钢筋混凝土剪力墙结构设计中的问题探析

摘要：剪力墙现今越来越多的应用于钢筋混凝土楼房建筑中，所以对剪力墙的研究成了一个重点。在钢筋混凝土剪力墙设计中有很多问题需要我们注意，并对这些问题进行了适当的分析，最后提出了钢筋混凝土剪力墙的规范设计要求。

关键词：剪力墙；构造；布置；设计要求

Abstract: the shear wall now more and more used in reinforced concrete building construction, so the study of shear wall became a key. In reinforced concrete shear wall design has a lot of problems we need to pay attention to, and of the problems of the appropriate analysis, finally puts forward the reinforced concrete shear wall standard design requirements.

Keywords: shear wall; Structure; Decorate; Design requirements

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

随着社会经济的不断发展，城市里的楼房越来越多，钢筋混凝土剪力墙结构成了绝大多数高层建筑所采用的体系。剪力墙的刚度较大，在受力时，变形较小，受到的破坏程度较低；并且在与其他结构共同受力时，能承受大部分荷载，减少其他构件的受力。

1.钢筋混凝土剪力墙结构

剪力墙结构是框架结构中梁柱由钢筋混凝土板来替代的一种构件，能够很好地控制结构的水平方向力，并可以承担各种荷载所引起的内力。剪力墙结构现今是多层或高层住宅最为广泛采用的一种结构形式。它的主要作用是抵抗风、地震等的水平荷载和建筑物本身重力的竖向荷载。

2.剪力墙的截面

现在规范中已对剪力墙的截面提出了严格规定，设计建筑时应该遵循的原则是：墙强梁弱，即选取连梁截面时，应使连梁先屈服于墙体。规范中还限制了最大剪压比，即跨高比大于2.5的连梁及剪跨比大于2的剪力墙，剪压比不应大于0.2；对跨高比小于2.5的连梁及剪跨比小于2的剪力墙，剪压比不大于0. 15。

剪力墙底部加强部位的厚度一，二级不宜小于层高或无支长度的十六分之一且不应小于200mm; 三，四级不宜小于层高或无支长度的二十分之一且不应小于160mm；无端柱或翼墙时，一，二级不宜小于层高或无支长度的十二分之一，三，四级不宜小于层高或无支长度的十六分之一；一字形独立剪力墙底部加强部位不应小于220mm，其他部位不应小于180mm。

剪力墙的设计计算是在竖向作用和水平受力条件下进行实际分析，得出内力后，按偏拉或偏压进行斜截面受剪承载力和正截面承载力验算。

3.剪力墙的布置及要求

为了更好地发挥剪力墙的作用，应该双向布置剪力墙，以便形成空间结构，构件良好的抗震基础。“对称、均匀、周边、连续”是建造剪力墙必须遵循的原则，除此之外还应该注意对不同的剪力墙结构有不同的侧重点。下面，我们就来着重讨论以下几个典型的方面。

3.1一般剪力墙的布置要求

（1）可将长度过大的墙体划分为若干段，使墙的的高宽比例大于3，这样设置，可以使墙段成为独立墙肢或联肢墙，分别抵抗侧力，并且让墙段以弯曲变形为主，从而可以避免墙体的剪切破坏。

（2）应该根据实际情况如工程的层数、高度、平面布局等恰当的设置剪力墙，并且数量只少不多，恰好为宜，一般满足规范设计要求即可。剪力墙过少，则不能承受各方面的荷载，造成建筑物坍塌，出现危险；剪力墙数目过多，吸收的荷载力量就越大，这样不仅会造成浪费，也使很多剪力墙失去了存在的意义，不能达到设计要求。因此在实际设计中，要整体计算，综合考虑，细化局部，对建筑物进行调整计算，以设计出符合规范及实际情况要求的合格建筑结构。

