筑

如果建筑物是多重框架形式，那么就要相應采取分層澆筑的方法，其中層次的劃分根據水平或垂直方向又有著不同的標準。層與層之間的澆筑工序順序應該是從柱到梁，首先考慮到柱，其次才是梁板。這方面的澆筑工序最好在模板安裝之后、鋼筋捆扎之前進行，這樣可以為混凝土澆筑提供一個已經安裝好的平臺，對其起到很好的支撐作用。

五、結語

我國的建筑行業發展可謂是一日千里，對建筑施工技術的要求也不斷提高，剪力墻是建筑的關鍵結構，為了保證施工質量，我們更應該對現有的混凝土澆筑技術進行分析，進而提高技術水平，保證建筑質量。

參考文獻

[1]盧世飛 關于建筑混凝土澆筑技術分析 [J] 《城市建設理論研究（電子版）》 2012(2)

[2]程艱，王正球，王蘇順 剪力墻結構混凝土澆筑技術分析 [J] 《科協論壇（下半月）》 2011(5)

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關鍵詞：斜裂縫 框架剪力墻

目前國內高層住宅設計中，普遍為框架剪力墻結構，樓層中一般以加氣混凝土輕質填充墻作為房間分隔。該部分墻體粉刷前雖然采用了拉結鋼筋、鋼板網片等連接措施，但由于設計、施工工藝、環境等多方面原因，墻體粉刷后經常會產生墻體裂縫，尤其是墻體斜裂縫，施工中最不易控制，已經成為高層結構住宅結構施工中常見的質量通病。

1、 產生墻面裂縫原因的分析

裂縫產生的原因較復雜，除開結構因素，總體造成因素可分為構件材料溫度變形系數的差異、氣候溫度變化、填充墻體的形狀和尺寸、墻體的砌筑粉刷質量等幾種。

(1)在高層建筑中，填充墻以輕質砌塊為主。由于采用的輕質砌塊溫度變形系數與結構中的混凝土溫度變形系數不相同，產生的收縮不一致，使砌體與混凝土構件之間會產生縫隙，就會在粉刷后的墻面產生裂縫。雖然在施工中為防止此類裂縫的產生，我們在砌體施工時常采用拉墻筋連接；粉刷時在混凝土與砌體連接處使用鋼絲網片搭接粉刷施工；但由于施工拉墻筋及鋼絲網片時操作失誤（如拉墻筋位置與砌塊灰縫位置不一致，拉墻筋未砌筑在砂漿結合處，鋼絲網片太靠內側而無法與粉刷砂漿形成一整體受力構件等因素），造成了雖然采取措施依然無法避免出現混凝土構件與砌體交接處裂縫。

(2) 填充墻砌體在粉刷后是以填充砌塊、砌筑砂漿、拉墻筋、鋼絲網片、粉刷砂漿為整體的統一受力構件，這其中除了上述1條中所述因素外而填充砌塊強度、砌筑砂漿強度、粉刷砂漿強度也尤為重要，如強度達不到設計要求強度時也會影響到整體抗裂強度而造成墻面裂縫。

(3) 在填充墻砌體中，上部滾磚的砌筑，如施工中不按要求待下部砌體達到一定強度后再行砌筑，一次性砌筑到位，且滾磚擠壓不緊，粉刷后就會造成墻體與梁、板底之間出現影響美觀的橫向裂縫。

(4) 在施工中填充墻超長、超高未按要求設置構造柱、臥梁，在溫度的變化下，由于填充墻尺寸增大，變形幅度也相應增大，在超出填充墻砌體整體抗裂強度時就會產生墻面裂縫。

(5) 當墻體外界溫度低于臨界溫度時，整個填充墻相對于鋼筋混凝土構件產生收縮，從而在墻體內部產生拉應力。此時，填充墻體兩端由于拉結筋和鋼絲網片共同作用，產生橫向拉應力，墻體上部由于鋼板網作用產生向上的拉應力，由橫向拉應力和向上的拉應力產生合力。當合力值到達一定數值時，由砌塊和砂漿組成的砌體抗拉強度不足以抵抗拉應力合力，于是在垂直于合力方向，砌體的相對薄弱部位產生斜裂縫。斜裂縫的形成一般呈近似直線狀，當砌筑砂漿強度不足或輕質砌塊澆水不足時，有時裂縫也會沿砌體灰縫部位呈階梯狀分布。上述裂縫一般出現在輕質填充墻體上部，下部由于砌體自重與拉應力合力部分抵消，所以一般不會產生裂縫。

(6) 砌筑輕質砌塊墻體時，由于多種因素造成墻體垂直度及平整度未能達到規范要求，使粉刷砂漿厚度超標，待粉刷層干燥后會出現不規則裂縫甚至空殼掉落，產生不必要的質量及安全隱患。綜上所述，對造成容易產生墻體裂縫因素經過分析后，可采取相應預防措施來控制裂縫產生。

2、斜裂縫產生的機理分析 

當墻體外界溫度低于臨界溫度時，整個填充墻體相對于鋼筋混凝土墻體產生收縮，從而在墻體內部產生拉應力。此時，填充墻體兩端由于拉結筋和鋼板網共同作用，產生橫向拉應力，墻體上部由于鋼板網作用產生向上的拉應力，由橫向拉應力和向上的拉應力產生合力。當合力值到達一定數值時，由砌塊和砂漿組成的砌體抗拉強度不足以抵抗拉應力合力，于是在垂直于合力方向，砌體的相對薄弱部位產生斜裂縫。斜裂縫的形成一般呈近似直線狀，當砌筑砂漿強度不足或加氣混凝土砌塊澆水不足時，有時裂縫也會沿砌體灰縫部位呈階梯狀分布。上述裂縫一般出現在輕質填充墻體上部，下部由于砌體自重與拉應力合力部分抵消，所以一般不會產生裂縫。

