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摘要：根据规范，并结合个人体会，对剪力墙设计中的基本概念、边缘构造、连梁的设计等问题进行分析，浅谈想法。
关键词：基本概念；边缘构造；连梁的设计
中图分类号：S611文献标识码： A
城市的不断发展使得高层建筑应运而生，随着高层的发展，住宅平面与空间的要求越来越高，原来普通框架结构的露梁露柱对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是剪力墙结构逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式。笔者结合自身体会表述如下，不足及谬误之处还望批评指正。
1 剪力墙设计中的基本概念
1.1 剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小，几何特征像板，受力形态接近于柱，而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值，当比值小于或等于4 时可按柱设计，当墙肢长与肢宽之比略大于4 或略小于4时可视为为异形柱，按双向受压构件设计。
1.2 剪力墙结构中，墙是一平面构件，它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力；在轴力，弯矩，剪力的复合状态下工作，其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外，还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求：墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏，因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。
1.3 实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙: 整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。整体墙受力如同竖向悬臂,当剪力墙墙肢较长时，在力作用下法向应力呈线性分布，破坏形态似偏心受压柱,配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端；为防止剪切破坏，提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率；为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长，以防止截面应力相差过大。
联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙，但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多，墙肢单独作用显著，连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。
壁式框架：当剪力墙开洞过大时形成宽梁、宽柱组成的短墙肢，构件形成两端带有刚域的变截面杆件，在内力作用下许多墙肢将出现反弯点，墙已类似框架的受力特点，因此计算和构造应按近似框架结构考虑。
综上所述，设计剪力墙时，应根据各型墙体的特点，不同的受力特征，墙体内力分布状态并结合其破坏形态，合理地考虑设计配筋和构造措施。
1.4 墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析，求得内力后按偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中，对带翼墙的计算宽度按以下情况取其小值：即①剪力墙之间的间距；②门窗洞口之间的翼缘宽度；③墙肢总高度的1/10；④剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6 倍的长度。
1.5 为了保证墙体的稳定性及便于施工，使墙有较好的承载力和地震作用下耗散能力，规范要求一、二级抗震墙时墙的厚度应≥160mm，底部加强区宜≥200mm，三、四级抗震等级时应≥140mm，竖向钢筋应尽量配置于约束边缘。
以上所述的剪力墙设计中的概念问题可能绝大部分设计人员都懂，但实际应用到工程设计中，施工图纸表达出来的东西有时则存在很大差别，追究原因，许多是与具体的构造处理有关，因此造成墙的截面和配筋差别大不合理。
2 剪力墙的边缘构造
2.1 结构试验表明矩形截面剪力墙的延性比工字形或槽形截面剪力墙差；计算分析表明增加墙肢截面两端的翼缘能显著提高墙的延性；因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性，还能防止剪力墙发生水平剪切滑动提高抗剪能力。从89 规范开始在剪力墙中提出了暗柱、端柱、翼墙（柱）、转角墙（柱），也就是目前规范中的约束边缘构件或构造边缘构件的抗震措施。
