摘要：剪力墻也稱為抗震墻，主要是用來承受風(fēng)荷載或地震作用產(chǎn)生水平剪力的墻體，預(yù)防結(jié)構(gòu)剪切遭到破壞。常用于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及懸吊結(jié)構(gòu)中，由電梯間、樓梯間、設(shè)備和輔助用房的間隔墻圍成，利用建筑外墻和內(nèi)墻隔墻位置布置的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)墻，屬于下端固定在基礎(chǔ)頂面上的豎向懸臂板。剪力墻的高度一般與整個房屋高度相同，自基礎(chǔ)至屋頂。本文闡述了剪力墻設(shè)計的幾個問題。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計 剪力墻 邊緣結(jié)構(gòu)

隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟水平的提高，住房條件的改善，逐漸興起許多小高層住宅的建設(shè)，剪力墻結(jié)構(gòu)成為高層住宅的一種普遍結(jié)構(gòu)形式。高層建筑在功能、形式、高度和空間利用上在不斷發(fā)展，在整個設(shè)計過程中，應(yīng)以正確的判斷力來把握剪力墻的設(shè)計。新規(guī)范對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高要求，也使高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計遇到了許多新的特殊問題。剪力墻豎向荷載在墻體內(nèi)主要產(chǎn)生向下的壓力，側(cè)向力在強體中產(chǎn)生水平剪力和彎矩，具有較大的承受水平剪力的能力。剪力墻房屋通常適用于臨街的住宅、辦公樓等建筑，它既可承重，又可耐寒，使用空間較大，房屋布置靈活，其造價比多層框架房屋經(jīng)濟，被廣泛采用。設(shè)計師絕不能照抄照搬，更不要盲從于電算程序結(jié)果，做到實事求是，設(shè)計出更經(jīng)濟、合理、適用的建筑結(jié)構(gòu)。

1 剪力墻的特點

剪力墻也稱抗風(fēng)墻或結(jié)構(gòu)墻。是房屋構(gòu)筑物中承受風(fēng)荷載或者地震作用水平荷載的承重墻體，能夠防止結(jié)構(gòu)剪切的破壞。在立面上剪力墻常常因開門開窗，穿行管道而需要開設(shè)洞口，這時應(yīng)盡量使洞口上下對齊，布置規(guī)則，使洞口至墻邊及相鄰洞口之間形成墻肢，上下洞口之間形成梁。規(guī)則成列開洞的剪力墻傳力簡捷，受力明確，受力鋼筋容易布置且作用明確，因而經(jīng)濟指標(biāo)較好。剪力墻截面特點是墻肢長度遠(yuǎn)大于厚度，自身平面內(nèi)具有很大的剛度和承載力，平面外剛度和承載力都相對較小，墻肢屬于偏心受壓或偏心受拉構(gòu)件。剪力墻一般高和寬尺寸相對較大，厚度相對較小，受力形態(tài)接近于柱，和柱的區(qū)別是其長度與厚度的比值，當(dāng)比值小于或等于4時可按柱來設(shè)計，當(dāng)墻肢長和肢寬之比略大于4或者略小于4時，就可以視為為異形柱，按雙向受壓構(gòu)件進行設(shè)計?？拐鹪O(shè)計時，墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不大于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。剪力墻的優(yōu)點是側(cè)向剛度較大，在水平荷載作用下側(cè)移小，樓蓋采用平板結(jié)構(gòu)，不設(shè)梁，所以較好地利用了空間，能夠節(jié)約層高。缺點是剪力墻的間距受到一定限制，建筑平面布置缺少靈活，結(jié)構(gòu)自重較大。特別適用于高層住宅、公寓和旅館建筑。

2 剪力墻的種類

2.1 整體墻剪力墻

剪力墻不設(shè)門窗洞口或只有少量很小的洞口，忽略洞口的存在，門窗洞口面積之和不超過剪力墻側(cè)面積的17%，并且洞口間凈距及孔洞到墻邊的凈距大于洞口長邊的尺寸。設(shè)計時盡量將豎向鋼筋分布在墻肢兩端，墻肢法向應(yīng)力呈線性分布，破壞形態(tài)似偏心受壓柱。

2.2 小開口整體剪力墻

受洞口的影響，墻肢間應(yīng)力分布不是直線，墻肢中已出現(xiàn)局部彎矩，但偏離不大。可以在整體墻計算方法的基礎(chǔ)上加以修正。

2.3 連肢墻

剪力墻上開有一列或多列洞口，由一系列連梁約束的墻肢組成，且洞口尺寸相對較大，洞口面積超過墻體總面積的16%，各墻體由連梁連接，墻肢單獨作用明顯，連梁中部出現(xiàn)反彎點，可以采用連續(xù)化方法近似計算。

2.4 框支剪力墻

當(dāng)?shù)讓蛹袅π枰罂臻g時，可以采用框架結(jié)構(gòu)支撐上部墻體。地震區(qū)，不能夠采用純粹的框支剪力墻結(jié)構(gòu)，考慮水平和豎向作用下進行結(jié)構(gòu)整體分析進行墻的設(shè)計計算，算得內(nèi)力后按偏壓或偏拉進行正截面承載力和斜截面受剪承載力進行驗算，采用有限元法借助于計算機進行計算。