在分析了斜裂縫產生的機理后，即可采取相應的預防措施加以預防，主要預防措施有如下幾項： 

（1）控制填充墻體的砌筑質量。

首先須確保砌筑原材料——加氣混凝土砌塊的質量，一定要使用品質良好、材質均勻，各項復驗指標都達到要求的砌塊。其次，砌筑用砂漿必須嚴格按照設計配比配制，并充分攪拌均勻；施工前，加氣混凝土輕質砌塊必須澆水充分，以免過度吸收砂漿水分導致砂漿強度不足。在施工操作上，拉結筋，橫、豎縫坐漿，頂部斜砌及鋼板網騎縫壓釘，都必須嚴格按設計和施工規范施工，充分保證砌體的砌筑質量。 

（2） 控制抹灰時的溫度。

根據溫度對裂縫影響的因素，墻體粉刷施工宜在較低溫度下進行，但因為工程開發進度要求，工程的抹灰施工不可能選擇季節施工，加之鋼板網和粉刷砂漿何時開始共同受力，很難量化確定，故而很難通過控制抹灰時的溫度來達到避免和減少裂縫，一般不會采用控制抹灰時的溫度控制裂縫產生。 

（3）以技術措施減短填充墻長（或高度）。

通過減短填充墻長度（或高度）來減小溫度變化時的應力大小，從而降低裂縫產生的概率。通常情況下，由于使用功能原因，加氣混凝土填充墻高度一般在3米左右，所以通過增設橫向構造梁的方式來分隔墻體高度的做法并不多見。在墻體長度過長或長高比過大時，應考慮在填充墻體內部增設構造柱來加以分隔，從而通過減短墻體長度、降低高寬比達到來減少裂縫的目的。 

（4）增設斜向鋼板網。

本技術預防措施的效果最為明顯，主要方法是在墻體粉刷施工前，沿兩頂角平分線45度布設鋼板網，鋼板網的長度根據不同填充墻體情況而定，一般情況下，鋼板網下部超過填充墻體對角線10~15cm即可，寬度一般按照設計騎縫鋼板網寬度。通過增設斜向鋼板網來提高輕質填充墻體的斜向整體抗拉強度，可以有效的控制斜裂縫的產生。

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關鍵詞：高層建筑；剪力墻；結構

隨著商品住宅建筑在我國城市建設中的發展，10層以上的高層住宅建筑大量采用剪力墻結構。相對于框架結構來說，剪力墻結構室內無柱及梁的棱角露出，更為美觀，使用功能也更好，且增大了使用面積，故受到開發商和業主的廣泛歡迎。

1 框架結構和剪力墻結構的特點比較

1.1 框架結構

由橫梁和柱通過節點連接組成的結構體系是框架結構?？蚣芙Y構的梁和柱，在施工和使用期間，既承受垂直方向的荷載，也承受水平方向的荷載；既有動荷載，也包括靜荷載。在小高層住宅結構設計中，隨著建筑層數的逐漸增多和建筑總高度的升高，橫向水平側力對結構構件的橫截面尺寸和配筋量的影響就越顯著，而且這種影響在框架結構建筑中尤其突出?？蚣芙Y構中梁所受的內力，主要包括剪力和彎矩。柱的內力則主要包括軸力和彎矩，有時也受一定的剪力。由框架結構承重的結構體系，建筑平面布置相對靈活能構成相對較大的空間；立面設計時，采用輕質隔墻可大大減輕結構的自重，這些都是框架結構體系的優點。但是，通常情況下，框架柱尺寸相對過大而造成內凸的現象，也直接影響到戶型的美觀和空間的實際使用效率。

1.2 剪力墻結構

建筑的內、外墻體都是采用實體鋼筋混凝土的結構體系稱為剪力墻結構體系，其剪力墻承受建筑物全部的垂直荷載和水平荷載。因為剪力墻結構墻體都是由實體鋼筋混凝土墻構成，樓面又是由剛性樓蓋構成，所以剪力墻結構在其平面內有很大的抗側剛度，屬于剛性結構體系，能抵抗相對較大的水平側力。在水平側力作用下，剪力墻結構可看做是底部固接的豎向懸臂梁構件，由于墻肢受到的拉力或壓力主要產生“彎曲型”變形。剪力墻結構體系把建筑劃分成若干個單獨空間，使得建筑的平面布置不夠靈活，受到很大的限制，而且相對造價也較高，故僅應用于較高抗震烈度地區的住宅建筑。剪力墻結構的另一特點是可根據建筑平面的布局而設置鋼筋混凝土墻體，戶型的美觀和空間的實際使用效率得到了改善。

2剪力墻結構的合理布置

2．1層數較少的高層住宅

20層以下的高層采用傳統的現澆剪力墻結構，各墻肢軸壓比的計算值往往較小，墻體配筋為構造配筋，墻體承載能力沒有發揮出來，工程費用偏高。這時，若采用一種改進的現澆剪力墻結構，屬于聯肢剪力墻的短肢剪力墻結構(整體系數控制在3．5左右)，以上不足就可以得到解決。短肢剪力墻結構的具體做法是：利用位于建筑平面中部抗側剛度很大的樓梯問、電梯間作為一個抵抗水平力的抗剪核心筒，這個核心筒有多片剪力墻組成，用以抵抗大部分由風荷載和地震作用引起的水平力。在7度區，20層以下的高層住宅采用短肢翦力墻結構，結構頂點位移、周期、底部剪力一般均可控制在合理范圍內。

2．2框支翦力墻結構

底部大空間剪力墻結構是指全落地剪力墻和框架支承的剪力墻協同工作的結構體系。這種結構體系在底層為商店，上層為住宅，旅館的建筑中經常被采用。但是這種體系的抗震性能不好，因為上層剪力墻結構抗側剛度很大，而下層框架―剪力墻剛度較?。唤Y構剛度沿豎向變化懸殊，有時達4~6倍，使得結構在水平力作用下容易產生應力集中和變形集中。下層的剛度應不小于上層剛度的70％。在框支剪力墻結構中，為了減小上下層的剛度比，不采用加大下層剛度的方法，而采取減小上部剪力墻體系的剛度即改用短肢剪力墻體系，經濟效果就十分明顯了。改進后保留的短肢墻的數雖主要取決于結構剛度的要求，要使結構的頂點位移和層間位移滿足規范要求，并使底部剪力系數控制在合理的范圍內。

