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剪力墻結構畢業(yè)論文 剪力墻結構文獻綜述篇一
摘 要：1建筑結構設計中剪力墻結構概念方案布置 剪力墻結構概念方案布置是剪力墻結構設計的首要前提，方案布置的合理性與否對整個工程造價影響甚大，因此以下對剪力墻結構布置作簡要分析。剪力墻平面布置宜沿兩主軸方向雙向布置，盡量均勻、對稱布置，兩主軸方向剛
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1建筑結構設計中剪力墻結構概念方案布置
剪力墻結構概念方案布置是剪力墻結構設計的首要前提，方案布置的合理性與否對整個工程造價影響甚大，因此以下對剪力墻結構布置作簡要分析。剪力墻平面布置宜沿兩主軸方向雙向布置，盡量均勻、對稱布置，兩主軸方向剛度盡量相近。過于集中布置剪力墻可能導致結構剛度中心與荷載重心偏差較大，從而產生較為嚴重的扭轉效應；過于分散布置剪力墻則會導致剛度分布不均勻及梁板跨度加大，一方面會增加結構自重，加大地震作用效應，從而增加工程造價；另一方面，剪力墻間距過大，以致某片墻承擔荷載過大，軸壓比加大從而影響剪力墻延性設計。還有結構角部及結構開洞后形成凹凸不規(guī)則均屬抗震扭轉薄弱部位，易產生較大的扭轉變形從而導致扭轉破壞。因此在考慮剪力墻的平面布置時，應單獨對角部及開洞周圍進行局部加強。在平面角部盡量布置l形墻肢，還可采設置端柱及轉角部位樓板中設置暗梁等構造措施進行加強，以達到提高其扭轉剛度的目的。剪力墻豎向布置宜沿房屋高度通高布置、上下對齊、連續(xù)布置，墻厚及墻長沿高度宜均勻變化，以達到豎向剛度逐漸變小，從而能夠有效避免豎向剛度發(fā)生突變情況。這樣既經(jīng)濟又能滿足承載力、側向變形的要求。因此剪力墻布置的優(yōu)劣直接關系到整個結構合理性及經(jīng)濟性?，F(xiàn)如今結構的經(jīng)濟性已成為結構設計必須考慮的因素。如何在滿足安全的前提下，將有限的.資源物盡其用，是值得我們結構工程師所思考的問題。所以在剪力墻布置合理前提下盡量經(jīng)濟，節(jié)約成本，減少工程造價。對結構的重點、關鍵部位或計算模型與實際情況有出入部位，至少采用兩種不同的結構計算軟件進行分析計算，然后進行包絡設計且在構造上給予加強。在概念方案布置前期，結構設計師應與建筑師緊密配合，初步確定一個比較合理的布置方案，避免出現(xiàn)不規(guī)則或嚴重不規(guī)則的平立面，達到技術先進，安全適用、經(jīng)濟合理的設計方案，實現(xiàn)降低總體造價的目的。
2建筑結構設計中剪力墻結構受力分析
剪力墻結構設計有著自己的設計規(guī)則及原理。由于剪力墻通常情況下高度、寬度要比厚度大很多，因此其何特征像板,但與板有很大的差別，板是按受彎構件計算，剪力墻是按壓彎構件計算。因此在進行其結構設計分析時就需要考慮到其具體的設計差別。此外還包括剪力墻的肢長、墻厚度范圍有著自身的特性，因此當墻肢截面高度與厚度之比hw/tw≤4時，應按框架柱結構設計；當hw/tw>8時為一般剪力墻；當4≤hw/tw≤8時短肢剪力墻，這也是剪力墻結構設計的基本原則之一。剪力墻結構是由一系列縱向、橫向剪力墻與梁、板所組成的空間結構。其主要承受兩類荷載：一類是豎向荷載，豎向荷載主要是梁板傳來的恒載、活載、剪力墻身自重及豎向地震作用；另一類是水平荷載，主要為水平風荷載和水平地震作用。剪力墻的內力、變形分析包括承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)下分析。在承載能力極限狀態(tài)下，剪力墻在各種工況下不致破壞，能夠安全地承受重力荷載作用。在正常使用極限狀態(tài)下，結構變形滿足規(guī)范要求，結構耐久性也滿足設計要求。剪力墻的變形主要是彎曲變形，框架結構的變形主要是剪切變形。為了使剪力墻實現(xiàn)彎曲破壞的延性破壞模式，《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》簡稱高規(guī)，規(guī)定墻長不宜大于8m。實際上影響剪力墻破壞模式的兩個主要因素是剪跨比和軸壓比，只要剪跨比>2，且軸壓比不超過規(guī)范規(guī)定限值，能夠實現(xiàn)延性的破壞模式。當剪力墻墻長大于8m時，盡量在墻中部開洞形成雙墻肢，通過弱連梁連接。這樣剪跨比一般也會大于2，即能滿足延性破壞的需求。在地震作用下通過連梁來耗能，連梁端部首先進入塑性變形，形成塑性鉸，這樣連梁起到第一道抗震防線的作用。
3連梁設計
高層住宅剪力墻結構中，由于開間不大或墻長較長時開洞后形成連梁，若兩墻肢之間出現(xiàn)跨高比較小的連梁時，在計算過程中，容易產生連梁抗剪超限的情況，通常有以下幾種解決方案：①增大截面，可以提高連梁自身的抗剪能力，但隨著連梁剛度增加相應內力也增加，其對抗剪能力的提高是有限的。在梁寬一定的情況下，通過加高連梁梁高的方法；在梁高一定的情況下，也可以通過加寬梁寬，加寬截面卻對連梁剛度的貢獻較小，僅為線性關系，使得抗剪力的提高值僅大于分擔剪力的增加值。②調整設計內力，在增大連梁截面對提高抗剪能力沒有效果的情況下，可以通過人為的內力調整，對連梁剛度進行折減，控制剪力分配比，解決連梁抗剪問題。最簡單的調控方法是在計算參數(shù)選取時，調整連梁剛度折減系數(shù)，僅對內力配筋計算時才能采用。在整體計算及非地震荷載作用下，連梁剛度不予折減，這時連梁應具備足夠的抗彎和抗剪承載能力，以滿足正常使用的要求。對于跨高比大于5的連梁，應按框架梁設計，且必須滿足框架梁各項要求。③也可設水平縫形成雙連梁、多連梁或采取其他加強受剪承載力的構造措施，譬如設置交叉暗撐等措施來提高連梁抗剪承載力。
4結語
隨著我國國民經(jīng)濟整體水平的持續(xù)提高和建筑結構設計發(fā)展速度的持續(xù)加快，高層建筑將是現(xiàn)代建筑的主流。剪力墻結構因側向剛度大，側向變形小等優(yōu)點，因而被廣泛應用于高層建筑中。所以掌握好剪力墻結構受力特點，把握好剪力墻結構設計的基本原則，剪力墻結構設計就會更加經(jīng)濟合理。因此建筑結構設計人員應對剪力墻結構設計原理有著清晰的理解，從而能夠在此基礎上通過不斷設計實踐的進行來促進我國建筑工程整體設計水平的有效提高。
剪力墻結構畢業(yè)論文 剪力墻結構文獻綜述篇二
剪力墻在建筑結構的分析與應用論文
1高層建筑常見的結構體系特點
我國對高層建筑定義:“十層及十層以上的住宅建筑為高層建筑，除住宅建筑之外的民用建筑高度大于24m者為高層建筑(不包括建筑高度大于24m的單層公共建筑)［1］?！备邔咏ㄖＲ姷慕Y構體系有框架體系、剪力墻體系、框架-剪力墻體系以及筒體體系，前三類結構體系的特點如下。
