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【摘要】本文主要对剪力墙结构设计中的一些要点进行了归纳总结和探讨。
【关键词】 一般剪力墙结构、剪力墙连梁、短肢剪力墙结构、剪力墙裂缝防治
【 abstract 】 this paper mainly to the shear wall structure design of some of the key has summarized and discussed.
【 key words 】 general shear wall structure, shear wall even beams, short shear wall structure, shear wall crack prevention and treatment
中图分类号：TU398+.2文献标识码：A文章编号：
1剪力墙结构的基本概念。
一般剪力墙定义：主要承受侧向力（如地震作用、风荷载），并保持结构整体稳定的结构构件，又称抗震墙。短肢剪力墙定义：《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）规定短肢剪力墙是截面厚度不大于300mm，各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。高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构，当短肢剪力墙布置较多时，应同时布置筒体（或一般剪力墙）与之形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的结构。剪力墙大体可分为：整截面墙、整体小开洞墙、联肢墙等。
2剪力墙设计截面形式和尺寸选用。
剪力墙一般常见的截面型式有：“一”字型、“L”型、“T”型、“十”字型等。在高层建筑结构中常出现环电梯布置的剪力墙核心筒，也会出现依据建筑平面布置的不规则类型的剪力墙。剪力墙的长度除满足规范规定的相关条文外，还应注重其抗侧刚度在建筑物中的合理布置和均匀分配，同时还应结合规范规定的轴压比限值来综合确定。
2.1剪力墙厚度必须满足的规范要求。
《高规》规定：一二级剪力墙底部加强部位不应小于200mm，其他部位不应小于160mm。三四级剪力墙均不应小于160mm。短肢剪力墙底部加强部位不应小于200mm，其他部位不应小于180mm。非抗震设计剪力墙不应小于160mm。值得注意的是，在2011年10月1日开始实施的新《高规》中，对一字形独立剪力墙增加了：一二级底部加强部位不应小于220mm，其他部位不应小于180mm；三四级底部加强部位不应小于180mm的具体要求。而且把应符合附录D墙体稳定验算要求也增加列入了条文。
2.2根据本人设计的项目经验以及与同行的经验交流，当对商住类8-10米柱距的建筑结构采用框架-剪力墙结构时，剪力墙的厚度可按下表作初步估计：
3剪力墙边缘构件的设计和配筋。
3.1剪力墙边缘构件
剪力墙边缘构件分为构造边缘构件和约束边缘构件两类。新施行的《高规》对二者的设置条件进行了修订，规定：一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于表7.2.14的规定值时，以及部分框支剪力墙结构的剪力墙，应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件。其中，根据轴压比限值可不设约束边缘构件的表7.2.14为新《高规》的新增内容，须引起注意。二者相同之处在于都是为了约束剪力墙端部的混凝土，提高延性而设置，不同之处在于构造边缘构件只需按照《高规》表7.2.16所列的构造要求进行查表配筋；而约束边缘构件则必须先按照抗震等级的不同来确定竖向钢筋配筋率，然后按照混凝土抗压强度的不同、箍筋抗拉强度的不同和轴压比对应的配箍特征值的不同来确定体积配箍率，最后进行配筋。尤其需要注意的是剪力墙约束边缘构件阴影部分的配筋，其竖向钢筋配筋率一、二、三级时分别不应小于1.2%、1.0%、1.0%，体积配箍率按照式（7.2.15）进行计算。其中，根据剪力墙抗震等级的不同和轴压比的不同来确定“”和“”的表7.2.15为新施行的《高规》中的新增内容，须引起重视。由此可以看出，约束边缘构件的配筋要求总体严于构造边缘构件，高轴压比边缘构件的配筋要求总体严于低轴压比边缘构件。这也是符合规范精神的设计原则之一。
3.2剪力墙约束边缘构件非阴影区箍筋或拉筋的配筋方式