2．3層數較多的高層住宅

在層數較多的高層建筑中，如采用短肢剪力墻體系，就使得結構較柔，結構頂點位移和層間位移就不一定能滿足規范要求，底部剪力系數也偏低，結構趨于不安全。因此層數較多的高層住宅，最好采用整體性系數接近lO的聯肢剪力墻。

3 在高層建筑中剪力墻結構設計注意事項

剪力墻的布置宜沿著主軸方向或其他方向雙向布置；有抗震要求的剪力墻，應避免僅單向有墻的結構形式。墻肢截面簡單、規則，側向剛度不宜過大。高層建筑結構不應采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結構。短肢剪力墻較多的時候應布置筒體(或一般剪力墻)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?？拐鹪O計時短肢剪力墻的抗震等級應比規定的剪力墻抗震等級提高以及采用；在抗震等級為一、二、三時不宜大于0.5、0.6、0.7；對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻其軸壓比應降低0.10，短肢剪力墻截面厚度不應小于200mm。

剪力墻宜至下到上連續布置，避免剛度突變。

按三、四級抗震等級設計的剪力強戒面厚度底部加強部位不應小于層高和剪力墻無支長度的1／20，且不應小于160mm；其他部位不應小于層高或剪力墻無支長度的l／25且不應小于160mm。

平面不規則而豎向規則的建筑結構應采用空間結構計算模型并應符合下列要求：（1)扭轉不規則時應計及扭轉影響且樓層豎向構件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于樓層兩端彈性水平位移和層問位移平均值的1.5倍；（2）凹凸不規則或樓板局部不連續時應采用符合樓板平面內實際剛度變化的計算模型，當平面不對稱時，應計及扭轉影響。

抗震設計的高層建筑結構，其樓層側向剛度不宜小于相鄰上部樓層側向剛度的70％或其上相鄰點層側向剛度平均值的80％。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。

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【關鍵詞】框架；剪力墻；抗震；

引言

框架剪力墻結構同時使用框架和剪力墻兩種結構體系，將兩者結合起來共同承受豎向和水平荷載，可大大減少結構本身側移，并可有效提高結構的抗震能力，研究標明框架剪力墻結構中的剪力墻可承擔總水平地震作用的80％及以上，其余部分方由框架結構承擔，因此在框架剪力墻結構中如何合理確定剪力墻的布置和數量已成為重要課題，其可直接影響到建筑的抗震性能及經濟效益。

1 框剪結構概念設計及抗震分析

框架剪力墻結構應設計成為雙向抗側力體系，結構的兩個主軸方向均應布置剪力墻，在一個獨立結構單元內平面布置應簡單、規則、對稱，并應避免導致應力幾種的凹角和狹長的縮頸部位，豎向應盡量避免出現外挑，存在內收也不宜過多、過急，并應力求剛度均勻避免突變以及薄弱層的出現；結構承載力應自下而上逐步縮小，避免應力集中，最終結構的承載力、變形能力和剛度均應連續變化以適應結構抗震性要求；該種結構的抗震設計應有多道防線，并應保證節點的承載力和剛度與構件相適應，在構造設計時應采取有效措施防止其發生脆性破壞并可保證結構有足夠的延性。

為提高結構的抗震性能，框架剪力墻結構中的剪力墻應均勻布置在建筑物的周邊，對內部平面變化較大的部位其剪力墻間距不宜過大，平面形狀凹凸較大時應在凸出部位端部設置剪力墻；結構框架梁柱、與剪力墻的軸線宜重合在同一平面內，剪力墻應貫穿建筑物全高，并應避免剛性突變，剪力墻的布置應使結構各主軸方向的側向剛度接近等。

2 框架剪力墻結構抗震設計要點

2.1 強調概念設計

框架剪力墻結構抗震設計首先應選擇合理的結構形式并確定可靠的傳力途徑，整體結構應設計成為雙向抗側力體系，結構平面形狀宜規則、對稱，結構在主軸的兩個方向的動力特性應接近，并應盡量實現結構質心與重心重合，避免虛假對稱的結構平面以及加強結構周邊的抗扭剛度并減小扭轉效應；抗震設計過程中結構兩主軸方向均應布置剪力墻且其間距不宜過大，若剪力墻體需開鑿較大洞口則應適當減小間距；對異型柱結構中處于受力不利部位的異型柱可采用一般框架柱來改善結構的整體受力性能。

2.2 提高剪力墻的抗震性能

可將剪力墻做成四周有梁柱的帶邊框墻，可利用邊框和暗框來防止斜裂縫的發展，并可在墻板破壞后作承重構件來代替墻板承重并具有一定的延性，邊框應具有足夠的斜截面受剪承載力來承擔因墻身通裂對邊框梁柱帶來的附加剪力；在肢墻設計時可設結構洞口或結構豎縫變為雙肢墻或多肢墻，可將裂縫和屈服部位出現在結構豎縫或洞口連梁部位以形成能耗機構，并可將原剪力墻一分為二，降低其剛度以免剪力破壞的發生；研究標明當連梁的跨高比為5時其延性和能耗均優于跨高比為1時，連梁兩端相對豎向位移的延性系數都在8以上，其滯回曲線也相當飽滿，因此在設計過程中應對其組成和構造采取一定措施。

2.3 提高框架的抗震性能

由于角柱是連接縱橫框架的樞紐，因此可通過增加角柱的措施來增加框架的空間整體性；在周圈框架平面應按照K型支撐和X型支撐布置一定數量的鋼筋混凝土抗剪墻板或配筋砌塊抗剪墻板以克服框架的剪力滯后現象，并可提高框架的整體性；由于折曲撐由鋼纖維混凝土桿制造，偏心連接支撐可用鋼桿或勁性鋼筋混凝土桿組成，在地震發生時便可用該贅余桿件的先期屈服和變形來耗散能量，且當贅余桿件破壞或退出工作后使結構由一種穩定體系過渡到另外一種穩定體系，于是可引起結構自振周期的改變，即可避免地震周期內長時間持續作用所引起的共振效應。