1.1框架體系
框架體系由梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載，具有較高的承載能力和較好的整體性;其平面布置靈活、可形成較大的空間，但在水平荷載作用下表現(xiàn)出抗側移剛度小，水平位移大的特點?？蚣荏w系的適用高度在地震區(qū)為6～15層，在非地震區(qū)為15～20層［2］。
1.2剪力墻體系
利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側力的體系稱為剪力墻體系，其實質上是固結于基礎的鋼筋混凝土墻片，具有很高的抗側移能力。一般情況下，剪力墻體系樓蓋內不設梁，樓板直接支承在墻上，墻體既起承重作用，又起圍護和分隔作用。剪力墻體系抗側力剛度大，整體性好，整齊美觀，抗震性能好，但由于其橫墻較多、間距較密，使得建筑平面的空間布置靈活性較差［3］。剪力墻體系常用于住宅、旅館等開間要求較小的高層建筑，其適用高度為15～50層［2］。
1.3框架—剪力墻體系
在框架體系的適當部位增設一定數(shù)量的剪力墻，形成的框架和剪力墻結合在一起共同承受豎向和水平荷載的體系稱為框架-剪力墻體系，其側向剛度比框架體系大，大部分水平荷載由剪力墻承擔，而豎向荷載主要由框架承擔，因而用于高層房屋比框架體系更為合理;同時由于其部分位置設置有剪力墻，保持了框架體系易于分割空間、立面易于變化等優(yōu)點［4］;此外，其抗震性能也較好。框架—剪力墻體系常用于多層及高層辦公樓、旅館等建筑，其適用高度為15～25層，一般不宜超過30層［2］。
2計算機模擬建筑模型
計算機模擬建筑模型的建模參數(shù)如下:該建筑為單過道式輕質隔音隔墻辦公大樓，不考慮剪力墻開洞以及隔墻的自重作用，永久荷載標準值取3.5kn/m2，可變荷載標準值按照《建筑結構荷載規(guī)范》(gb50009—)取為取2.0kn/m2。結構抗震等級為一級，場地類別為ⅱ類，抗震設防烈度為7度第二組，設計基本地震加速度值為0.10g?？v向軸網(wǎng)間距5m×10，橫向軸網(wǎng)間距5m+2.5m+5m，層高3m?？蚣荏w系中，柱截面尺寸500mm×500mm，梁截面尺寸分別為300mm×550mm，250mm×500mm;剪力墻體系中，剪力墻沿著軸網(wǎng)橫向布置，厚度500mm，連梁截面尺寸分別為300mm×550mm，250mm×500mm;板厚120mm。按照《混凝土結構設計規(guī)范》(gb50010—)規(guī)定，框架柱、框架梁、剪力墻和連梁的混凝土強度等級c40，現(xiàn)澆樓板的混凝土強度等級c30;框架柱、框架梁、剪力墻和連梁、樓板的縱向受力鋼筋均采用hrb400級，箍筋均采用hpb300級。模型實體如下圖所示(注:10層框架結構為模型1，10層剪力墻結構為模型2，20層框架結構為模型3，20層剪力墻結構為模型4)。
3模型計算分析結果
3.1位移分析
從計算結果中可以看出，所有模型的層間位移角都滿足《建筑抗震設計規(guī)范》(gb50011—2010)中表5.5.1對鋼筋混凝土框架(θ≤［θe］=1/500)和抗震墻(θ≤［θe］=1/1000)中結構彈性層間位移角的規(guī)定［5］。在結構受力概念中可以假設剪力墻結構的側墻為若干個框架柱連接組合而成，由于圖1各樓層模型圖剪力墻的側向截面慣性矩比框架結構較大，相對剪力墻結構而言，框架結構可看成柔性結構，所以剪力墻的抗側剛度要比框架結構較大，其每層的層間最大位移、層間最大位移角比框架結構較小。從表中的最大位移和最大位移角還可以看出，所有模型的頂層都隨著地震作用而發(fā)生“鞭梢效應”，即在地震作用下，高層建筑或其他建(構)筑物頂部細長突出部分振幅劇烈增大的現(xiàn)象［6］。在模型1和模型2中，雖然樓層剪力和樓層彎矩隨著樓層增加而不斷減小，但是樓層最大位移隨著樓層的增加而不斷增大，模型2的樓層最大位移比模型1的增大幅度較小;樓層的.最大位移角是反映結構樓層在水平地震作用下的重要技術性能參數(shù)，各層的最大位移角有增大、也有減小，但是模型2的樓層最大位移角變化幅度不大，幾乎都在1/9000。上述分析結果表明剪力墻結構在地震作用下，其頂部發(fā)生“鞭梢效應”現(xiàn)象比框架結構較小。另外，從模型3和模型4的最大位移和最大位移角中可以看出，雖然模型3的頂部發(fā)生“鞭梢效應”的現(xiàn)象比模型4較小，但是縱向比較模型2和模型4可以得出，同一種建筑結構隨著樓層的增大，其發(fā)生“鞭梢效應”現(xiàn)象更為明顯。
3.2受力分析
從計算結果中還可以看出，由于建筑結構的底層直接與基礎相連，永久荷載和可變荷載從上而下傳遞到基礎，基礎直接受到地基的地震作用，所以底層的剪力和彎矩是最大的，結構的頂部雖然水平位移最大(可看成是外部靜定，內部超靜定的懸臂結構)，但是頂部受到垂直傳遞的荷載以及地震作用的影響最小，所以其樓層剪力和彎矩隨著樓層增大而減小。橫向比較模型1和模型2、模型3和模型4，由于剪力墻結構所分配的剛度和質量比框架結構大，導致其每層的地震慣性力比框架結構大，從而其每層的樓層剪力、樓層彎矩比框架結構大。
3.3綜合分析
根據(jù)以上位移和受力分析，可以得出隨著樓層層數(shù)增大，剪力墻體系所發(fā)揮出來的抗側向水平地震作用的優(yōu)越性越來越明顯。此外，上述模型都是沿著建筑結構的側向布置剪力墻，但是實際設計中，必須考慮結構的抗縱向水平地震作用。相同截面尺寸，數(shù)量框架結構的縱向、側向剛度可以看成相同，但是由于剪力墻截面在x和y方向的慣性矩差異很大，導致其不同方向的抗震剛度也差別很大，所以在剪力墻結構中，除了在建筑結構的側向布置剪力墻外，還需在其縱向布置剪力墻，以提高結構的綜合承載能力、抗震性能和剛度。
4結束語
所有高層建筑結構設計為剪力墻結構并不一定合理，雖然剪力墻結構的抗側向水平地震能力很高，但是其混凝土方量、單位體積的鋼筋重量比相同高度的框架結構大得多，剪力墻結構施工也需采用滑模等特殊的施工工藝;在實際設計中還需考慮到剪力墻的端柱、暗柱、連梁等構造措施，這也比框架結構的設計、施工復雜。此外，剪力墻結構的基礎通常為筏板基礎，大體積混凝土施工中必須考慮后澆止水帶、溫差應力和溫度裂縫等。在高層建筑結構設計中，應對其建筑結構層數(shù)、建筑抗震設防類別、房屋所處位置、工程造價、施工工藝、施工難易程度、施工工期等進行綜合分析和研究。
剪力墻結構畢業(yè)論文 剪力墻結構文獻綜述篇三
高層建筑結構中剪力墻結構設計要點分析論文