2.2 对规范的不同理解往往产生了五花八门的设计。有人将每一轴线的墙理解为一片墙仅在端墙设暗柱，有人将凡是拐角或洞口边都设暗柱，而即使是公开发表出版的权威参考书或设计手册对暗柱（翼墙柱）的截面取值也出现了以下三种不同尺寸，因此造成配筋的差别很大，甚至相同的资料由于出版的时间不同，对规范的理解也有所不同。
2.3 从2002 年开始实施的建筑结构规范，根据结构类型及受力状况，对剪力墙两端及洞口两侧的加强边缘，按墙肢在重力荷载代表值作用下墙肢轴压比的界线及加强部位要求分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。
“抗规”GB50011-2001 规定抗震墙结构、部分框支抗震墙中落地剪力墙当一、二级抗震时底部加强部位及相邻的上一层均应按要求設置约束边缘构件；但对于一般抗震墙结构（除部分框支墙外）当满足墙肢轴压比限值界线值时可按规定设置构造边缘构件。“抗规”未明确框架- 剪力墙结构中的剪力墙需设置约束边缘构件时抗震墙的抗震等级和轴压比界限值；但根据混凝土规范11.7.14 条笔者理解框架- 剪力墙不受一、二抗震等级限制，凡底部加强区及其上一层当不满足轴压比限界时则均应设约束边缘构件。综合分析“抗规”、“砼规”和“高规”设计约束边缘构件时，框剪结构、框支结构、框筒结构的要求应严于一般剪力墙结构，因此规范要求的条件也就多了一些，设计中应引起注意。由于各规范标准的的编写出版、发布、实施的时间不同，加上编写人认识上的差别，各规范在一些条文内容上还存在不协调和不一致的地方。在此必须指出设计中不但要复核短墙肢轴压比，也要复核长墙肢的轴压比：抗震墙结构中，当层数在15 层以内时其墙肢轴压比一般都小于0.2，所以一般除9 度地震区外，都可以不设约束边缘构件（高层底部加强区除外），只需设计构造边缘构件，不少设计都忽视了这点，造成浪费。
3 剪力墙连梁的设计
3.1 关于连梁刚度的折减。连梁由于跨高比小，与之相连的墙肢刚度大等原因，在水平力作用下的内力往往很大，连梁屈服时表现为梁端出现裂缝，刚度减弱，内力重分布。因此在开始进行结构整体计算时，就需对连梁刚度进行折减。根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》第417 条规定“: 在内力与位移计算中,所有构件均可采用弹性刚度,在框架—剪力墙结构中，连梁的刚度可予以折减,折减系数不应小于0.55。”一般在实际设计中我们在0.55—1 之间取值，以符合截面设计的要求。
3.2 加连梁跨度减少高度。在连梁设计中,刚度折减后,仍可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况, 这时可以增加洞口的宽度,以减少连梁刚度。减少了结构的整体刚度,也就减少了地震作用的影响,使连梁的承载力有可能不超限。如果只是部分连梁超筋或超限,则可采取调整连梁内力来解决。调整的幅度不宜大于20%,且连梁必须满足“强剪弱弯”的要求。
3.3 增加剪力墙厚度。亦即增加连梁的截面宽度,其结果一方面由于结构整体刚度加大，地震作用产生的内力增加，另一方面连梁的受剪承载力与宽度的增加成正比。由于该片墙厚增加以后，地震所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给该片剪力墙，而是小于这个比例，因此有可能使连梁的受剪承载力不超限。
3.4 提高混凝土等级。混凝土等级提高后，结构的地震作用影响增加的比例远小于混凝土受剪承载力提高的比例，有可能使连梁的受剪承载力不超限。
3.5 地震区高层建筑的剪力墙连梁,在进行了上述调整后，仍有部分不符合承载力要求时，可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力。然后按“强剪弱弯”的要求，配置相应的纵向钢筋。此时，如果不能保证连梁在大震时的延性要求，应重新计算整个结构，必要时调整结构布置，使连梁的承载力符合要求。
上述各种措施中，在能满足整体刚度的情况下，可先采用刚度折减，如仍超限可采用其余各种措施。
3 剪力墙混凝土裂缝控制措施
对于浇筑混凝土的工作来说，裂缝的控制是一个比较麻烦的问题，施工过程中首先要考虑干缩裂缝，另外要控制混凝土的温度裂缝，混凝土表面的温度和大气的温度之间要满足一系列规定的要求的，所以依靠模板的保温使转换梁不出现温度裂缝。对于干缩裂缝的控制我们应该采取从原材料到施工再到养护等一系列的措施进行解决的。通常我们可以采取一下几点措施：
(1)在混凝土内掺和水泥的UEAH 膨胀剂，这样可以补偿混凝土凝结时的收缩。
(2)为了避免温度裂缝出现，可以在混凝土中加如适量的减水剂，降低水化热。
(3)在施工中应该在满足泵送的基础上尽量用小值，对混凝土坍落度进行现场的实测。
(4)加强养护措施方面，混凝土浇筑后，在表面铺上一定数量的麻袋，使其保持湿润。对于大梁的侧模也应该注意保水的工作，在大梁的浇筑完成后的3d之中是不允许拆侧模的，在混凝土的表面保持湿润。且保证混凝土在养护期的14d中处于湿润的状态。
4 结语
正确地运用结构受力的基本概念要求进行方案布置，在重视定性分析判断的前提下选用合适的设计软件及构建与之相适应的模型进行结构计算，才是正确的设计方法。同时对一些重要的细部应通过理论分析和实际考察及经验积累（有条件及有必要还可进而通过科学试验）来确定适当的构造做法。如此方可做到结构安全、功能适用、美观大方，经济合理。否则，将会在结构中埋下安全隐患，从而违背了结构设计的初衷，实现不了结构设计的目标。墙设计应该得到广泛的采用和认可，使其真正在房屋建筑行业发挥应有的优势地位和作用，更好地为改善人类居住环境做贡献。