2.4 加強整體結構抗震性能

可通過實行機構控制來實現總體屈服機制，在結構的特定位置設置一定數量的人工塑性鉸，對塑性鉸發生的部位、順序及塑性程度進行控制從而使得結構在強震作用下能夠形成最佳的能耗機構，其在水平作用下實現水平構件先于豎向構件屈服，最后是豎向構件底部屈服；并使結構的剛度和承載力相互匹配以及結構的剛度和延性相互匹配。

2.5 設置多道防線

任何一個抗震性能好的結構體系應該由若干個延性較好的分體系組成，并應由延性較好的結構構件連接起來協同工作，當地震發生時，建筑物自身內部、外部贅余桿件吸收并消耗大量的地震能量，因此可減輕地震災害，一般框架剪力墻結構是延性框架和抗震墻兩個系統組成，其有框架和墻體兩道防線。

2.6 合理運用地震作用方向

可通過引入水平力與整體坐標夾角來滿足結構設計需要，并通過對不同方向下結構受力和變形情況的驗算使結構趨于安全；因建筑結構在不同方向表現出不同的剛度性質，因此相同的地震力沿不同方向作用于結構的作用不同，結構反應的劇烈程度也不相同，因此會存在一個最不利地震作用方向，一般在結構平面的主軸，結構沿該方向的地震反應也最為劇烈； 對于包含斜交抗側力構件的結構不管地震作用于哪個方向均無法同時保證所有的構件處于最大的內力狀態，因此抗震規范規定對于包含有斜交抗側力構件的結構，當相交角度大于15度時，應對各抗側力構件方向的水平地震作用分別計算；對包含斜交構件的結構，因每個構件的最大風荷載作用有所不同，因此應對所有構件的風荷載均按照最大荷載作用， 并通過對水平力于整體坐標的夾角進行修改，并在不同角度下計算，過程中應盡量顧及每個構件可取得最大迎風面積，最終整個結構的設計可基于多次計算的結果，每個構件取最大值。

2.7 剛度及承載力相互匹配

在框架剪力墻結構中，若剪力墻數量多、厚度大，其剛度自然也大，但會導致結構自振周期減小，總的水平地震作用增大，反之若剛度小則地震力也相應變小，因此在設計過程中應根據建筑的重要性、裝修等級和抗震設防烈度等因素來綜合這一矛盾，最終確定結構的側移限值，從而定出抗震墻的數量、厚度，實現結構既安全又經濟。

2.8 剛度和延性相匹配

由于剪力墻和框架在剛度、彈性極限變形值和延性系數等放賣弄存在的差異導致該種復合結構的抗震性能大打折扣，致使各構件不能同步協調的發揮材料抗力而出現逐個被擊破的情況，因此大大降低了構件的利用效率和整體的抗震可靠度，因此在設計時應盡量使框架和剪力墻的剛度和延性相互匹配，并可通過設置帶豎縫的剪力墻，其在水平力作用下所產生的位移不以墻體的剪切變形為主而變為以柱的彎曲變形為主，原來出現在墻面上的斜向裂縫被柱上下端的水平裂縫所代替。

2.9 扭轉計算和抗扭控制

在進行扭轉計算和抗扭設計時應采取小震計算控制和大中震抗震措施并重的原則，尤其對大中震時的抗扭構造措施不能忽視，當扭轉位移比超過1.35時，其雙向地震作用明顯，因此應進行雙向地震作用計算，并應在結構平面上大致劃分出受扭敏感區和質心區，進行經濟有效的抗扭計算控制，對受扭敏感區內的豎向構件在大中震下所產生的扭矩不可忽視，且其處于有扭矩作用的復雜受力狀態，其最終抗扭構造除滿足規范要求外，應按照強扭弱彎并采取增加抗扭構造的措施。

3 結語

框架和剪力墻在框剪結構中在抗震性能上起到了良好的互補作用，因此其適合于抗震要求較高的地區，但框架剪力墻結構設計的合理與否將直接影響到建筑物的安全性能及其經濟指標的高低，因此加強設計研究對實現建筑經濟效益和社會效益具有非常重要的意義。

參考文獻

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關鍵詞：剪力墻；結構內力；計算；設計方法

中圖分類號：TU398+.2文獻標識碼：A文章編號：

Abstract: the shear wall structure internal force calculation and design is an important part of building design, design personnel in the design process should follow some principles. This article will from the shear wall structure internal force calculation and design and the key points of the basic premise, are discussed.

Keywords: shear wall; Structural internal force; Computing; Design method

為了能使框架和剪力墻，這兩種抗側構件取長補短，一起抵抗水平荷載，在框架結構中設置部分剪力墻，這樣就可以組成框架一剪力墻結構體系。如果剪力墻布置成筒體，也可以叫做框架一筒體結構體系。從實際情況上看，相對單片剪力墻，這種簡體的承載能力、側向剛度和抗扭能力都更高，一般用于更高的建筑結構。而在結構布置上，也可以有效的提高材料利用率。在建筑布置上，則往往可利用簡體作為電梯間、樓梯間和豎向管道的通道。如果建筑層數為10～20層時，那單片剪力墻可以作為基本單元。

在一般的框架一剪力墻結構中，剛度大的剪力墻將承擔80％～90％的水平力，是抗側力的主體，從而使整個結構的側向剛度大大提高?？蚣苤饕浅袚Q向荷載，也可以提供較大的使用空間，這便于多功能的建筑布置。