摘要：剪力墻結構設計是一項系統(tǒng)且復雜的工作。隨著當前高層建筑項目的不斷增多，對剪力墻結構技術進行細致研究，探究其優(yōu)化設計的關鍵要點，發(fā)揮出剪力墻結構的整體優(yōu)勢，對于保障高層建筑項目功能結構的安全穩(wěn)定具有重要意義。作為建筑行業(yè)的設計人員，要對剪力墻結構這種常見的結構類型有深入全面的認識，采取有效的措施手段對各項環(huán)節(jié)進行優(yōu)化設計，提升建筑項目的設計水平。相信隨著相關研究及實踐工作的不斷深入，高層建筑剪力墻結構設計的發(fā)展將會邁向一個新高度。
關鍵詞：高層建筑；剪力墻；結構設計
1.剪力墻的分類及受力特點
不同的剪力墻，其分類標準也是不相同的，剪力墻可以根據(jù)開口的大小以及數(shù)量等多方面的因素進行劃分，例如壁式的剪力墻框架、整截面墻以及獨立懸臂墻等，共有五種主要的分類。剪力墻的整體系數(shù)與梁、肢等具有密切的聯(lián)系，其數(shù)值越小，后者越弱，所以在進行設計的過程中，需要對剪力墻的相關系數(shù)進行嚴格的設計。通常情況下，剪力墻的整體性能食欲梁、肢相關的，需要保證連梁與墻肢之間具有較大的彎矩，針對這一情況，在對剪力墻進行分類的過程中，應該從截面的慣性矩等情況人手，保證剪力墻結構的穩(wěn)定性。如果整體系數(shù)高于10，那么就是壁式框架，如果小于10，那么就是聯(lián)肢墻。不同類型的剪力墻在受力特點方面具有一定的差異性。一般情況下，如果整體開口墻與整體截面墻具有較為理想的性能，那么在受力性方面就會具有相似之處，觀察變形曲線可以看出它們都是彎曲型，雖然具有一定的相似之處，但是也是存在一定差別的，差別的主要表現(xiàn)在整截面墻上面沒有開洞，也沒有反彎點，所以彎矩并不會出現(xiàn)突變的情況，墻肢的約束力與整體開口墻與整截面墻具有十分密切的聯(lián)系，如果二者之間具有較強的約束力，那么就說明是脂墻梁較強的情況，下面筆者舉個例子為了更方便理解。
2.高層建筑項目結構受力分析
2.1水平荷載
對于高層建筑項目而言，它的豎向荷載幾乎不會有太大的變動，而對于受地震影響的水平荷載，其數(shù)值由于受到建筑結構的動力特性影響，會存在很大程度的波動變化。
2.2軸向變形
高層建筑在豎向荷載方面，其數(shù)值相對較大，這就極容易在柱中導致軸向變形的問題。所以在實際的結構設計中，設計人員需對軸向變形計算值進行細致分析，以此來合理確定下料長度。
2.3側移控制
對于高層建筑項目而言，由于建筑高度的提升，會使水平荷載下的結構側移變形問題加劇。這也是高層建筑在結構設計中必須引起重視的問題。建筑結構設計人員必須要把這一問題控制在允許的范圍內。
2.4結構延性
相比于一般建筑的結構，高層建筑結構更為柔和，因此它受劇烈震佑跋於產生的變形問題也更為嚴重。想要使它在塑性變形階段有良好的強變形水平，就需要在建筑結構設計中通過有效手段，確保其結構廷性。
3.剪力墻結構的要點
3.1合理配置剪力墻暗柱鋼筋
針對于相關的規(guī)定，在進行一級、二級及三級剪力墻結構設計時，需要進行暗柱和端柱的設置，通過設計暗柱和端柱，這樣能夠在一定程度上消耗大量的地震波能量，同時還能夠增強剪力墻邊緣抗拉能力，這對提高建筑的穩(wěn)定性具有非常重要的意義。
3.2合理布置剪力墻結構
剪力墻結構設計過程中，充分的利用鋼筋混凝土使剪力墻能夠承擔來自于各個方向，特點是水平方面的荷載力。因此在剪力墻結構設計時，需要對其進行合理布置，確保在滿足建筑本身要求的同時還要找到建筑自身的曲線，然后再對其進行規(guī)則布置。首先，在選擇短肢剪力墻結構時需要保持慎重的態(tài)度，這主要是由于短肢剪力墻結構不僅抗震性能較差，而且無法有效的保障建筑的穩(wěn)定性，因此在選擇時要對多方面因素進行綜合考慮，在保證對建筑靈活布置的同時，還要有效的減少建筑結構的重量。其次，在剪力墻結構布置時不能出現(xiàn)獨立的小墻肢，因為一旦在建筑設計中出現(xiàn)了獨立的`小墻肢，則會導致建筑施工難度系數(shù)增加。最后，由于剪力墻剛度直接關系到抗震性能及施工的時間，因此在合理布置剪力墻結構時需要保障整體剛度，這樣在保證施工時間的同時，還能夠增強其抗震性能，獲得較好的經(jīng)濟效應。
3.3合理的控制剪力墻結構參數(shù)
由于高層建筑結構的承重比較特殊，所以在對剪力墻進行結構設計時，需要充分考慮到各項參數(shù)的有效控制，以確保能夠將高層建筑的各項荷載控制在有效范圍內。在結構參數(shù)設計時，要對位移比例、側向剛度比例以及周期比例等進行恰當而合理的設計，將其數(shù)值控制在合理的范圍內，從而確保高層建筑不會因為剪力墻結構設計不規(guī)范而發(fā)生扭轉及偏心力的現(xiàn)象。在結構參數(shù)設計過程中，還要對剪力墻自身的不規(guī)則性進行限值設計，一定要控制在標準范圍內。因此在實際高層建筑結構中剪力墻結構設計時，需要對剪力墻結構參數(shù)進行合理控制。
4.結語
隨著生活水平的不斷提高，人們對居住建筑的需求提出了更高的要求，大量高層建筑開始出現(xiàn)，這不僅實現(xiàn)了土地使用面積的節(jié)約，而且建筑用途更具多樣性。在高層建筑結構中，通過應用剪力墻，在滿足建筑最基本的使用功能的同時，還能夠更好的滿足人們對建筑的個性化、經(jīng)濟性及耐久性等要求，在當前的剪力墻結構設計過程中，主要存在的問題是對于相關的配置過少，這樣就不能對結構安全以及技術起到保護性的作用，因此對于施工是極為不利的，針對這一情況的出現(xiàn)，就需要不斷的加以完善相關的設計，以此來實現(xiàn)建筑結構水平的進一步提升。
剪力墻結構畢業(yè)論文 剪力墻結構文獻綜述篇四
淺論建筑結構設計
【摘要】 在建筑設計中，結構的設計有著舉足輕重的地位。
為此，本文就建筑結構設計遵循的原則，建筑結構的基本要求，多層和高層房屋以及單層大跨度房屋的常見結構型式等有關問題進行分析。
【關鍵字】 建筑;結構;設計;型式
引言
結構是建筑物賴以存在的物質基礎，在一定意義上，結構支配著建筑，這是因為，任何建筑物都要耗用大量的勞力和材料來建造，建筑物首先必須抵抗或承受各種外界的作用如風力、重力、地震等，合理的選擇結構材料和結構型式，即可滿足建筑物的美學原則，又可以帶來經(jīng)濟效益。
一、建筑結構設計遵循的原則
1.滿足使用功能要求
由于建筑物所處的環(huán)境和使用性質不同，除滿足空間尺寸要求外，還要滿足某些建筑物的特殊要求，如保溫、通風、隔熱、吸聲等，在構造設計時要綜合相關專業(yè)的技術知識，優(yōu)化設計，選擇經(jīng)濟合理的構造措施，滿足建筑使用功能要求。
2.確保結構安全
正確的結構計算時保證建筑物安全的前提，除對建筑結構、構件進行必要的計算外，對陽臺欄桿、樓梯扶手、構件接縫等，要采取必要的措施，保證其在使用過程中的安全和可靠。
3.注重建筑經(jīng)濟的綜合效益
建筑構造設計要處處考慮經(jīng)濟合理，采用合理的構造方案，就地取材，節(jié)約材料，在保證質量的前提下降低造價，并減少建筑物的運行費用、維護費用。