关键词：基本概念；边缘构造；连梁的设计
中图分类号：S611文献标识码： A
城市的不断发展使得高层建筑应运而生，随着高层的发展，住宅平面与空间的要求越来越高，原来普通框架结构的露梁露柱对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是剪力墙结构逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式。笔者结合自身体会表述如下，不足及谬误之处还望批评指正。
1 剪力墙设计中的基本概念
1.1 剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小，几何特征像板，受力形态接近于柱，而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值，当比值小于或等于4 时可按柱设计，当墙肢长与肢宽之比略大于4 或略小于4时可视为为异形柱，按双向受压构件设计。
1.2 剪力墙结构中，墙是一平面构件，它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力；在轴力，弯矩，剪力的复合状态下工作，其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外，还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求：墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏，因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。
1.3 实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙: 整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。整体墙受力如同竖向悬臂,当剪力墙墙肢较长时，在力作用下法向应力呈线性分布，破坏形态似偏心受压柱,配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端；为防止剪切破坏，提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率；为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长，以防止截面应力相差过大。
联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙，但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多，墙肢单独作用显著，连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。
壁式框架：当剪力墙开洞过大时形成宽梁、宽柱组成的短墙肢，构件形成两端带有刚域的变截面杆件，在内力作用下许多墙肢将出现反弯点，墙已类似框架的受力特点，因此计算和构造应按近似框架结构考虑。
综上所述，设计剪力墙时，应根据各型墙体的特点，不同的受力特征，墙体内力分布状态并结合其破坏形态，合理地考虑设计配筋和构造措施。
1.4 墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析，求得内力后按偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中，对带翼墙的计算宽度按以下情况取其小值：即①剪力墙之间的间距；②门窗洞口之间的翼缘宽度；③墙肢总高度的1/10；④剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6 倍的长度。
1.5 为了保证墙体的稳定性及便于施工，使墙有较好的承载力和地震作用下耗散能力，规范要求一、二级抗震墙时墙的厚度应≥160mm，底部加强区宜≥200mm，三、四级抗震等级时应≥140mm，竖向钢筋应尽量配置于约束边缘。
以上所述的剪力墙设计中的概念问题可能绝大部分设计人员都懂，但实际应用到工程设计中，施工图纸表达出来的东西有时则存在很大差别，追究原因，许多是与具体的构造处理有关，因此造成墙的截面和配筋差别大不合理。
2 剪力墙的边缘构造
2.1 结构试验表明矩形截面剪力墙的延性比工字形或槽形截面剪力墙差；计算分析表明增加墙肢截面两端的翼缘能显著提高墙的延性；因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性，还能防止剪力墙发生水平剪切滑动提高抗剪能力。从89 规范开始在剪力墙中提出了暗柱、端柱、翼墙（柱）、转角墙（柱），也就是目前规范中的约束边缘构件或构造边缘构件的抗震措施。
2.2 对规范的不同理解往往产生了五花八门的设计。有人将每一轴线的墙理解为一片墙仅在端墙设暗柱，有人将凡是拐角或洞口边都设暗柱，而即使是公开发表出版的权威参考书或设计手册对暗柱（翼墙柱）的截面取值也出现了以下三种不同尺寸，因此造成配筋的差别很大，甚至相同的资料由于出版的时间不同，对规范的理解也有所不同。