（3）尽量避免墙肢长度突然变化。在沿高度方向上，剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。门窗洞口宜上下对齐，成列布置，形成明确的墙肢和连梁，这样应力分布比较规则，又与当前普遍应用程序的计算简图较符合，设计计算结果安全可靠。错洞剪力墙和叠合错洞剪力墙的应力分布复杂，计算、构造都比较复杂和困难。因此在一、二和三级剪力墙的底部加强部位不宜采用错洞布置。此外，一、二和三级抗震设计的剪力墙全高都不宜采用叠合错洞墙。

3.2框架-剪力墙结构剪力墙的布置要求

在实际工程中运用最多的剪力墙结构是框架-剪力墙结构。这种剪力墙的布置的要点是“刚心”与“质心”的统一，且剪力墙的数量以满足层间位移的极限值即满足刚度为宜，剪力墙的位置没有特殊要求，相对可以灵活处理，但须符合规范的具体相关规定。

(1)框架剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系；抗震设计时，结构两主轴方向均应布置剪力墙。结构在两主轴方向的刚度和承载力不宜相差过大。

(2)剪力墙洞口布置时要注意尽量避免叠合错洞墙和错洞剪力墙，因为这两种剪力墙都是不规则的，会影响剪力墙的抗震效果；布置剪力墙洞口应规则开洞，成排、规律，能够形成明确的连梁，不宜开挖过大，以免减小剪力墙的刚度。

（3）剪力墙上洞边距柱内侧即柱端不小于300毫米，即要保证柱作为建筑边缘构件的支撑作用和约束边缘刚体构件的长度。

（4）加强剪力墙中受力大或出现塑性铰的部位。剪力墙要具备足够的延性，才能使塑性铰承受较大的力，适当加强结构，可以提高其抵抗外力破坏的功能。另外，加强部位的范围可根据实际情况适当加宽。

（5）对于长度较大的房屋建筑，为避免温度变化引起的温度应力对剪力墙结构的不利影响，不宜在房屋的顶端部位设置剪力墙。

（6）设置双向抗侧力的建筑结构形式，并且使剪力墙彼此有翼缘，不仅能有效的提高结构的塑性变形能力，还可以增加剪力墙的刚度。

（7）对于一、二级剪力墙结构,规范要求其连梁的高度不宜小于400毫米，且跨高比不宜大于5。这样才能使连梁具有较大的刚度, 就可保证良好的墙体整体性能, 并能增大承受外界及自身荷载能力。

（8）为减少地震时外力作用对柱的扭转效应，柱中线与梁中线、墙中线的距离均不宜大于柱宽的1/4，否则应通过加水平腋的方法或者以增加柱内配箍率等方法加以改善、弥补。

3.3一般框支钢筋混凝土剪力墙的设计及布置要求

（1）为增加抗侧和抗扭刚度，部分落地剪力墙墙体宜设计成筒体。

（2）剪力墙洞口的一般布置原则是不宜在中柱上方设置门洞；宜在落地墙墙体中部设置洞口；框支钢筋混凝土剪力墙的转换梁上一层墙体最好不要设置边门洞；剪力墙的洞口最好上下对齐。

（3）抗震设计时，落地剪力墙的水平间距L应符合下述要求：当底部框支层为1～2层时，L不宜大于2B和24m；当底部框支层为3层及3层以上时，L不宜大于1.5B和20m.(B为落地墙之间楼盖的平均宽度)

结束语

总之，设计钢筋混凝土剪力墙结构时应根据不同的建筑结构及要求合理规划，对不同的剪力墙结构有不同的设计要求。因此，在设计时如何把握好剪力墙的合理性、功能性至关重要。希望本文可以在以后的钢筋混凝土剪力墙设计和建造中能发挥出应有的作用，并且通过人类的不断探索，不断改进剪力墙的结构和设计，更好的为祖国的发展贡献力量。

参考文献:

[1] 《高层建筑混凝土结构技术规程》.(JGJ3-2010)

[2] 《建筑抗震设计规范》.(GB 50011-2010)

[3] 吕文, 钱稼茹. 基于位移延性剪力墙抗震设计[J] . 建筑结构学报, 1999, (3).

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。