二、建筑結構的基本要求
新型建筑材料的生產、施工技術的進步、結構分析方法的發(fā)展，都給建筑設計帶來了靈活性和更廣闊的空間。
但是，這種靈活性并不排除現(xiàn)代建筑結構需要滿足的基本要求。
其要求包括以下方面：
1.穩(wěn)定。
整體結構或結構的一部分作為剛體不允許發(fā)生危險的運動，這種危險可能來自結構自身，也可能來自地基的不均勻沉陷或基土的滑移，例如意大利的比薩斜塔由于地基不均勻沉降引起的傾斜。
2.平衡。
平衡的基本要求就是保證結構和結構的任何一部分都不發(fā)生運動，力的平衡條件總能得到滿足，從宏觀上來看，建筑物總是靜止的。
平衡的要求是結構與“機構”即幾何可變體系的根本區(qū)別，因此建筑結構的任何部分都應當是幾何不變的。
3.經(jīng)濟。
現(xiàn)代建筑的結構部分造價通常不超過建筑總造價的30%，因此，結構的采用應當是使建筑的總造價最經(jīng)濟。
結構的經(jīng)濟性并不是指單純的造價，而是體現(xiàn)在多個方面，而且結構的造價受材料和勞動力價格比值的影響，還受施工方法、施工速度以及結構的維護費用的影響。
4.美觀。
美學對結構的要求有時甚至超過承載能力的要求和經(jīng)濟要求，尤其是象征性建筑和紀念性建筑更是如此，應當懂得，純粹質樸和真實的結構會增加美的效果，不正確的結構將明顯的損害建筑物的美觀。
5.優(yōu)化。
應在建筑方案設計的基礎上，在滿足結構安全的前提下，充分優(yōu)化結構設計，必要時應委托專業(yè)的設計公司進行結構設計和結構的優(yōu)化設計，降低建筑物的自身荷載，減少主要材料的消耗，通過工程概算及其主要技術經(jīng)濟指標分析結構設計的優(yōu)化程度。
結構專業(yè)的優(yōu)化設計，不是以犧牲結構安全度和抗震性能來求得經(jīng)濟效益的，而是以結構理論為基礎，以工程經(jīng)驗為前提，以對結構設計規(guī)范實質內涵的理解和靈活運用為指導，以先進的結構分析方法為手段，對設計進行深入調整、改善與提高，對成本進行審核和監(jiān)控，是對結構設計再加工的過程。
“優(yōu)化”工作是以原設計為基礎，在充分尊重原設計的基礎上，著眼于結構體系和結構布置的合理性和高新技術的應用，同時，“優(yōu)化”的過程也是發(fā)現(xiàn)差錯、糾正不足的過程，通過優(yōu)化降低不安全因素，從而保證項目的技術質量和經(jīng)濟質量。
結構設計優(yōu)化是精益求精的過程，將會帶來合理的設計、帶來經(jīng)濟技術效益。
實現(xiàn)上述各項要求，在結構設計中就要貫徹“經(jīng)濟合理、技術先進、安全適用、確保質量”的結構設計原則，保證結構和建筑的和諧統(tǒng)一。
三、建筑結構選型
一個好的建筑設計，需要有一個好的結構型式去實現(xiàn)。
而結構型式的最佳選擇，要考慮到建筑上的使用功能、結構上的安全合理、藝術上的造型美觀、造價上的經(jīng)濟，以及施工上的可能條件，進行綜合分析比較才能最后確定。
以下針對多層和高層房屋以及單層大跨度房屋的常見結構型式的受力特點、適用范圍進行簡單分析。
多層和高層房屋結構的主要承重結構體系有：混合結構體系、框架結構體系、剪力墻結構體系等。
1.混合結構體系
這是多層民用建筑房屋中最常用的一種結構型式，其墻體、基礎等豎向構件采用砌體結構，而樓蓋、屋蓋等水平構件則采用鋼筋混凝土梁板結構。
結合抗震要求，在進行混合結構房屋設計和選型時，應注意以下一些問題。
(1)層高和房屋最大高寬比
限制房屋的高寬比，是為了保證房屋的剛度和房屋的整體抗彎承載力，普通磚、多孔磚和小砌塊砌體房屋的層高不應超過4.5m。
(2)多層房屋的層數(shù)和高度限制
一般情況下，房屋的層數(shù)和總高度不應超過表中的規(guī)定。
顯然，采用燒結普通磚砌體的混合結構，其層數(shù)和總高度均比其他砌體的要好，對醫(yī)院、教學樓等及橫墻較少的多層砌體房屋應比表中規(guī)定的降低3m，層數(shù)相應減少一層;各層橫墻很少的多層砌體房屋，還應根據(jù)具體情況再適當降低總高度和減少層數(shù)。
(3)縱橫墻布置
在進行結構布置時，應優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重方案;縱橫墻的布置宜均勻對齊，沿平面內宜對齊，沿豎向上下連續(xù)，同一軸線上的窗間墻宜均勻。
樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處。
2.框架結構體系
與混合結構類似，框架結構也可分為橫向框架承重、縱向框架承重及縱橫雙向框架共同承重等布質形式。
一般房屋框架采用橫向框架承重，在房屋縱向設置連系梁與橫向框架相連;當樓板為預制板時，樓板順縱向布置，樓板現(xiàn)澆時，一般設置縱向次梁，形成單向板肋形樓蓋體系。
當柱網(wǎng)為正方形或接近正方形，或者樓面活荷載較大時，也往往采用縱橫雙向布置的框架，這時樓面長采用現(xiàn)澆雙向板樓蓋或井字梁樓蓋。
框架結構體系包括全框架結構、內框架磚房和底部框架上部磚房幾種形式。
現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構房屋的適用高度分別為60m、55m、45m和25m。
現(xiàn)澆框架結構的整體性和抗震性能都較好，建筑平面布置也相當靈活，廣泛用于6――15層的多層和高層房屋，如學校的教學樓、實驗樓、辦公樓、醫(yī)院等(其經(jīng)濟層數(shù)為10層左右、房屋的高寬比以5――7為宜)。
在水平荷載作用下，框架的整體變形為剪切型。
四、結束語
建筑住宅在國家基本建設投資中占有很大的比例，因此在建筑結構設計中必須正確處理適用、經(jīng)濟、美觀等幾方面的關系。
根據(jù)不同類型的建筑，正確的把握好結構的類型，更不能忽略建筑設計的經(jīng)濟性，要在滿足使用要求下，用較少的投資建造美觀、簡潔、大方的建筑，讓人們居住的更加舒適、健康。
參考文獻
1.熊丹安，建筑結構，華南理工大學出版社，版
剪力墻結構畢業(yè)論文 剪力墻結構文獻綜述篇五
建筑結構論文
一、高層建筑結構設計的概況
1、抗震結構設計：隨著建筑結構設計技術的增長，我國高層建筑結構設計抗震要求不斷提高，高層混凝土的結構構件需要根據(jù)抗震結構的分類、裂度、結構類型、房屋高度等眾多因素來采取不同的抗震機構設計?？拐鸾Y構設計需要因地制宜，根據(jù)高層建筑結構所處的地理位置和周圍環(huán)境來綜合考慮房屋結構設計的性能。