3 設(shè)計時應(yīng)注意的事項

剪力墻設(shè)計時，根據(jù)各型墻體的結(jié)構(gòu)特點和受力特征的不同，墻體內(nèi)力分布狀態(tài)以及其破壞形態(tài)，科學(xué)地設(shè)計配筋和構(gòu)造措施。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，剪力墻結(jié)構(gòu)具有延性，細(xì)高的剪力墻容易設(shè)計成彎曲破壞的延性剪力墻，避免脆性的剪切破壞。當(dāng)墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于2的要求，可通過開設(shè)洞口將長墻分成長度較小、較均勻的聯(lián)肢墻，使其可近似認(rèn)為分成了獨立墻段。在高層剪力墻承載力計算時，對帶翼墻的計算寬度按以下情況取最小值。即：墻體的間距和門窗洞口間的翼緣寬度，剪力墻墻肢總高度的1/10，剪力墻厚度加兩側(cè)翼墻厚度各6倍的長度。根據(jù)墻體特點和受力特征、剪力墻內(nèi)力分布狀態(tài)、破壞形態(tài)，設(shè)計配筋和構(gòu)造措施。

3.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，降低工程造價

結(jié)構(gòu)設(shè)計的局部構(gòu)件設(shè)計原則要符合整體設(shè)計原則，局部構(gòu)件可以根據(jù)結(jié)構(gòu)受力進行加強處理，不能低于整體設(shè)計的最低要求。優(yōu)化設(shè)計是在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，通過設(shè)計人員自身的概念、經(jīng)驗、悟性、判斷力和創(chuàng)造力對結(jié)構(gòu)方案進行優(yōu)化，以控制工程造價，滿足投資方的經(jīng)濟要求，或在造價基本不變的情況下，增加建筑物的使用面積、改善建筑物結(jié)構(gòu)的使用功能。在剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻是一個平面構(gòu)件，除了承受沿其平面作用的水平剪力和彎矩外，還承擔(dān)著墻的豎向壓力。

3.2 剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度和配筋

剪力墻布置必須均勻合理，使整個建筑物的質(zhì)心和剛心趨于重合，且x，y兩向的剛重比接近，避免“一”字形剪力墻設(shè)計。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)較高較長時配筋宜要適當(dāng)增加，在連梁部位或溫度、剛度變化等極其敏感部位適當(dāng)增加配筋。墻體豎向鋼筋起抗彎作用，豎向最小配筋率包括邊緣構(gòu)件中的鋼筋，鋼筋間距≤300mm，謹(jǐn)防豎筋過多使墻體的抗彎強度大于抗剪強度，不利于抗震。短肢墻在抗震設(shè)防烈度為八度區(qū)不宜使用。

3.3 剪力墻結(jié)構(gòu)的超長

較長的墻體留設(shè)結(jié)構(gòu)洞，洞用輕質(zhì)墻體填充，可有效地減小剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度。

3.3.1 如果剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，混凝土結(jié)構(gòu)受溫度或收縮徐變的影響等諸多因素有關(guān)，混凝土收縮、徐變產(chǎn)生變形較大，剪力墻墻體對樓面產(chǎn)生的約束就大；當(dāng)墻體結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮變形時，易出現(xiàn)裂縫。所以難于解決混凝土收縮變形時，保證不出現(xiàn)裂縫。

3.3.2 混凝土收縮種類很多，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮?；炷烈蚴湛s所引起的裂縫是最常見的。

3.3.3 使用普通商品混凝土泵送施工，為了利用泵送，增大水泥含量，人為地減少中粗骨料含量和骨料粒徑，加之泵送混凝土配合比和施工送料時的不良因素影響，加大了混凝土結(jié)構(gòu)收縮量，增加產(chǎn)生裂縫的機會。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫。

3.4 剪力墻的邊緣構(gòu)造

在矩形剪力墻兩端設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，能夠顯著地提高墻體的延性，也能夠防止剪力墻發(fā)生水平剪切、滑動，有效地提高了抗剪能力，增加墻肢截面兩端的翼緣能顯著提高墻的延性。根據(jù)剪力墻的結(jié)構(gòu)類型和受力狀況，對墻兩端和洞口兩側(cè)加強邊緣，按墻肢在重力荷載代表值作用下墻肢軸壓比的界線及加強部位要求分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件兩類。構(gòu)造邊緣構(gòu)件(如端柱)僅在矩形柱范圍內(nèi)布置縱筋和箍筋，類似于框架柱。約束邊緣構(gòu)件的抗震性能要高于構(gòu)造邊緣構(gòu)件。

總之，現(xiàn)代建筑的發(fā)展趨勢是高層建筑，剪力墻結(jié)構(gòu)具有整體性好，側(cè)向剛度大，抗側(cè)力性能好的特點，而且沒有梁，柱等外露與凸出，便于房間內(nèi)部布置，使其被廣泛應(yīng)用于高層鋼筋混凝土房屋中。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對這些薄弱環(huán)節(jié)，更應(yīng)加強概念設(shè)計和抗震構(gòu)造措施。

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