在新《高规》中关于剪力墙约束边缘构件的体积配箍率新增了可以计入箍筋、拉筋和符合构造要求的水平分布筋的条文（详见第7.2.15条）。这就为约束边缘构件的箍筋配筋提供了利用剪力墙水平分布筋的新设计思路。方法很多，笔者仅列其一，以供参考。例如，可以采取设置长短箍筋的方法：在上下两行水平分布筋的中间间隔设置长箍筋和短箍筋。短箍筋的约束范围为边缘构件阴影部分，长箍筋的约束范围为整个约束边缘构件(“”全范围)。该方法可使剪力墙的水平分布钢筋得到充分的利用，同时满足约束边缘构件阴影区和非阴影区的配箍要求。这样既可达到约束混凝土，提高延性的目的，又不致造成非阴影部分的水平方向钢筋过密，施工难以摆放。
4关于剪力墙底部加强部位的取值。
《高规》第7.1.4.2条规定：一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙体总高度的1/10和底部两层二者的较大值。另外，第10.2.2条尚有规定：带转换层的高层建筑结构，剪力墙底部加强部位的高度应从地下室顶板算起，宜取至转换层以上两层且不宜小于房屋高度的1/10。而第7.1.4.1条指出了剪力墙底部加强部位的高度应从地下室顶板算起。但遇到地下室顶板侧限不足，不能作为结构嵌固部位时，剪力墙底部加强部位的起算位置则应下移至能够为结构提供嵌固的楼层，才能确保结构底部剪力墙得到完整的加强，提高结构的抗震性能。在必要的情况下，如地下室外围土体提供侧限不足时，尚应将剪力墙底部加强部位的范围向下延伸至基础顶面。方可完整地对剪力墙底部进行加强。
5关于剪力墙连梁计算超限的问题。
在新施行的《高规》中，增加了对剪力墙连梁超限时的相应处理措施。一是减小连梁刚度，比如减小连梁截面高度、在计算软件中设置较小的连梁刚度折减系数等。二是对连梁的弯矩进行塑性调幅，但已进行刚度折减的连梁不宜再进行调幅。三是当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时可按独立墙肢进行计算，即考虑连梁退出工作，对墙肢独立工作的工况进行计算。
6关于短肢剪力墙结构。
短肢剪力墙的定义、截面形式、尺寸、边缘构件的设置及配筋要求如前文所述。其结构型式的特点是：一、在建筑平面较为复杂，不易布置普通剪力墙的情况下能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案灵活可变；二、连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙平面內，比较容易隐蔽。，利于建筑功能发挥；三、墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来灵活调整刚度中心的位置；四、混凝土用量少、施工周期短、结构造价相对较低。总体而言，短肢剪力墙结构在普通剪力墙结构的基础上吸收了部分框架结构的优点。因此，其在住宅建筑中也得到了发展和应用。
7剪力墙裂缝防治。
剪力墙裂缝产生的可能原因和针对性的防止裂缝出现的措施有很多。常见的剪力墙裂缝产生的原因有混凝土收缩、结构不均匀沉降等。另外，混凝土内外温差、动静荷载、外力作用也是裂缝的重要成因。针对这些成因，施工方面可以从水泥品种、水泥用量、外掺剂、养护条件、拆模时间等方面加以控制。而设计方面则应从加强剪力墙构造钢筋尤其是水平分布钢筋的设计入手，在构造钢筋的配置过程中遵循“宁密勿疏”的原则，采用减小直径而加密间距的方法，同时也需避免尺寸突变产生应力集中现象等手段来避免裂缝产生。
8结语。
以上提出的都是剪力墙结构设计中的一些节点性问题。建筑设计中剪力墙的运用具有较好的抗震性能，且结构布置灵活，经济性好，所以住宅建筑中较多地使用这种结构形式。结构设计时要合理把握主要问题和次要问题。设计人在精于结构设计、分析的同时，更应注意以上所提到的问题，使施工图的设计更加完善，保证结构安全。
参考文献
[1] 高层建筑混凝土结构技术规程.（JGJ3-2010）中国建筑工业出版社。
[2] 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）.中国建筑工业出版社。
[3] 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）.中国建筑工业出版社。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】 一般剪力墙结构、剪力墙连梁、短肢剪力墙结构、剪力墙裂缝防治
【 abstract 】 this paper mainly to the shear wall structure design of some of the key has summarized and discussed.