2、控制側向位移：高層建筑結構設計中，因為高度的不斷增加，因此建筑物隨著高度的變化都會發(fā)生一定的側向位移現(xiàn)象，這個主要和建筑物橫向水平載荷力有關，所以高層建筑結構設計需要考慮結構具備一定的剛度和承壓力。如果發(fā)生側向位移對于建筑物自身的質量安全非常不利，直接會導致坍塌的現(xiàn)象發(fā)生。
3、承載力的基礎設計：與一些底層和中層建筑的設計相比，高層建筑結構的承載力設計必須要具備足夠的剛度。除此之外，高層建筑的外墻、玻璃等保護設施除了具備可靠的承載力，還需要和主體結構保持可靠的連接。
4、水平位移限值和舒適度：通常情況下，高層建筑結構設計對于水平位移的限值有嚴格的要求，對于風載荷力、地震度、彈性作用等都有合適的計算方法。樓蓋結構要具備合適的舒服度，豎向震動頻率不能小于3赫茲。
二、影響高層建筑結構設計的一些因素
1、高層建筑結構設計的基本因素：高層建筑結構設計是一項負責的設計工程，因為高度等眾多條件的限值，需要綜合考慮建筑施工場地的地質條件、樓層上部結構的類型、房屋的高度、施工技術和施工條件等因素。除此之外，還要分析建筑物周期建筑和底下結構的類型，保證高層建筑物不能發(fā)生塌陷和偏移等情況。經(jīng)過科學分析設計得出最佳的結構設計方案，并且保證建筑物不能對周圍建筑造成任何影響。而且，高層建筑的地基埋入地層的深度要經(jīng)過嚴密核算，保證上部結構的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)傾斜等現(xiàn)象，要保證高層建筑物的主體結構和地面作用力保持垂直的狀態(tài)。
2、短肢剪力墻的設計：在目前的高層建筑設計中，國家對于高層建筑結構設計中的短肢剪力墻設計非常重視，在目前新的國家建筑規(guī)定中，也對短肢剪力墻的設計做出了明確的規(guī)定，并且對于短肢剪力墻也給出了明確的定義。短肢剪力墻的設計要求也有明確的設計原則，一般主要要求厚度和高度的設計在5墻和墻之間，如果涉及到高層建筑結構設計的具體應用，盡量可以使用短肢剪力墻的設計原則。
3、嵌固端的設計：高層建筑結構設計的嵌固端一般出現(xiàn)在2層或者2層以上的地下室頂板之上，也可以設計到2層或者2層以上的人防頂板的上面。如果在具體的設計中，設計師因為忽視其中任何一個因素都可能會導致后期建筑的安全性，帶來一定的安全隱患。因此，嵌固端作為高層建筑結構設計中的穩(wěn)定部分，需要重點研究和設計，相對于高層建筑結構設計來說，位于底層的嵌固端起到了非常重要的作用，對于穩(wěn)定地基非常有利。
4、結構規(guī)則性的設計：在現(xiàn)代的新型結構設計中，高層建筑結構的規(guī)則性設計中有了一些明確的規(guī)定，比如高層建筑結構剛度方面的對比性和一些平面設計規(guī)則性的要求。我國的建筑法規(guī)中雖然做出了一些要求，但是在實際的建筑設計中仍然有一些違章行為的發(fā)生，進而造成目前建筑質量出現(xiàn)嚴重問題。因此，對于高層建筑結構規(guī)則設計的案例中，為了避免出現(xiàn)一些建筑單位出現(xiàn)后期修改圖紙的現(xiàn)象，對于一些已經(jīng)設計完成的施工圖紙和施工方案都需要嚴格按照高層建筑結構設計的具體規(guī)定來執(zhí)行，嚴謹出現(xiàn)私自改圖或者擅自改變施工方法的現(xiàn)象出現(xiàn)。在具體的結構設計中，要嚴格依靠計算工具來分析，促進高層建筑的質量提高。
5、共振設計：高層建筑物之所以能在地震的時候發(fā)生共振，主要是發(fā)生地震的時候產生的頻率與房屋建筑的頻率處于類似相同的震動范圍，因此當?shù)卣鸪霈F(xiàn)的時候，高層建筑容易發(fā)生共振產生倒塌的現(xiàn)象。因此在高層建設結構設計中共振設計也占據(jù)非常重要的地位。所以在進行高層建筑結構設計的時候，可以提前考察周邊地震帶的頻率，在結構設計中盡可能將高層建筑結構的共振設計頻率遠離地震帶的頻率，避免地震發(fā)生的時候容易產生共振現(xiàn)象。
6、高層建筑結構設計的平移：高層建筑設計中因為高度的增加水平位移的發(fā)生幾率比較大，因此在具體的設計中，要綜合考慮周邊地震周期、高層建筑結構的剛度等問題，避免因為設計不夠發(fā)生水平位移的現(xiàn)象，影響高層建筑結構的穩(wěn)定性和后期使用的安全性。在結構設計中，需要綜合考慮高層建筑結構涉及到的周邊因素，確保高層建筑結構設計不發(fā)生水平位移的現(xiàn)象。
三、結束語：
隨著地球資源不斷匱乏現(xiàn)象的出現(xiàn)，城市建筑面積也越來越少，相對于空間結構利用來說，高層建筑必然會成為以后建筑行業(yè)出現(xiàn)頻率最高的建筑類型。因此對于目前想要居住安全性的人類來說，如果想要提高建筑行業(yè)的高層結構設計，只有事先了解到高層建筑設計的一些主要因素，在具體的設計中，只有按照科學性的設計法則才能保證高層建筑結構設計的穩(wěn)定性和安全性，精度計算才能讓建筑行業(yè)的發(fā)展更加廣闊。
作者：吳立明 單位：江蘇銘天建設有限公司
剪力墻結構畢業(yè)論文 剪力墻結構文獻綜述篇六
1.1承重柱截面高度設計過小
對于抗震烈度要求為餓哦六度的地區(qū)，很多設計人員在認識上存在六度地區(qū)不需要進行設防的錯誤觀念，很多設計人員將承重柱的截面積設計的較小，這樣可以比較方便的進行受力分析，但是這樣做導致承重柱的截面較小，在外力作用下，由于柱和梁之間存在著彎矩約束，往往會產生開裂，導致塑性鉸的出現(xiàn)。這樣給建筑的結構埋下了安全隱患，使建筑的耐久性大打折扣，一旦遭遇較大的地震，往往不能夠有效的抵抗地震的破壞，容易發(fā)生倒塌，造成重大人員生命和財產損失。
1.2磚混結構中建筑工程構造柱與承重柱混淆不清
在房屋建筑結構設計當中很多設計人員不能夠很好的分清構造柱和承重柱的區(qū)別，導致二者之間經(jīng)常發(fā)生混淆，嚴重的影響了建筑結構的可靠性。對于磚混結構的建筑，采用構造柱能夠在很大程度上增加墻體的抗剪能力，并且和梁相配合，能夠在很大程度上防止建筑墻體出現(xiàn)裂縫，對于建筑建構抗震性能的提升具有重大的意義。而一些設計人員由于沒有對構造柱形成正確的認識，導致構造柱往往被當作承重柱使用，使其原本的功能無法得到發(fā)揮，同時還會造成一系列的負面影響。
一旦構造柱和承重柱被混淆使用，導致構造柱被當作承重柱，使其對墻體的約束作用大打折扣。在發(fā)生地震的時候，由于構造柱被當成可承重柱，其本身的強度不能夠應對地震力，必然成為建筑中的一個薄弱環(huán)節(jié)而首先遭到破壞，最終導致建筑倒塌。
構造柱一般都不另設基礎，這就使其的稱重能力相對較弱，不能夠滿足承重柱的使用要求。被當作承重柱使用往往會導致構造柱基礎在較大的載荷作用下發(fā)生破壞而導致沉降，最終使其支撐的部分出現(xiàn)裂縫。因此設計人員在實際的設計過程當中一定要將承重柱和構造柱進行明確的區(qū)分，按照各自的特點發(fā)揮各自的功能，防止由于使用錯誤而造成的各種隱患。
