民用建筑的剪力墙结构设计探究

摘 要: 近年来，剪力墙结构设计的合理性和安全性被人们所重视，理论上的剪力墙结构设计和图纸设计与实际建设过程中经常发生一些冲突，造成问题的原因通常是施工中构造处理不同，造成剪力墙的墙截面和配筋产生了较大的差别，所以针对民用建筑剪力墙结构设计的常见问题，本文对民用建筑剪力墙的边缘构造、民用建筑剪力墙结构厚度与配筋问题及民用建筑剪力墙结构超长问题三个方面进行探讨。

关键词: 民用建筑，剪力墙，结构设计

中图分类号：TU8 文献标识码：A

随着我国经济技术的高速发展，人们不仅仅是追求温饱，更重要的是追求生活环境的安全，因此我们要加强民用建筑的剪力墙结构的设计。

1 民用建筑剪力墙布置

1． 1 民用建筑剪力墙布置原则

民用建筑剪力墙的布置是沿着主轴方向或者其他某一方向进行双向布置，在同一平面内剪力墙的布置要保持均衡。民用建筑剪力墙的高与宽通常尺寸都比较大，厚度又较薄，在墙体受力方面受到水平剪力、弯矩、竖向压力。民用建筑的剪力墙需要具有抗震、抗风载的能力，所以其结构需要满足非弹性变形和避免脆性剪力断裂，剪力墙的设计类型可以尽量采用延性弯曲型。

1． 2 剪力墙结构类别

剪力墙结构类别有整体墙和联肢墙。根据不同类型墙体的特点、受力特征、墙体内力分布进行配筋和构造。整体墙包括山墙、鱼骨式结构片墙、小开洞墙; 联肢墙是由梁连接的剪力墙。

将建筑的墙体作为竖向承重和抗侧力结构体系的被叫做剪力墙结构，在剪力墙上可以进行开洞设计，当洞口越大时，越接近剪力墙的框架。

1． 3 剪力墙结构设计计算

剪力墙结构设计计算是对剪力墙的正截面承载力和剪力墙斜截面受剪力进行验算。验算时需要对剪力墙的整体结构进行分析，根据剪力墙水平受力与竖向受力求得剪力墙的内力。剪力墙结构计算的原则是:

1) 要与施工图一致; 2) 剪力墙荷载取值准确; 3) 地下室作为指定层数; 4) 整体计算参数与内力配筋调整参数应与整体分析程序相对应; 5) 地下室人防、楼梯、地下室侧壁、顶板、水池壁板、挡土墙、车道板、雨篷等抗扭构件，异型板、立面小构件等的补充计算，尽可能采用其他结构软件的计算工具计算，无相关工具的采用手算。

1． 4 剪力墙结构设计规范

民用建筑剪力墙的墙体厚度规定大于160 mm，底部加强厚度大于200 mm。采用竖向钢筋进行墙体边缘配筋，确定剪力墙的稳定性，横向配筋提高剪力墙的抗震能力。

2 民用建筑剪力墙结构厚度确定与配筋处理

1) 建筑规范规定民用建筑的剪力墙结构的地震等级 8 度时，剪力墙抗震等级为2 级以上，这就要求剪力墙墙底部分墙体厚度在200 mm 以上，并且要求墙底加强部分厚度大于楼层高度的 1 /16。

2) 民用建筑剪力墙墙体配筋率规定应在 0． 25% 以上，剪力墙底部加强部分的配筋率规定在 0． 3%以上。

民用建筑剪力墙的水平配筋，是对墙体加入水平分布的钢筋，目的是能够提高剪力墙的抗脆性剪切破坏和抗温度应力破坏。对于民用建筑的大面积剪力墙的较大面积墙体需要适当的增加配筋，尤其民用建筑的连梁与温度变化敏感位置，配筋的添加要保证剪力墙结构的稳定性。

民用建筑剪力墙的竖向配筋，是对墙体抗弯能力的加强。竖向配筋可以对剪力墙边缘进行适当增加，钢筋之间的间距控制在300 mm以下，并且竖向配筋应小于横向配筋，这样剪力墙的抗剪能力就大于抗弯能力，有效的解决了抗震问题。

3 民用建筑大面超长剪力墙结构处理

目前许多民用建筑中的现浇混凝土剪力墙结构的伸缩缝已经超过了规范设定，并且在遇到超长结构的情况下设计者设计的伸缩缝间距越来越大，这个问题对于设计者来说应该慎重，如果遇到超长结构的情况最好设置温度伸缩缝，尽可能的依据规范设定限值进行设计。这是因为: 1) 剪力墙结构超长，当剪力墙受温度变化较大时，混凝土剪力墙收缩、剪力墙容易发生变形，当剪力墙结构发生收缩变形时容易造成墙体结构出现裂缝。2) 民用建筑的剪力墙体型庞大，受到结构变形和裂缝的因素也很多，如果遇到剪力墙结构超长情况时，需要设置温度伸缩缝才能够降低墙体大面积变形和开裂的现象发生。3) 随着民用建筑使用的混凝土收缩量不断加大( 由原有的300με 增加到400με以上) ，剪力墙结构超长导致产生裂缝的因素也增多。4) 民用建筑泵送混凝土时，增加了水泥的用量，从而导致剪力墙结构的收缩量加大，这也加剧了产生裂缝的必然性。