一、框架一剪力墻結構的受力及變形

（一）框架一剪力墻結構的變形特點

通常情況下，純框架的工作與豎向懸臂剪切梁相似，即在水平荷載作用下的變形是呈剪切型的，水平位移增長與樓層高低成反比。在所有的純框架結構中，一切結構單元變形都是相似的，水平力按框架柱的抗側剛度D值分配。

剪力墻的結構是豎向懸臂彎曲，其變形曲線呈彎曲型，水平位移增長與樓層高度成正比。在純剪力墻結構中，所有的抗側單元位移曲線相似。因為，在框架一剪力墻結構中，這兩種不同類型的結構單元，都是通過平面剛度大的樓板組織工作的，具有共同抵抗水平荷載的職能，所以變形一定要協調。所以，在框架一剪力墻結構在水平力作用下，水平位移不是由頂點水平位移控制，而是由樓層層問位移與層高之比u/h控制。層間位移的最大值通常發生在(0.4～0.8)H高度內的樓層，H為建筑物總高度。

從理論上看，框架一剪力墻結構比框架結構的剛度和承載能力都高，層間變形在水平荷載作用下減小，所以也就降低了非結構構件的損壞程度。因此，不管是在非地震區，還是地震區，這種結構型式都可用來建造較高的高層建筑。

（二）框架一剪力墻結構協同工作的受力特點

因為框架和剪力墻在水平力作用下，各自會顯示出不一樣的變形特點，但是在剛度無限大的樓板連接作用之下，各個部分是不能實現自由變形的，在同一樓層高度處的變形必然是一致的，所以這兩者之間肯定會存在相互作用力。

(1)剪力墻會阻止框架的水平位移，讓它受到與外力相反的力，因為在正常情況下，剪力墻將會承擔大部分水平荷載，而附加水平力會因為下部樓層框架的層間側移大，而剪力墻的位移小。，剪力墻在上部樓層的層間變形大，框架阻止其變形使墻受與外力相反的力?？蚣芎图袅χg的這種相互作用力，也叫附加水平力。

(2)剪力墻受力特點

在下部樓層，剪力墻承受大部分水平力及框架作用給它的附加水平力。在上部樓層，由于剪力墻的位移呈外倒的趨勢，剪力墻不但不承受外荷載產生的水平剪力，反而給框架一個附加推力，從而產生負剪力。

(3)框架受力特點

在下部樓層承受很少外荷載產生的水平剪力，在上部樓層承受水平力產生的剪力及剪力墻的附加水平推力產生的剪力。分布狀況是：中間大，下部小，分布均勻。

(4)水平力分配

剪力墻承受的荷載，下部大于外荷載，上部呈逐漸減小趨勢，頂部有負集中力?？蚣茉谙虏繛樨摵奢d，上部為正荷載，頂部有正集中力。頂點集中力是框架和剪力墻變形協調所需要的，因為集中力的存在，使得框架和剪力墻在頂部的剪力通常都不會是零。

二、框架一剪力墻結構布置規定

（一）雙向抗側力體系

剪力墻在框架――剪力墻結構中是主要抗側力構件。因此，設計人員在抗震設計的過程中，必須要在兩個主軸方向都布置剪力墻，構成雙向抗側力體系。這么做的原因是，僅在一個主軸方向布置剪力墻，最終會導致兩個主軸方向的抗側剛度相差過大，這就造成無剪力墻的方向剛度不足，同時也會帶有純框架的性質，這樣就會與有剪力墻的另一向相沖突，最終可能會造成結構整體扭轉?，F行的《高層規程》是有強制性條文規定的。此外，地震作用的大小與建筑的重力荷載有關，所以應該保證結構兩個主軸方向的側向剛度盡可能的接近。

（二）剛性連接及構件對中布置

為達到整體結構的幾何不變和剛度的發揮的目的，在框架――剪力墻結構中，主體結構構件間的連接(節點)應該要采用剛接。與此同時，結構在大震下的穩定性和實現耗能設計可以在較多的贅余約束中實現。但是，個別節點因為要調整個別梁的內力分布，從而避免因為沉降不均而產生過大內力等因素，也是需要采用梁端與柱或剪力墻鉸接的形式的，不過必須要要注意的是，結構的幾何必須保持不變，同時結構整體分析簡圖要與之相符。

（三）剪力墻布置

因為剪力墻的剛度往往是比較大的，二期其數量和布置不同時，對結構整體剛度和剛心位置影響也很大，所以在框架――剪力墻結構中，處理好剪力墻的布置就成了框架――剪力墻結構設計中的重點內容。

(1)基本原則

剪力墻布置在結構平面中的一般原則：“均勻、分散、周邊、對稱”。

因為剪力墻是結構主要的抗側力單元，所以在每個方向上不應該只設置一道剪力墻，更不能只是為了加大截面慣性矩，而設置很長的一道墻。最佳的辦法是，分散剪力墻。如果要做成單片墻，那要保證每方向少于有3片，而且每片墻剛度要盡可能的接近，也就是要均勻分散布置，這樣就可以有效的避免剪力墻的數量太少，導致一旦局部遭受破壞就會引起全局破壞。

在設計時，應該注意保證每片剪力墻底部承擔的水平剪力，不要超過結構底部總水平剪力的40％，以防止受力過分集中。因為，過分的受力集中往往會導致該片剪力墻對剛心位置影響過大，一旦遭到破壞就會對整體結構極為不利，而且也會不可避免的加大其截面和基礎設計的難度。

所以，一般情況下單肢墻或多肢墻的墻肢長度都不超過8m，當然，除了上述原因，還有一點就是要避免墻的端部受力筋，過早的因變形過大而拉斷，造成中部的分布筋無法發揮作用。

當設計中不可避免的造成剪力墻過長時，可通過設置弱連梁和在施工時留出結構洞，就是把一片墻劃分為聯肢墻的墻肢，洞口到施工后期再用塊材填補封閉，保證每個墻肢的高度與其長度之比大于2。

縱、橫剪力墻可以根據實際需要組成L形、口形和T形等型式。在設計中，必須要把縱、橫剪力墻組成I形、L形等非一字形，或者把兩個方向的剪力墻做成筒體形狀，這樣可以更好地發揮剪力墻自身的剛度。