懸挑梁的梁高選用過小設計者往往只注意了對梁的強度和傾覆進行驗算，而忽略了對梁手撓度的驗算。梁高選用過小，引起梁截面的受壓區(qū)應力過高，在正常使用狀態(tài)下，梁截面受壓區(qū)產生非線性徐變，梁撓度隨時間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁上板出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度隨著挑梁變形的加大而加寬，影響了房屋的正常使用。據(jù)觀察，這種挑梁的變形發(fā)展到后期，梁支座截面上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫。受支座附近上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響，豎向裂縫向下延伸發(fā)展為斜裂縫，此時梁已接近破壞。當為托墻挑梁時，梁過大的撓度會引起梁上墻體在梁支座附近出現(xiàn)裂縫。裂縫在梁支座處沿豎直方向向上發(fā)展，當?shù)揭欢ǜ叨葧r沿斜向延伸，縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結構的抗震也很不利。懸挑結構對豎向地震的作用最為敏感。梁高小時，截面的相對受壓區(qū)高度較大，梁的延性減小，在豎向地震作用下易發(fā)生脆性破壞，失去承載力。
連續(xù)梁按單梁進行設計存在潛在危險這種情況多發(fā)生在陽臺邊梁的設計中。由于邊梁上的荷重一般較小，沒有引起設計者的重視，為圖受力分析方便，設計者把實際應為連續(xù)梁的梁按單簡支梁進行設計，致使梁在支座處上部負筋配置量過少。這樣必然引起梁在支座附近上部受拉區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫，進而引起梁上部攔板出現(xiàn)豎向裂縫。當環(huán)境溫度變化時，梁的伸縮受到梁端柱或挑梁的約束，在梁內產生收縮應力，該收縮應力作用于原已產生的梁上裂縫處，引起梁在支座附近沿整個梁截面四周裂縫貫通，梁承載力降低，直接影響了使用安全。在實際工作中，多次發(fā)現(xiàn)類似情況出現(xiàn)，因此應引起設計者的重視。
2 對房屋建筑結構基礎設計的評述及建議
設計人員在進行房屋建筑基礎設計的過程當中應站在整個房屋建筑的整體高度出發(fā)，充分考慮地基以及上部結構之間的關系，在此基礎之上還要科學的結合各種假定。一般來說由于基礎上部結構往往要晚于基礎的設計，因此要采取相應的措施，盡可能的減少由于上部結構滯后而帶來的誤差，從而確保房屋結構基礎設計的質量。
當前建筑結構基礎設計主要是根據(jù)結構力學以及彈性力學來進行的.，具有操作簡單、可靠性高的優(yōu)點，能夠保證取得較好的設計效果，尤其是對于一些地質情況比較好的基礎來說更能得到滿意的效果。隨著鋼筋混凝土框架結構在建筑結構中的廣泛使用，傳統(tǒng)的結構設計方法就顯得力不從心。這是因為這種結構對于基礎的要求較高，一旦出現(xiàn)沉降，就會收到較大的影響。采用結構力學以及彈性力學計算軟土地基上的條形基礎也與實際的情況有很大的差距。當前高層建筑的數(shù)量不斷的增多，隨著建筑高度的增加，其垂直方向上的載荷也會隨著增加，對地基產生的壓力也會加大，這樣基礎在較大的載荷作用之下常常會出現(xiàn)沉降。因此在進行高層的框架結構設計過程當中，應該注意基礎的柔性，降低基礎的剛度。
3結論
當前我國正處于經(jīng)濟繁榮發(fā)展的大好時期，隨著人們生活水平的提高，對于房屋建筑的要求也在不斷的上升，為了滿足人們對于房屋各種功能的需求，大量的房屋建筑不斷的投入建設。當前的房屋建設的高度在不斷的上升，其規(guī)模以及結構也朝著復雜化的方向發(fā)展。由于房屋建筑的需求旺盛，很多房屋建筑在設計過程當中并沒有經(jīng)過科學的論證就草草完成，一些開發(fā)商為追趕進度往往都是一邊建設一邊設計，一邊審批，這就導致很多建筑在施工過程當中沒有進行嚴格的結構基礎設計，這樣往往在施工過程當中造成各種問題，導致工程頻繁變更，不僅僅增加了工程造價，也為建筑的安全埋下了隱患。因此廣大設計人員一定要做好房屋建筑的結構設計工作，為我國建筑事業(yè)的發(fā)展做出貢獻。
參考文獻：
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剪力墻結構畢業(yè)論文 剪力墻結構文獻綜述篇七
淺析建筑抗震結構設計
摘要：抗震，是當前建筑施工必須要關注的話題，建筑結構的抗震也就成了房屋設計必須要考量的核心環(huán)節(jié)。
文章將就建筑抗震設計的要求、目標、原則，以及相關的內容進行探討。
關鍵詞 抗震;結構;設計方法
如何能夠讓建筑在地震中保持安全，不受嚴重的損害，是當前建筑施工設計必須要考量的一個大問題，特別是近年來地震頻繁，人們的生命財產受到嚴重威脅，建筑安全則成了社會安全的一個重要影響因素，為保證建筑的抗震能力，設計人員必須要根據(jù)相關標準，設計出具有相當抗震能力的房屋。
1.抗震設防的目標
我們所說的抗震設防，指的是對建筑物進行抗震設計，同時有針對性的采取一定的抗震構造的措施，最終實現(xiàn)結構抗震的效果和目的。
一般來說，抗震設防主要依據(jù)的是抗震設防烈度。
而抗震設防烈度的依據(jù)，是以國家規(guī)定權限審批或頒發(fā)的文件執(zhí)行的，其是一個地區(qū)作為抗震設防標準。
通常情況下，是采用國家地震局頒發(fā)的地震烈度區(qū)劃圖中規(guī)定的基本烈度的。
從當前內外抗震設防目標的發(fā)展總趨勢來看，其基本要求建筑物在使用期間，可以應對對不同頻率和強度的地震，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。
這是我國抗震設計規(guī)范所采用的抗震設防目標。
建筑工程在施工中的設防的目標如下：1)如果所遭受的是低于本地區(qū)設防烈度多遇的常規(guī)地震，建筑物不受損壞，不需修理仍可繼續(xù)使用;2)如果遭受到本地區(qū)規(guī)定的設防烈度的地震，建筑物，包括結構和非結構部分，可能損壞，但不會對人民生命和生產設備的安全造成威脅，經(jīng)修理仍可使用;3)如果遭受高于本地區(qū)設防烈度的罕遇地震，盡量保證建筑物不倒塌。
也就是說，在建筑結構的防震設計上，設計方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度這三個層次進行考慮。