4 民用建筑的剪力墙的抗震设计

民用建筑中,剪力墙是主要的抗震结构,因为剪力墙的水平方向的刚度比较大,所以特别容易满足小震作用下的结构,尤其是民用建筑结构中的侧向位移的限制。但是,对于建筑物的刚度的大小,历来都有很多的争议。对于钢筋混凝土的剪力墙的结构,通过一些地震灾害的事实表明,刚度比较大的结构通常灾害要小一些。但是,结构刚度并不能没有限制的增加,因为在通常的情况下,建筑物的刚度如果越大,承受地震力的水平也会随着变大,那么工程的费用也就变高了,这里就需要掌握好一个尺度的问题。针对民用建筑,控制这个标准的要素主要有两个。

(1)控制结构上的水平位移。首先应该使结构的水平位移满足《民用建筑混凝土结构技术规程》中的有关结构水平的位移的限值的规定。

(2)控制地震力。在地震力的计算值比较小的情况下,有的时候也会出现结构的顶点位移满足要求的一些假象,所以,只有底部的剪力在合理的要求的范围内,对位移和内力以及配筋的情况做检查才有意义,规范规定的剪力墙的结构的底部的剪力系数的范围可以防止剪力过小。

严格控制以上两个因素,就是对剪力墙的合理布置的有效控制。这些内容在《高规》中并没有明确的规定,但是工程师出于结构的安全、设计的方便、设计周期的缩短等考虑,往往把结构设计的比较保守,在一定程度上没有充分的发挥材料的性能,在造价上造成了一定的浪费。所以,深入的开展对剪力墙的结构的设计的研究是非常有现实意义的。

5、设计剪力墙过程中需要注意的问题

5.1 软件运用问题

民用建筑的剪力墙不免要用到计算机进行辅助设计，在运用相关软件的同时要根据具体的情况来设置模型。工作人员要能够调整软件中的各项参数，以此来反映实际的施工情况，要最大限度地使软件所计算出的结果与实际的模型相统一。设计剪力墙的工作人员还要了解软件中各项参数的实际意义，只有这样才能够合理地设置参数。另外，实际的工程施工不能够完全依赖计算机计算出的结果，也不能够因为计算出的结果中某一部分出现了问题就把全部的结果认为是错误的，要在软件的实际应用中找到其产生误差的原因，逐步积累经验和教训，这样才能使民用建筑的剪力墙设计更加安全、合理。

5.2 结构细部的构造措施

虽然民用建筑的剪力墙具有很好的抗侧力性能，但是地震的运动存在很大的不确定因素，我们要有意识地设计剪力墙，以提高其总体的抗震性能，特别是对控制的薄弱层采取有效的措施，使其不会因为地震而造成损害。在强大的地震力的作用下，民用建筑的剪力墙很可能发生整体的弯曲变形，尤其是底部的小墙肢很可能因其横截面积过小和强大的扭转力作用而发生严重的损坏，对原有的翘曲变形造成更大的影响，建筑平面的外缘会出现一字型的裂缝，然后是角点处的墙肢，其破坏也是最为严重的。所以，我们一定要采取有效的手段来提高剪力墙的抗震能力。

6施工中应注意的问题

在实际的剪力墙施工过程中，要注意到轻质的隔墙材质与混凝土墙肢的材质是不同的，如果不能够运用合理的处理措施就会导致住宅的装修产生裂纹，甚至会在用户使用的过程中造成更严重的墙体裂缝。如果出现墙体模板之间没有相互联通的情况就可能导致混凝土浇筑过程中出现移位，经过长时间的风吹雨淋可能出现更加严重的后果，所以一定要做好模板检验和支撑检验工作。另外，就是电路管线的核查问题，在施工接近尾声的时候更不能掉以轻心，尤其是电路管线的安装与核查，因为电路管线位于填充墙和混凝土墙肢之间的预留位置，如果安装不到位很容易造成电路管线的偏移，给住户的使用带来很大的安全隐患。

结语

综上所述，研究指出了我国民用建筑中剪力墙的设计中存在的问题，并就如何设计剪力墙提出了几点建议，希望我国建筑工程的施工人员能够建造坚固的房屋，使建筑事业得到更好的发展。

参考文献

[1] 薛云飞 ,马晓霞 .谈剪力墙结构设计中的几个问题[J].陕西建筑,2008(6).