(2)剪力墻的剛度與合理數量

框架――剪力墻結構中，主要由剪力墻的等效抗彎剛度 決定其結構的抗側剛度，而頂點位移和層間變形都會隨剪力墻 的加大而減小。不過，如果發生地震，那地震作用會因為增加剛度而隨之增加，比如 增大1倍時，地震力將會增大20％，而側向位移與 并不成反比關系。所以，剪力墻的數量要適當，過少可能會造成剛度不足，過多則會導致剛度過大，可能會導致更大的地震影響。所以，在一般建筑工程中，應該堅持適宜剛度原則，就是以滿足位移限制作為確定剪力墻數量的依據。

一般情況下，在框架――剪力墻結構中，要保證剪力墻的數量，目的是使其在基本振型下的地震傾覆力矩的50％以上由剪力墻承受，與此對應的剛度特征值要控制在2以內。

(3)剪力墻的位置

①剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊附近以及樓梯間、電梯間、平面形狀變化大及恒載較大的部位。②剪力墻應盡量對稱布置，保證整體結構的剛心盡量與房屋質心重合，防止過大的扭轉。③平面形狀凹凸較大時，應該在凸出部分的端部附近布置剪力墻，以此消解因為平面變化帶來的應力集中。

三、結束語

在建筑結構設計中，設計人員必須要對剪力墻結構內力計算與設計的基本前提有清晰的了解，在認清基本原理的基礎上，在根據具體的過程要求在實際的工程設計中，做到科學有效，保證建筑結構的安全穩定。

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[2]李國強，方明霽，劉宜靖，陸燁.鋼結構住宅體系加氣混凝土外墻板抗震性能試驗研究[J].土木工程學報，2005年10期

篇8

高層建筑相比普通建筑，結構比較復雜，框架剪力墻結構有效結合框架結構與剪力墻結構的優點，使其在高層建筑中得到廣泛應用。對于框架剪力墻結構優化設計，要同時考慮結構的受力、穩定性以及工程造價，這樣才會使框架剪力墻結構的優化真正兼具經濟性與使用性。高層建筑結構設計中要特別注意抵抗水平荷載的作用力，框架剪力墻結構中抵抗側力的主要是剪力墻，所以剪力墻剛度對于結構的優化具有重要的意義，在高層建筑具體設計、施工中，一定要保證剪力墻的合理剛度。

2框架剪力墻結構的變形以及受力特點

2．1框架剪力墻的變形特點

框架剪力墻結構是由框架結構以及剪力墻結構組合而成的一種結構，框架結構與剪力墻結構在受力性能以及變形特性方面都有所不同，框架剪力墻結構側向變形在剪切變形和彎曲變形之間，水平力作用下，剪力墻的變形主要是彎曲變形，框架的變形主要是剪切變形［1］?？蚣芙Y構與剪力墻結構的水平位移需要保持一致，這樣才能保證框架剪力墻結構呈反形的剪彎型變形曲線，框架結構下部位移增長很快，隨著樓層高度的增加水平位移增長速度減慢，而剪力墻結構與之相反，這樣兩者結合的框架剪力墻結構側移就比較小，從而使框架剪力墻結構中的內力有合理的分布?？蚣苡闪褐€性桿件組成，其受力特點與豎向懸臂剪切梁相似，它的變形曲線是剪切形，框架結構中的所有框架變形曲線都是剪切形，因此，水平力是根據框架的抗推剛度D比例來分配的。剪力墻與框架結構不同，它是一種豎向懸臂彎曲結構，變形曲線是彎曲形，具有很大的抗彎曲剛度，水平力是根據剪力墻等效剛度EI比例分配。

2．2框架剪力墻結構的受力特點

同一個結構單元內，框架結構與剪力墻結構通過水平面內具有無線剛度的樓板相連，這樣使得兩個結構不能獨自按照自身的彎曲變形或者剪切變形進行變形，因為兩者在同一樓層的位移必須保持一致。忽略扭轉力的作用，框架結構與剪力墻結構一起工作，兩者之間相互作用，就形成在框架剪力墻結構的下部，剪力墻因框架的作用向前推，框架正好相反的受力狀況［2］，沿豎向剪力墻與框架之間水平力的分配隨著樓層的變化而發生改變，所以在框架剪力墻結構中，兩者之間不是按照各自單獨作用時的抗推剛度D、等效剛度EI進行水平力分配，在這種結構中，頂部存在剪力，是由于頂部剪力墻一起工作，相互之間肯定會產生荷載，框架在整個結構的中部存在最大剪力值，底部剪力較小，剪力墻承擔主要的剪力。

3框架剪力墻結構的設計要點

3．1剪重比的設計要點

剪重比是建筑抗震設計中的一個重要參數，對于高層建筑的框架剪力墻結構來說剪重比更加重要，因為剪重比對于剪力墻具有重要的意義。如果剪力墻結構的設計周期比較長，加速度變化以及地面位移對其影響就比較大，但是，現實中很難準確計算傳統振型的分解法，因為地震影響系數經常會出現較大的波動，長期作用會給選值帶來很大影響，使得計算結果與實際情況不相符。因此在框架剪力墻結構中，確定剪重比時，一定要與各樓層的水平地震力相比取其最小值，因為剪重比達到最小，才能滿足高層建筑安全方面的要求。

3．2剛重比的設計要點

在框架剪力墻結構中，剛重比與剪重比一樣具有重要的意義，因為剛重比既直接反應建筑結構剛度與重力荷載之比，又是框架剪力墻結構穩定性的重要保障［3］，因此，高層建筑技術人員必須嚴格按照建筑工程技術標準確定剛重比［3］。同時，高層建筑框架剪力墻結構的設計要結合工程實際情況以及工程施工標準，這樣才能保證剛重比的設計合理。