從概率上看，多遇地震烈度是發(fā)生機會較大的地震級別。
按照現(xiàn)行規(guī)范設計的建筑，在設計上要達到這樣的防震效果：當遭遇多遇烈度作用時，建筑物處于彈性階段，通常不會損壞;當遭遇相應基本烈度的地震時，建筑物將進入彈塑性狀態(tài)，但一般不會發(fā)生嚴重破壞;當遭遇罕遇烈度作用時，建筑物可能會有嚴重破壞，但不至于倒塌。
2.建筑結構抗震設計方法要點
我國所頒布的《抗震規(guī)范》提出了兩階段設計方法，以實現(xiàn)上述3個烈度水準的抗震設防要求。
第一階段的設計方案，必須要符合抗震設計原則，同時根據(jù)與基本烈度相對應的眾值烈度(相當于小震)的地震動參數(shù)，通過采用彈性反應譜法求得結構在彈性狀態(tài)下的地震作用標準值和相應的地震作用效應，接著與其他荷載效應按一定的組合系數(shù)進行組合，同時對結構構件截面，進行具有針對性的承載力驗算，如果建筑物較高，還必須要進行變形驗算，以保證其側向變形不要過大。
這樣，一方面滿足了第一水準下必要的承載力可靠度，同時也滿足第二水準的設防要求(損壞可修)。
當然，最后還必須通過概念設計和構造措施來滿足第三水準的設防要求。
對于非地震高發(fā)區(qū)的大多數(shù)建筑結構而言，只進行第一階段的設計已經(jīng)足夠了，但根據(jù)建筑的特點和地區(qū)的特征，少部分結構諸如有特殊要求的建筑和地震時易倒塌的結構，還必須要進行第二階段的設計，也就是按與基本烈度相對應的罕遇烈度(相當于大震)驗算結構的彈塑性層間變形是否滿足規(guī)范要求(不發(fā)生倒塌)。
如果發(fā)現(xiàn)有變形過大的薄弱層，那應該積極修改設計，或者可以采取相應的構造措施，以滿足第三水準的設防要求，也就是大震不倒。
3.結構選型與結構布置
3.1 結構材料的選擇
選擇哪一種材料對建筑的結構抗震有著直接的影響，所以材料的選擇應該與建筑的方案設計同步，在研究建筑形式的同時進著手進行研究。
同時還應該要確定采用什么樣的結構體系。
這樣做的目的，主要是為了能夠根據(jù)工程的各方面條件，選擇既符合抗震要求又經(jīng)濟實用的結構類型。
結構選型是較為復雜的一項工作，在選擇時必須要考慮建筑的重要性、設防烈度、房屋高度、場地、地基、基礎、材料和施工等因素，再加上經(jīng)技術、經(jīng)濟條件比較后再確定。
如果我們單從抗震角度考慮，好的結構型式，應具備以下特點：1)延性系數(shù)高;2)“強度/重力”比值大;3)勻質性好;4)正交各向同性;5)構件的連接具有整體性、連續(xù)性和較好的延性，并能發(fā)揮材料的全部強度。
如果只從數(shù)據(jù)上看，按照上述標準來衡量，常見建筑結構類型，理論上的抗震性能優(yōu)劣順序是：1)鋼結構;2)型鋼混凝土結構;3)混凝土一鋼混合結構;4)現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構;5)預應力混凝土結構等。
當然，在這里必須要強調的是，我們說的抗震最好的鋼結構，其優(yōu)越性是相對性的，從優(yōu)點看，其延性，連接較好，具有可靠的節(jié)點，同時擁有在低周往復荷載下有飽滿穩(wěn)定的滯回曲線，從實際的經(jīng)驗看，鋼結構建筑的表現(xiàn)都不錯。
但是，我們說的相對性，是只設計理念即施工方法的到位如果不到位這些建筑同樣會在地震中受損。
3.2 抗震結構體系的確定
不同的結構體系，在抗震性能、使用效果和經(jīng)濟指標等方面的效果是不同的。
因此，確定適合的抗震結構體系至關重要。
《抗震規(guī)范》的基本要求：1)必須具備明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑;2)形成多道抗震防線，避免因部分結構或構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力或對重力的承載能力;3)必須具備必要的強度以及良好的變形能力和耗能能力;4)應該具有合理的剛度和強度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的應力集中或塑性變形集中;對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。
剪力墻結構畢業(yè)論文 剪力墻結構文獻綜述篇八
剪力墻結構設計研究論文
摘要:在建筑行業(yè)發(fā)展中，剪力墻結構是建筑結構中的重要組成部分。剪力墻由于抗震性能好、抗側剛度大等優(yōu)點在目前建筑施工中得到廣泛推廣和應用。為了提高建筑水平、保證建筑質量，在建筑結構設計中應嚴格遵循剪力墻結構設計原則，規(guī)范剪力墻結構設計要點，科學、合理地運用剪力墻結構在建筑結構設計中的優(yōu)勢。
關鍵詞:剪力墻結構;建筑結構;設計;應用
目前，剪力墻結構設計在國內并沒有相關規(guī)范條例，設計者應用在建筑結構設計中時參照實踐經(jīng)驗和建筑實際要求來設計。剪力墻結構能夠更好地適應建筑的發(fā)展需求，是建筑結構設計中常見的一種結構，設計得當不僅能減少建筑施工時間，以其抗側剛度大等優(yōu)勢還能增加建筑使用年限，在建筑結構設計中占據(jù)著重要的地位。雖然剪力墻結構應用廣泛，但是并不是所有建筑都適用，設計者應結合實際情況綜合考慮，根據(jù)可靠分析來設計剪力墻結構，才能最大限度發(fā)揮其作用。
1剪力墻結構概述
1.1剪力墻結構
剪力墻結構是指建筑(包括房屋極其附屬的建筑物)用來承受風荷載或者地震等自然災害引起的水平荷載的墻體，因此又叫做抗風墻、抗震墻或者結構墻。剪力墻結構設計初衷是為了防止建筑結構遭受外力破壞，提高建筑結構的穩(wěn)固性。所謂建筑結構，根據(jù)施工方法分為:混合結構、框架結構、剪力墻結構以及框筒結構等，剪力墻結構具有抗側剛度大、用鋼量小以及抗震性能強等優(yōu)勢，對比其他建筑結構，剪力墻在建筑結構設計中應用較廣泛。剪力墻結構的建筑材料一般選用鋼筋混凝土，利用鋼筋混凝土墻板承受建筑結構來自豎向受力和橫向受力，但在實際施工中，剪力墻結構主要指豎向的代替梁柱受力的鋼筋混凝土墻板(見圖1)，水平方向仍然是用鋼筋混凝土的大樓板搭載墻上實現(xiàn)對建筑結構水平力的控制。
1.2剪力墻特征及種類