【 key words 】 general shear wall structure, shear wall even beams, short shear wall structure, shear wall crack prevention and treatment
中图分类号：TU398+.2文献标识码：A文章编号：
1剪力墙结构的基本概念。
一般剪力墙定义：主要承受侧向力（如地震作用、风荷载），并保持结构整体稳定的结构构件，又称抗震墙。短肢剪力墙定义：《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）规定短肢剪力墙是截面厚度不大于300mm，各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。高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构，当短肢剪力墙布置较多时，应同时布置筒体（或一般剪力墙）与之形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的结构。剪力墙大体可分为：整截面墙、整体小开洞墙、联肢墙等。
2剪力墙设计截面形式和尺寸选用。
剪力墙一般常见的截面型式有：“一”字型、“L”型、“T”型、“十”字型等。在高层建筑结构中常出现环电梯布置的剪力墙核心筒，也会出现依据建筑平面布置的不规则类型的剪力墙。剪力墙的长度除满足规范规定的相关条文外，还应注重其抗侧刚度在建筑物中的合理布置和均匀分配，同时还应结合规范规定的轴压比限值来综合确定。
2.1剪力墙厚度必须满足的规范要求。
《高规》规定：一二级剪力墙底部加强部位不应小于200mm，其他部位不应小于160mm。三四级剪力墙均不应小于160mm。短肢剪力墙底部加强部位不应小于200mm，其他部位不应小于180mm。非抗震设计剪力墙不应小于160mm。值得注意的是，在2011年10月1日开始实施的新《高规》中，对一字形独立剪力墙增加了：一二级底部加强部位不应小于220mm，其他部位不应小于180mm；三四级底部加强部位不应小于180mm的具体要求。而且把应符合附录D墙体稳定验算要求也增加列入了条文。
2.2根据本人设计的项目经验以及与同行的经验交流，当对商住类8-10米柱距的建筑结构采用框架-剪力墙结构时，剪力墙的厚度可按下表作初步估计：
3剪力墙边缘构件的设计和配筋。
3.1剪力墙边缘构件
剪力墙边缘构件分为构造边缘构件和约束边缘构件两类。新施行的《高规》对二者的设置条件进行了修订，规定：一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于表7.2.14的规定值时，以及部分框支剪力墙结构的剪力墙，应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件。其中，根据轴压比限值可不设约束边缘构件的表7.2.14为新《高规》的新增内容，须引起注意。二者相同之处在于都是为了约束剪力墙端部的混凝土，提高延性而设置，不同之处在于构造边缘构件只需按照《高规》表7.2.16所列的构造要求进行查表配筋；而约束边缘构件则必须先按照抗震等级的不同来确定竖向钢筋配筋率，然后按照混凝土抗压强度的不同、箍筋抗拉强度的不同和轴压比对应的配箍特征值的不同来确定体积配箍率，最后进行配筋。尤其需要注意的是剪力墙约束边缘构件阴影部分的配筋，其竖向钢筋配筋率一、二、三级时分别不应小于1.2%、1.0%、1.0%，体积配箍率按照式（7.2.15）进行计算。其中，根据剪力墙抗震等级的不同和轴压比的不同来确定“”和“”的表7.2.15为新施行的《高规》中的新增内容，须引起重视。由此可以看出，约束边缘构件的配筋要求总体严于构造边缘构件，高轴压比边缘构件的配筋要求总体严于低轴压比边缘构件。这也是符合规范精神的设计原则之一。
3.2剪力墙约束边缘构件非阴影区箍筋或拉筋的配筋方式
