談剪力墻結構的設計

【摘 要】由于框架剪力墻結構體系抗震性能好，建筑布局靈活，比純框架結構更經濟合理，所以在各種不同使用功能的高層、小高層建筑中被廣泛應用.為此本文闡述了剪力墻設計中的基本概念，剪力墻的邊緣構件范圍，剪力墻結構的墻體厚度和配筋等內容。

【關鍵詞】結構設計；剪力墻；剪力墻構件；剪力墻設計

1、剪力墻設計中的基本概念

1.1 墻體作為承受豎向荷載及水平荷載的結構，稱為剪力墻結構。特點是整體性好，側向剛度大，水平力作用下側移變形小。缺點是平面布置不靈活，較難滿足公共建筑使用要求，結構的自重較大，結構延性較差。

1.2 剪力墻結構中，墻是一平面構件，它承受沿其平面作用的水平剪力和彎矩外，還承擔豎向壓力或拉力，在軸力，彎矩，剪力的復合狀態下工作。其受水平力作用下似一底部嵌固于基礎上的懸臂深梁，剪力墻結構在水平力作用下側向變形是彎曲型。

1.3 剪力墻布置要求：

a 剪力墻結構應雙向均勻布置，建筑物周邊宜布置剪力墻，在抗震結構中，應避免單向布置剪力墻。剪力墻的抗側剛度及承載力均較大，在滿足側向剛度的及結構受力的條件下，墻不宜布置太密。

b 剪力墻沿結構高度宜連續布置，墻厚度宜自下到上逐漸減薄，使結構抗側剛度沿高度逐漸減小，避免結構沿高度剛度突變。

c較長的剪力墻宜開設洞口，將其分成長度較為均勻的若干墻段，墻段之間宜采用弱連梁連接，每個獨立墻段的總高度與其截面高度之比不應小于2。墻肢截面高度不宜大于8m。

d當剪力墻墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時，應至少采取以下措施中的一個措施，減小梁端部彎矩對墻的不利影響。①沿梁軸線方向設置與梁相連的剪力墻，抵抗該墻肢平面外彎矩；②當不能設置與梁軸線方向相連的剪力墻時，宜在墻與梁相交處設置扶壁柱。扶壁柱宜按計算確定截面及配筋；③當不能設置扶壁柱時，應在墻與梁相交處設置暗柱，并宜按計算確定配筋；④必要時，剪力墻內可設置型鋼。

e縱向剪力墻宜布置在結構單元的中間區段內。房屋縱向長度較長時，不宜集中在兩端布置縱向剪力墻。

1.4 剪力墻結構計算

a 剪力墻根據墻面開洞大小情況，分為整截面墻、整體小開口墻、聯肢墻和壁式框架。

當剪力墻不開洞或洞口面積小于墻體總面積的16%，且洞口邊長尺寸均小于洞口間凈距及洞口至墻邊的凈距，可視為整截面墻。其受力性能類似整體的懸臂，墻肢的法向應力呈線性變化，截面變形符合平截面假定。

當剪力墻的洞口沿豎向成列布置，洞口稍大，各列墻肢和連梁剛度比較均勻，并符合一定條件，為整體小開口墻，其受力性能亦可按整體的考慮，并應考慮墻肢的局部彎距。

當剪力墻的洞口沿豎向成列布置，且洞口面積超過墻體總面積的16%，連梁剛度遠小于墻肢剛度，為聯肢墻。聯肢墻宜在保證連梁有足夠延性的前提下，增加梁的剛度和強度，使連梁能消耗較多的能量以減少墻肢的破壞。

當剪力墻開洞過大，且連梁剛度很大，而墻肢剛度較弱的情況，已接近框架的受力特性，稱為壁式框架，計算和構造應按近似框架結構考慮。

b計算剪力墻的內力和變形時，其剪力墻應計入端部翼緣的共同工作。翼緣的有效長度每側由墻面算起可取以下三種情況中的最小值：①相鄰剪力墻凈距的一半；②至門窗洞口的墻長度；③剪力墻總高度的15%。

c剪力墻結構宜采用三維空間的分析方法作整體分析，對不同的結構，應選用與其相適應的計算模型的計算程序進行結構計算分析；對較復雜的剪力墻結構應采用兩種以上計算模型進行計算比較。

d《高規》規定鋼筋混凝土剪力墻應進行平面內的斜截面受剪、偏心受壓或偏心受拉、平面外軸心受壓承載力計算，在集中力作用下，墻內無暗柱時還應進行局部受壓承載力計算，按一級抗震等級設計的剪力墻，在水平施工縫處需進行抗滑移驗算。

1.5 剪力墻底部加強部位

一般剪力墻結構在水平地震作用下，豎向相當于箱形懸臂梁，其變形呈彎曲形，短肢剪力墻結構視短肢墻數量多少，變形呈彎曲形或彎剪形。剪力墻結構底部加強位置是容易屈服的部位，類似框架梁端箍筋加密區，所以要加強。

抗震設計時，一般剪力墻結構底部加強部位的高度可按墻肢總高度的1/8和底部兩層中的較大者，當剪力墻高度超過150m時，其底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/10。底部帶轉換層的高層建筑結構，其剪力墻底部加強部位的高度可取框支層加上框支層以上兩層的高度及墻肢總高度的1/8二者的較大值。

帶有地下室的剪力墻結構，如地下室頂板能作為上部結構的嵌固部位時，剪力墻底部加強部位的高度應從地下一層頂板算起，地下一層按加強層部位設計，地下二層可不必按加強部位設計。如地下室頂板不能作為上部結構的嵌固部位時，通常地下一層底板處可基本滿足，剪力墻底部加強部位的高度應從地下一層底板算起，地下二層可不必按加強部位設計。

2、剪力墻的邊緣構件范圍

2.1 一級和二級剪力墻底部加強部位及相鄰上一層的高層建筑及在重力荷載代表值作用下墻肢的軸壓比不小于表1規定的多層房屋，應設置約束邊緣構件。一級和二級剪力墻底部加強部位以上的一般部位和三、四和非抗震設計的高層建筑及底部加強部位及相鄰上一層軸壓比小于表1規定的多層房屋剪力墻，應設置構造邊緣構件。