根據(jù)剪力墻的墻體是否開洞以及開洞尺寸的大小，6～7m的為大開間，3～3.9m的為小開間，而小開間剪力墻較經(jīng)濟合理，減少了建筑成本，增大了建筑使用面積。剪力墻結構分別有以下四種:①實體墻，其中只有實體剪力墻結構墻體不開洞。實體墻的變形主要是曲型，墻體承受能力比較強，不會發(fā)生突變，穩(wěn)定性較好。②整體小開口剪力墻，相對來說截面墻體開洞面積較小，占整個墻體面積的比例不超過15%，變形為彎曲型，彎矩圖處有可能發(fā)生突變。③多肢或雙肢剪力墻，墻體開洞面積過大并且洞口成列狀分布，彎矩圖處不會發(fā)生異常情況，受力特點和整體小開口剪力墻相似。④壁式框架剪力墻。墻體開洞面積在幾種剪力墻結構中是最大的，墻肢線與連梁線上的剛度比較接近，變形為剪切型，受力特點與框架結構相似。
2剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用
2.1剪力墻結構設計原則及要點
2.1.1對墻體進行受力分析
剪力墻結構在建筑結構設計中，墻體作為平面構件承受著建筑結構水平、垂直方向的剪力和彎矩，因此，在進行剪力墻結構設計時，要對墻體自身的實際受力情況進行充分研究和分析，保證墻體質量，才能發(fā)揮出剪力墻應用在建筑結構設計中的重要效果。
2.1.2平面內搭接
剪力墻的主要作用就是代替原始建筑結構中的梁柱受力，決定了剪力墻結構在同一平面內對自身剛度和承載力的要求。首先，剪力墻結構的平面布置方向應該盡量沿著主軸的`方向，不能出現(xiàn)對直或拉通的現(xiàn)象，若方向不一樣，則應該使剪力墻結構連在一起，只有這樣，剪力墻結構才能發(fā)揮出在建筑結構設計中的價值。再者，剪力墻結構在垂直方向上要做到從下往上連續(xù)的布置，避免發(fā)生剛度突變，且剛度要分配均勻，剪力墻結構開的洞口要形成明確的墻肢和連梁。最后，合理控制剪力墻結構的數(shù)量，在建筑結構平面布置和設計時不能使剪力墻結構過于密集，需要平衡抗側力剛度，如果抗側力剛度過大，剪力墻結構重力加大，無形中對建筑抗震能力造成威脅。由于處在平面外的剛度和承載力相對較小，在建筑設計剪力墻結構時應盡量避免平面外的梁體與剪力墻連結，影響剪力墻彎矩發(fā)生突變導致施工質量問題，實在無法避免的情況下，應當按照相關施工標準加固剪力墻結構(見圖2)，確保剪力墻平面內外安全。
2.1.3調整超限
1)剪力墻結構應遵循建筑樓層之間最小剪力數(shù)的原則，例如在建筑結構設計初期，考慮到提高建筑抗震性時需要適當降低建筑結構自身重量，剪力結構設計應在短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結構總底部地震傾覆力矩40%以內的前提下，盡量控制剪力墻的數(shù)量［1］。2)有必要對樓層之間最大位移與樓層高之間的比例進行調整的原則，為滿足地震作用等對建筑造成扭轉或剪切變形導致的建筑樓層之間發(fā)生位移的需要，剪力墻結構設計不能只依靠控制豎向構件數(shù)量來對建筑變形進行處理，調整樓層之間最大位移和樓層高比例可以盡量減少樓層之間的扭轉、剪切變形。3)超限的具體內容是依據(jù)相關規(guī)定，剪力墻結構中連梁剪力和彎矩的跨高比須＞2.5，反之，如果跨高比＜2.5，則視為超過規(guī)定限度，但是跨高比大于2.5并不等于越大越好。例如當剪力墻結構連梁跨高比在5～6時，并不會導致連梁剛度發(fā)生變化，但是剪力墻出現(xiàn)超限現(xiàn)象，剪力墻結構發(fā)生突變概率增大，不利于整體建筑結構施工，這種情況應該采取框架結構的方式設計剪力墻。所以，剪力墻結構設計時，超限調整也是必不可少的內容之一，既保證剪力墻結構質量，又能有效控制建筑結構整體質量。
2.2剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用
2.2.1平面布置
明確定位剪力墻設計要點，平面布置應盡量均勻、對稱，同一平面內外的剪力墻結構的質量中心和剛度中心完全重合，減少扭曲，增加穩(wěn)固性。建筑結構設計過程中較長的剪力墻結構要設計開洞口，并均勻分配成長度相等的幾段墻面，為避免剪力墻發(fā)生剪切破壞，相關施工指標規(guī)定:每段獨立墻面總高度與截面高度之間的比例必須≥2。剪力墻結構洞口一定要保證上下對齊，成列布置，避免墻洞交錯疊合導致剪力墻受力剛度減小，否則剪力墻結構容易變形，發(fā)生施工事故。在建筑結構抗震功能設計時，進行雙向或多向設置對剪力墻結構的功能性有一定的保障，形成一定的空間工作結構，當剪力墻結構洞口與墻邊或洞口與洞口之間形成墻肢截面高度與厚度比例＜4的小墻肢時，應該采取框架柱箍筋設計對剪力墻結構進行全高加密。對較長的墻肢要分為兩個墻肢施工，超過8m長的墻肢都應設置施工洞使其劃分為小墻肢。同時剪力墻結構的抗側力剛度不宜過大，否則會導致墻體自身重力增大，違背了抗震性能設計的初衷。剪力墻結構的抗側力剛度值可以通過公式:t=n(0.05～0.06)來計算，式中，n為建筑結構的樓層數(shù)，建筑施工建模時計算得出精確數(shù)據(jù)，防止抗側力剛度過大影響建筑施工。
2.2.2墻肢截面厚度
剪力墻結構設計應用在建筑結構設計中，對墻體厚度施工有明確規(guī)范條例，例如短肢剪力墻，條例規(guī)定其底部加強部位不能＜0.2m，其他部位必須＞0.18m。剪力墻的厚度應按階段變化，為防止剪力墻結構發(fā)生剛度突變，剪力墻階段變化范圍應控制為50～100mm，且要均勻連續(xù)變化，當混凝土等級和強度改變同時發(fā)生時，建筑結構設計必須將兩者錯開樓層。剪力墻結構墻體厚度的規(guī)范性施工能有效保證墻體的穩(wěn)定性和剛度，直接決定了建筑結構的穩(wěn)固性和安全性。
2.2.3剪力墻結構連梁鋼筋配置
連梁是高層建筑的重要承重構件，按照國家四級地震抗震指標來說，剪力墻結構的配筋率不得低于0.2%，前三級抗震則要求不能低于0.25%。因此，在剪力墻結構設計過程中，連梁配筋率必須嚴格按照相關指標進行，結合實際對建筑結構連梁進行精確的承壓計算，可適當增加剪力墻的配筋率，有效防止扭曲、剪切力對建筑結構的破壞，同時也不可盲目增加，避免剪力墻結構自身重力過大影響其抗震性。
2.2.4邊緣構件設計
在建筑結構設計中設計剪力墻時，剪力墻的邊緣構件也是一個比較重要的部分。剪力墻結構的邊緣構件主要有端柱、暗柱等，增加邊緣構件的延展性，結合實際設計需求約束邊緣構件設計能防止剪力墻結構產生水平位移等問題。
3結語
在充分保證建筑結構的穩(wěn)定性及安全質量的前提下，有效降低建設成本，優(yōu)化建筑結構設計有助于建筑實現(xiàn)效益最大化。建筑結構設計中，剪力墻結構設計應用的重要性和廣泛性在國內建筑業(yè)已經(jīng)占據(jù)了很大的比例，設計人員在設計剪力墻結構時，應經(jīng)多番論證結合建筑實際情況和設計要求，以剪力墻種類的多樣性和靈活性為基礎，遵循設計原則，把握剪力墻的設計要點，促進剪力墻結構設計技術的發(fā)展，推動建筑事業(yè)取得更大的成就。
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