2.3 从2002 年开始实施的建筑结构规范，根据结构类型及受力状况，对剪力墙两端及洞口两侧的加强边缘，按墙肢在重力荷载代表值作用下墙肢轴压比的界线及加强部位要求分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。
“抗规”GB50011-2001 规定抗震墙结构、部分框支抗震墙中落地剪力墙当一、二级抗震时底部加强部位及相邻的上一层均应按要求設置约束边缘构件；但对于一般抗震墙结构（除部分框支墙外）当满足墙肢轴压比限值界线值时可按规定设置构造边缘构件。“抗规”未明确框架- 剪力墙结构中的剪力墙需设置约束边缘构件时抗震墙的抗震等级和轴压比界限值；但根据混凝土规范11.7.14 条笔者理解框架- 剪力墙不受一、二抗震等级限制，凡底部加强区及其上一层当不满足轴压比限界时则均应设约束边缘构件。综合分析“抗规”、“砼规”和“高规”设计约束边缘构件时，框剪结构、框支结构、框筒结构的要求应严于一般剪力墙结构，因此规范要求的条件也就多了一些，设计中应引起注意。由于各规范标准的的编写出版、发布、实施的时间不同，加上编写人认识上的差别，各规范在一些条文内容上还存在不协调和不一致的地方。在此必须指出设计中不但要复核短墙肢轴压比，也要复核长墙肢的轴压比：抗震墙结构中，当层数在15 层以内时其墙肢轴压比一般都小于0.2，所以一般除9 度地震区外，都可以不设约束边缘构件（高层底部加强区除外），只需设计构造边缘构件，不少设计都忽视了这点，造成浪费。
3 剪力墙连梁的设计
3.1 关于连梁刚度的折减。连梁由于跨高比小，与之相连的墙肢刚度大等原因，在水平力作用下的内力往往很大，连梁屈服时表现为梁端出现裂缝，刚度减弱，内力重分布。因此在开始进行结构整体计算时，就需对连梁刚度进行折减。根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》第417 条规定“: 在内力与位移计算中,所有构件均可采用弹性刚度,在框架—剪力墙结构中，连梁的刚度可予以折减,折减系数不应小于0.55。”一般在实际设计中我们在0.55—1 之间取值，以符合截面设计的要求。
3.2 加连梁跨度减少高度。在连梁设计中,刚度折减后,仍可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况, 这时可以增加洞口的宽度,以减少连梁刚度。减少了结构的整体刚度,也就减少了地震作用的影响,使连梁的承载力有可能不超限。如果只是部分连梁超筋或超限,则可采取调整连梁内力来解决。调整的幅度不宜大于20%,且连梁必须满足“强剪弱弯”的要求。
3.3 增加剪力墙厚度。亦即增加连梁的截面宽度,其结果一方面由于结构整体刚度加大，地震作用产生的内力增加，另一方面连梁的受剪承载力与宽度的增加成正比。由于该片墙厚增加以后，地震所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给该片剪力墙，而是小于这个比例，因此有可能使连梁的受剪承载力不超限。
3.4 提高混凝土等级。混凝土等级提高后，结构的地震作用影响增加的比例远小于混凝土受剪承载力提高的比例，有可能使连梁的受剪承载力不超限。
3.5 地震区高层建筑的剪力墙连梁,在进行了上述调整后，仍有部分不符合承载力要求时，可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力。然后按“强剪弱弯”的要求，配置相应的纵向钢筋。此时，如果不能保证连梁在大震时的延性要求，应重新计算整个结构，必要时调整结构布置，使连梁的承载力符合要求。
上述各种措施中，在能满足整体刚度的情况下，可先采用刚度折减，如仍超限可采用其余各种措施。
3 剪力墙混凝土裂缝控制措施
对于浇筑混凝土的工作来说，裂缝的控制是一个比较麻烦的问题，施工过程中首先要考虑干缩裂缝，另外要控制混凝土的温度裂缝，混凝土表面的温度和大气的温度之间要满足一系列规定的要求的，所以依靠模板的保温使转换梁不出现温度裂缝。对于干缩裂缝的控制我们应该采取从原材料到施工再到养护等一系列的措施进行解决的。通常我们可以采取一下几点措施：
(1)在混凝土内掺和水泥的UEAH 膨胀剂，这样可以补偿混凝土凝结时的收缩。
(2)为了避免温度裂缝出现，可以在混凝土中加如适量的减水剂，降低水化热。
(3)在施工中应该在满足泵送的基础上尽量用小值，对混凝土坍落度进行现场的实测。
(4)加强养护措施方面，混凝土浇筑后，在表面铺上一定数量的麻袋，使其保持湿润。对于大梁的侧模也应该注意保水的工作，在大梁的浇筑完成后的3d之中是不允许拆侧模的，在混凝土的表面保持湿润。且保证混凝土在养护期的14d中处于湿润的状态。
4 结语
正确地运用结构受力的基本概念要求进行方案布置，在重视定性分析判断的前提下选用合适的设计软件及构建与之相适应的模型进行结构计算，才是正确的设计方法。同时对一些重要的细部应通过理论分析和实际考察及经验积累（有条件及有必要还可进而通过科学试验）来确定适当的构造做法。如此方可做到结构安全、功能适用、美观大方，经济合理。否则，将会在结构中埋下安全隐患，从而违背了结构设计的初衷，实现不了结构设计的目标。墙设计应该得到广泛的采用和认可，使其真正在房屋建筑行业发挥应有的优势地位和作用，更好地为改善人类居住环境做贡献。