浅议剪力墙结构设计

摘要：钢筋混凝土剪力墙是截面高度是截面长度较大而厚度较小的“片”状构件，具有平面内承载力和刚度大的优点，但也具有剪切变形相对较大、平面外较薄弱等不利性能。开洞后剪力墙形式变化多，受力比较复杂，剪力墙主要承受压（拉）、弯、剪作用。

关键词：结构设计；剪力墙；悬臂梁；刚度；轴压比；连梁；概念设计中图分类号：TB482.2文献标识码：A

现浇钢筋混凝土剪力墙结构适用于住宅、公寓、饭店、医院病房楼等平面墙体布置较多的建筑。由于没有梁、柱等外露与凸出，剪力墙结构便于房间内部布置，填充墙的布置大大减少，钢筋混凝土墙整体施工，有利于缩短工期。剪力墙，顾名思义，抗风墙。剪力墙可以认为长宽比很大的柱，由于剪力墙截面很长，相对受压区高度高，构件有很大的延性。所以在抗震性能和使用性能的双重要求下，剪力墙结构得到广泛使用。

剪力墙按抗震性能分类

一般剪力墙，是指各肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙结构。此类剪力墙一般只会出现大偏心受压，配筋基本上按构造配筋，破坏属于延性破坏。

短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm，各墙肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。此类剪力墙，易出现小偏心受压，配筋也易出现计算配筋，延性较低。

具有较多短肢剪力墙的剪力墙的结构，是指在规定的水平地震力作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总倾覆力矩的30%的剪力墙结构。

剪力墙的受力模型

剪力墙在水平均布荷载作用下可以简化为悬臂梁受力。以一根高度为H的悬臂梁受到均布荷载q为例，底部剪力、底部弯矩和顶部位移分别为：

（均布荷载）

V——底部截面剪力；——剪力不均匀系数

剪力墙的布置

剪力墙是为抵抗变形而设置的，因此剪力墙的布置首先满足结构的位移比要求。高层建筑位移要求详见高规表3.7.3

由于剪力墙的水平剪力是按等效抗弯刚度进行分配，剪力墙的水平布置要均匀、对称、周边，要避免水平凹凸不规则。剪力墙亦设置成双向抗侧力系，两个方向的刚度不宜相差过大，尽量使刚心和质心重合。剪力墙宜布置成T型、L型、型等带有有效翼缘的构件形式，避免一字墙，特别是一字型短墙。

剪力墙的竖向布置要规则、均匀，避免大的外挑和收进。上下布置要连续，贯穿全高，避免刚度突变，洞口宜成列布置，形成明确的联肢墙。上下洞口错洞布置时，要设置暗框架梁柱体系。

在水平荷载作用下，剪力墙的破坏形式和剪跨比有关，各墙段的高厚比3时，剪力墙以弯曲变形为主，延性较好。因此剪力墙各个墙段的墙长不宜大于8m，各墙段的长宽比不宜小于3.

剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大，而平面外刚度及承载力很小。当有水平构件与剪力墙平面外连接时，为控制剪力墙平面外弯矩，可按高规7.1.6条采取加强措施。

剪力墙的截面及轴压比限值

剪力墙的厚度与框架柱截面一样，与轴压比有关，与框架柱不同的是剪力墙厚度一般较小，因此在压力作用下，还应保证其稳定性。抗规6.4.2条要求剪力墙轴压比不超过下表限值

短肢剪力墙要求更严，详见高规7.2.2条

剪力墙的最小厚度

关于底部加强部位:加强剪力墙底部的抗剪能力，实现强剪弱弯的目的。

连梁的概念与布置

弱连梁：连梁跨高比5时，连梁以弯曲变形为主，剪切变形不计。这种连梁由于线刚度较小，对剪力墙的约束较弱，在水平荷载作用下对结构的侧向刚度影响较小。因此认为这种梁主要承担竖向荷载，高规7.1.3条弱连梁按框架梁设计。

强连梁：连梁的跨高比2.5，此种连梁以剪切变形为主，弯曲变形忽略不计。这种连梁对剪力墙约束很强，主要承担水平荷载，竖向荷载作用下弯矩非常小。

在PKPM—SATWE计算模型中：对于弱连梁，采用梁的输入方式；对于强连梁按剪力墙开洞形成连梁；对于52.5的连梁，两种方式均可。值得注意的是，按这两种方式建模刚度有很大差别。按连梁设计，刚度进行折减，折减系数一般取0.50.7。按框架梁设计，考虑现浇板翼缘作用，刚度进行放大，放大系数一般取1.32.0。

结束语

综上所述，剪力墙结构设计中，一些概念是很重要的。本文从概念设计上整体论述了剪力墙结构设计的内容，因为是浅议，还有很多内容没有展开。要想做好剪力墙结构设计，还需要设计者们不断学习。通过本文想达到的目的就是，做结构设计一定要把握重概念、轻精度的主线。

参考文献

高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）.北京:中国建筑工业出版社，2010.

建筑抗震设计规范（GB50011-2010）. 北京:中国建筑工业出版社，2010.

吕西林.高层建筑结构（第三版）.武汉：武汉理工大学出版社，2011.

朱炳寅.建筑结构设计问答及分析（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2013.