在新《高规》中关于剪力墙约束边缘构件的体积配箍率新增了可以计入箍筋、拉筋和符合构造要求的水平分布筋的条文（详见第7.2.15条）。这就为约束边缘构件的箍筋配筋提供了利用剪力墙水平分布筋的新设计思路。方法很多，笔者仅列其一，以供参考。例如，可以采取设置长短箍筋的方法：在上下两行水平分布筋的中间间隔设置长箍筋和短箍筋。短箍筋的约束范围为边缘构件阴影部分，长箍筋的约束范围为整个约束边缘构件(“”全范围)。该方法可使剪力墙的水平分布钢筋得到充分的利用，同时满足约束边缘构件阴影区和非阴影区的配箍要求。这样既可达到约束混凝土，提高延性的目的，又不致造成非阴影部分的水平方向钢筋过密，施工难以摆放。
4关于剪力墙底部加强部位的取值。
《高规》第7.1.4.2条规定：一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙体总高度的1/10和底部两层二者的较大值。另外，第10.2.2条尚有规定：带转换层的高层建筑结构，剪力墙底部加强部位的高度应从地下室顶板算起，宜取至转换层以上两层且不宜小于房屋高度的1/10。而第7.1.4.1条指出了剪力墙底部加强部位的高度应从地下室顶板算起。但遇到地下室顶板侧限不足，不能作为结构嵌固部位时，剪力墙底部加强部位的起算位置则应下移至能够为结构提供嵌固的楼层，才能确保结构底部剪力墙得到完整的加强，提高结构的抗震性能。在必要的情况下，如地下室外围土体提供侧限不足时，尚应将剪力墙底部加强部位的范围向下延伸至基础顶面。方可完整地对剪力墙底部进行加强。
5关于剪力墙连梁计算超限的问题。
在新施行的《高规》中，增加了对剪力墙连梁超限时的相应处理措施。一是减小连梁刚度，比如减小连梁截面高度、在计算软件中设置较小的连梁刚度折减系数等。二是对连梁的弯矩进行塑性调幅，但已进行刚度折减的连梁不宜再进行调幅。三是当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时可按独立墙肢进行计算，即考虑连梁退出工作，对墙肢独立工作的工况进行计算。
6关于短肢剪力墙结构。
短肢剪力墙的定义、截面形式、尺寸、边缘构件的设置及配筋要求如前文所述。其结构型式的特点是：一、在建筑平面较为复杂，不易布置普通剪力墙的情况下能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案灵活可变；二、连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙平面內，比较容易隐蔽。，利于建筑功能发挥；三、墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来灵活调整刚度中心的位置；四、混凝土用量少、施工周期短、结构造价相对较低。总体而言，短肢剪力墙结构在普通剪力墙结构的基础上吸收了部分框架结构的优点。因此，其在住宅建筑中也得到了发展和应用。
7剪力墙裂缝防治。
剪力墙裂缝产生的可能原因和针对性的防止裂缝出现的措施有很多。常见的剪力墙裂缝产生的原因有混凝土收缩、结构不均匀沉降等。另外，混凝土内外温差、动静荷载、外力作用也是裂缝的重要成因。针对这些成因，施工方面可以从水泥品种、水泥用量、外掺剂、养护条件、拆模时间等方面加以控制。而设计方面则应从加强剪力墙构造钢筋尤其是水平分布钢筋的设计入手，在构造钢筋的配置过程中遵循“宁密勿疏”的原则，采用减小直径而加密间距的方法，同时也需避免尺寸突变产生应力集中现象等手段来避免裂缝产生。
8结语。
以上提出的都是剪力墙结构设计中的一些节点性问题。建筑设计中剪力墙的运用具有较好的抗震性能，且结构布置灵活，经济性好，所以住宅建筑中较多地使用这种结构形式。结构设计时要合理把握主要问题和次要问题。设计人在精于结构设计、分析的同时，更应注意以上所提到的问题，使施工图的设计更加完善，保证结构安全。
参考文献
[1] 高层建筑混凝土结构技术规程.（JGJ3-2010）中国建筑工业出版社。
[2] 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）.中国建筑工业出版社。
[3] 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）.中国建筑工业出版社。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。