3．3框架剪力墻結構的整體抗震性能設計

框架剪力墻結構包含框架和剪力墻這兩種結構，只有兩者合理布置才能發揮不同結構的優點，使得框架剪力墻結構有較大的抗側剛度，側向變形在剪切變形之間，能夠有效降低樓層變化產生的位移變化，更容易獲得較大空間。(1)框架剪力墻結構相比單獨的框架結構，對梁、柱節點要求比較低?？蚣芗袅Y構中剪力墻是重要的組成部分，所以結構中的梁縱筋在節點區錨固要求較低，與框架結構要求不同。地震作用力主要是沿框架剪力墻結構的兩個主軸方向，但并不是兩個主軸方向上的作用力都會達到最大值。正交作用在豎向抗震構件中作用明顯［4］，所以框架結構需要在節點核心位置設置足夠的箍筋，框架剪力墻結構因為存在較多剪力墻，不用考慮正交作用的影響。(2)在框架剪力墻結構的高度方向上，如果存在結構不一致，有超強部位，也有軟弱的位置，在抗震作用下，就會導致結構曲率延性集中在結構比較軟弱的位置，這樣會對結構產生破壞。原因就在于軟弱的位置因為作用力出現很大的非彈性變形，但是其他位置仍舊處于彈性階段，所以，框架剪力墻結構的設計要重視剪力墻高度的連續性。同時，框架剪力墻結構設計中的承載力部分一定要盡量保持截面設計的承載力和地震反應相適應。剪力墻對于框架剪力墻結構抗震設計具有重要的意義，所以要注意剪力墻的延性設計，雙肢剪力墻的延性相對較好，其各層連接梁能夠形成塑性鉸，這樣就能夠有效的吸能、耗能，提高剪力墻延性，延緩底層墻鉸產生。(3)框架剪力墻結構設計中，深連梁剪力比較大，但是延性比較低，沒辦法與整體結構的延性保持一致。所以在設計中應該限制剪力墻延性，有時為了能在彈性階段吸掉大部分能量，就需要提高剪力墻承載力，但是這種方法存在的問題就是會提高工程造價，為了避免工程造價過高，可以采用雙連梁，這種方案可以有效改善連梁的受力［5］。設計過程中通常采用雙連梁剪力墻設計方法，這種方法的優點在于降低連梁剛度，同時還可以有效降低截面承載的彎矩以及剪力，從而改善連梁受力性能，這樣就不會發生連梁截面超筋的現象。除此之外，在框架剪力墻結構設計中把雙連梁和其他不同類型的連梁超筋方案進行有效結合，這樣就會實現受剪面積不變，但是連梁與剪力墻兩者的受力得到改善的目標。

4結語

篇9

關鍵詞:高層,剪力墻,連梁,超筋

1.剪力墻結構的破壞形式及連梁的破壞機理

眾所周知混凝土結構的破壞可分脆性破壞和延性破壞兩種,高層建筑剪力墻結構在水平力的作用下,同樣分為脆性破壞(即剪切破壞)和延性破壞(即彎曲破壞)兩種。

剪力墻的脆性破壞又可分為兩種情況,一種是發生于墻肢的脆性破壞,由于 剪力墻的墻肢抗剪能力不夠而發生剪切破壞,使剪力墻很快喪失承載能力,甚至造成整體結構突然的坍塌,因此在《建筑抗震設計規范》中剪力墻的截面軸壓比極限值和在一、二級時剪力墻墻底部加強部位剪力設計值的放大系數,就是為了防止墻肢早于彎曲破壞而發生剪切破壞。剪力墻的脆性破壞第二種破壞情況是連梁發生剪切破壞。

剪力墻的延性破壞同樣可分為兩種情況,一種是連梁不屈服,墻肢首先發生屈服破壞。此時的剪力墻破壞時極限變形較小,吸收地震力較少,對于抗震要求較高的建筑雖然是屈服破壞,但也是不允許出現的。另外一種延性破壞是連梁先屈服,墻肢不屈服。

2.連梁計算超筋問題處理

(1)豎向荷載及風荷載作用下超筋連梁處理

連梁超筋分為豎向荷載(如恒載、樓面活載)作用下超筋;水平荷載(如風荷載和水平地震力)作用下超筋。設計過程中,常采用調整連梁剛度的方法處理連梁超筋現象,但應區別對待。豎向荷載作用下,連梁剛度不易折減,其支座彎矩可以通過彎矩調幅來降低;在風荷載起控制作用的高層建筑中連梁的剛度可以折減,但折減不宜小于0.8。如果對連梁采取了剛度折減后,仍出現受彎或抗剪承載力不夠時,不宜再調整連梁內力,應采取下列幾點措施:增加剪力墻的厚度 ,即增加連梁截面寬度提高剪力墻剛度的同時亦提高連梁的抗剪能力,增加剪力墻數,以減少每片剪力墻的水平力,用加大洞口寬度的方式來加大連梁跨度,減少連梁截面高度或在連梁中部開水平縫(即一道連梁變成上下二道連梁)等,以降低連梁剛度。

(2)水平地震作用下連梁剛度折減與調幅處理

連梁由于跨高比小(一般小于4),與之相連的墻肢剛度大等原因,在水平力作用下的內力往往很大,連梁屈服時表現為梁端出現裂縫,剛度減弱,內力重分布。因此在開始進行結構整體計算時,就需對連梁剛度進行折減。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》第5.2.1條規定“在內力與位移計算中,抗震設計的框架-剪力墻或剪力墻結構中的連梁剛度可予以折減,折減系數不宜小于0.5?！蓖瑫r在條文說明第5.2.1中 “高層建筑結構構件均采用彈性剛度參與整體分析,但抗震設計的框架-剪力墻或剪力墻結構中的連梁剛度相對墻體較小,而承受的彎矩和剪力很大,配筋設計困難。因此,可考慮在不影響其承受豎向荷載能力的前提下,允許其適當開裂(降低剛度)而把內力轉移到墻體上。 通常,設防烈度低時可少折減一些 (6、7 度時可取0.7) ,設防烈度高時可多折減一些 (8、9 度時可取 0.5)。折減系數不宜小于0.5,以保證連梁承受豎向荷載的能力。對框架-剪力墻結構中一端與柱連接、一端與墻連接的梁以及剪力墻結構中的某些連梁,如果跨高比較大(比如大于5)、重力作用效應比水平風或水平地震作用效應更為明顯,此時應慎重考慮梁剛度的折減問題,必要時可不進行梁剛度折減,以控制,正常使用階段梁裂縫的發生和發展。

(3)連梁鉸接處理

連梁經過剛度折減調整后,仍不能滿足要求時,可根據《高層建筑混凝土結構技術規程》第7.2.25.3條規定“當連梁破壞對承受豎向荷載無明顯影響時,可考慮在大震作用下該連梁不參與工作,按獨立墻肢進行第二次多遇地震作用下結構內力分析,墻肢應按兩次計算所得的較大內力進行配筋設計。”即假定連梁大震下破壞,不能約束墻肢 因此可考慮連梁不參與工作,而按獨立墻肢進行二次結構內力分析。這種情況往往使墻肢的內力及配筋加大,以保證墻肢的安全。此方法所調整的連梁,為其破壞對承受豎向荷載無明顯影響的連梁,即該連梁不作為次梁或主梁的支承梁;本次調整為第二次調整,是在連梁剛度折減失效后采用的方法;同時在實際操作中,經常會出現將某根超筋連梁進行鉸接處理后,引起其他位置原來不超筋的連梁超筋。

(4)其他方法

連梁還可以通過在連梁內增設暗撐和交叉鋼筋來抵抗剪力。

3.連梁截面抗震設計

(1)連梁跨高比大于2.5時,連梁截面尺寸要求:

連梁斜截面受剪承載力分式為:

(2)連梁跨高比不大于2.5時,連梁截面尺寸要求:

連梁斜截面受剪承載力分式為:

跨高比小于2.5是深連梁的一個特殊值,深梁是以承受豎向荷載為主的,在豎向荷載作用下能形成拱的作用,承受水平推力;而深連梁則以承受水平荷載為主。因此,對于跨高比小于2.5的連梁的截面配筋方式,筆者建議參考連續深梁支座部位上部縱向鋼筋的配筋方式,即將受力筋均勻布置,同時考慮到連梁以承受水平荷載為主,支座彎矩主要由水平荷載引起,在反復的水平荷載作用下支座截面上下受拉筋面積相近,宜采用截面對稱配筋。

4.結語

高層建筑剪力墻連梁的設計受很多因素的制約。連梁的內力和剪力墻的多少、每片剪力墻的水平力大小、連梁的剛度、與之相連的墻肢剛度等都有關。因此在設計時,問題是比較復雜的,設計時要把互相制約的因素統一協調,以取得比較理想的結果。因此無論采用哪一種解決方法,都要遵循“強剪弱彎”、“ 強墻弱梁”的原則,保證連梁的耗能作用,確保剪力墻在大震作用下不倒,整體結構的安全。

參考文獻:

篇10

關鍵詞：剪力墻優化，框剪結構

Abstract: in the box in the structural design of cut, if shear wall set too much, can lead to excessive structure stiffness, and make the earthquake effect and structural internal force increases, and can not play the advantage of frame structure. To solve this problem, the need to cut the shear wall structure frame number for the corresponding optimization.

Keywords: shear wall optimization, box shear structure

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：

受平面布置，剪力墻結構使用空間較小、自重較大，將部分剪力墻改為框架，做成框架剪力墻結構（簡稱框剪結構），則可以使整個建筑平面布置靈活，結構上取得較大使用空間，能夠滿足使用要求。

一、工程概況

某辦公樓采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，層數為10層，建筑總高度為33.4m，首層層高4m，第2層3.8m，3—16層均為3.2m，抗震設防烈度為8度 (0.30g)，場地II類，設計地震分組為第一組，地面粗糙程度B類，基本風壓w0=0.30kN/m2。，梁、板、柱、墻現澆。結構平面布置圖如下：

圖1優化前的結構平面布置圖

二、數學模型

（1）目標函數

當結構總的等效地震作用最小時，結構能夠保持良好的延性，而且此時結構自重較輕，節省材料。因此本文取框剪結構總的等效地震作用最小值F作為目標函數：

（1）

其中，為相應于第j振型在第i層樓蓋處水平地震作用。

（2）約束條件

高層建筑結構應具有必要的剛度，否則剛度過小，層間位移角過大，將使主結構不能滿足彈性受力狀態，與計算模型不一致；結構要具有必要的剛度可以防止填充墻、隔墻等非結構構件的損傷。

最終建立的數學模型如下：

三、剪力墻優化前后比較

圖2優化后的結構平面布置圖

通過PKPM對該工程結構剪力墻優化前后的設計進行演練模擬，得出結構周期、地震作用下最大層間位移角、底層框架柱地震傾覆彎矩百分比、各層質量、縱向地震作用下樓層剪力（圖3）以及橫向地震作用下樓層剪力（圖4）：

表1 縱向地震作用下樓層剪力

表2 橫向地震作用下樓層剪力

對剪力墻優化前后的對比分析，發現優化后第一扭轉周期和第一平動周期變大，橫向和縱向地震作用下最大層間位移角變大；橫向和縱向底層框架柱地震傾覆彎矩百分比提高約10%；各層質量也較為減少；特別是橫向和縱向地震作用下樓層剪力減少明顯，橫向剪力減少約17%左右，縱向剪力比優化前小30%以上。

四、結束語

（1）合理的剪力墻的布置對結構的設計至關重要，結構安全性和經濟性都有較大的提高。

（2）本文目標函數為單一地震作用目標函數，如果能將混凝土用量和鋼筋用量考慮進來，建立多目標函數，就更能直接反應框剪結構優化的經濟性。

參考文獻

[1] 賀維維. 框架一剪力墻結構的優化研究[D]. 西安:西安理工大學，2010.