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1、住宅楼剪力墙结构设计分析【摘要】随着经济建设的发展，人们牛活水平不断提高，对住宅质量要求也 越来越高。而剪力墙结构既nJ以保证结构安全可靠性，又可以使室内空间合理墙 而平整。本文主要对住宅楼剪力墙结构设计进行了一些分析。【关键词】住宅楼 剪力墙结构设计分析刖S随着我国城市建设的发展，可利用土地的逐渐减少，人们对住宅平而与空间 的要求越来越高。高层居住建筑，-般要求在有效的占地范围内争取多的建筑面 积，为此采用大开间现浇剪力墙结构有明显的优越性。采用现浇大开间剪力墙结 构，可以做到层高较低而净高较高，房间不露梁柱，简洁明快，承重墙与分隔墙 结合，有效使用空间大，隔声效果好，当采用钢制模板时，墙面
2、及楼板底表面平 整不需要湿作业抹灰。此类结构具有整体性强，侧向刚度大，抗侧力性能好。用 钢量少，施工周期短，造价低等优势。一、剪力墙设计中的基本概念剪力墙是结构小承受水平剪力的水平截而长厚比N5的竖向构件，其截而特 性为墙平而内刚度远大于平而外刚度，主要承担竖向荷载和墙平面内方向外来的 水平作用。1剪力墙的概念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，当比值三4吋，可按柱设计，当墙肢长 与肢宽之比略4或略4吋可视为异形柱，按双向受压构件设计。2剪力墙的受力特点剪力墙结构中，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
3、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 一底部嵌固与基础上的悬臂梁。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牛脆性剪切破坏，因此注意尽量将剪力墙设计成 延性弯曲型。3剪力墙的计算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 压或偏拉进行正截而承载力和斜截而受剪承载力验算。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：剪力墙之间的间距；门窗洞之间的翼缘宽度；墙肢总 高度的1 /1
4、0；剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。二、剪力墙布置应注意的问题1 剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置；抗震设计的 剪力墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式，并宜使两个受力方向的抗侧刚 度接近。内、外剪力墙尽量拉通、对直。2为了充分发挥剪力墙的抗侧移刚度和承载力，增大剪力墙结构的可利空 间，剪力墙间距不宜过密，侧向刚度不宜过大。否则，自垂加大，抗震设计吋地 震作用加大，不经济。3剪力墙的平而布置应尽可能均匀、对称，尽量使结构的刚度中心和质量 中心重合，以减少扭转。4. 在竖向，剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。5. 为了避免剪力墙脆性破坏，较长的剪力墙宜开设洞口(用
5、砌体填充)，将 其分成长度较均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱梁连接，每个独立墙段的总高 度与其截面高度之比不应小于2,墙段的长度(即墙段的截面高度)不宜大于8m, 洞口连梁的跨高比不宜大于6。6. 应控制剪力墙平而外的弯矩，以保证剪力墙平面外的稳定性。当剪力墙 墙肢与其平面外方向的楼面梁连接吋，应至少采取以下措施中的一个措施，以减 少梁端部弯矩对墙的不利影响：(1) 沿梁轴方向设置与梁相连的剪力墙，抵抗该墙肢平面外弯矩；(2) 当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙吋，宜在墙与梁相交处设置扶壁柱。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋。(3) 当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁交接处设置喑柱，并宜按计算确定配筋
6、；(4) 必要时，剪力墙内可设置型钢。剪力墙的竖向刚度应均匀，剪力墙的门窗洞口宜丄下对齐、成列布置，形成 明确的墙肢和连梁。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置，抗震设计吋，一、 二、三级抗震等级剪力墙的底部加强部位不宜采用错洞墙；一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用叠合错洞墙三、剪力墙结构设计分析1、剪力墙中大墙肢处理剪力墙的结构必须具备延展性，对于呈细高状的剪力墙（高宽比大于2）很容 易被设计成弯曲破坏的延性剪力墙，这样一来可以避免受到脆性的剪切破坏。在 墙长度较长的情况下，为满足每墙段的高宽比均大于2,可以通过开洞的方式分 割长墙为小而均匀的独立墙段。除此以外，在墙段长度较小时其受弯产牛
7、的裂缝 宽度较小，可以充分发挥墙体配筋的支撑作用。而对于剪力墙结构中，存在较少 的长度大于8m的大墙肢，在理论计算中楼层的剪力大部分由这些大墙肢来承受。 在发牛地震特别是超烈度等强烈震动吋，最容易受到破坏的使是这些大墙肢。小 墙肢因没有足够的配筋，使整个墙面结构会受到全面破坏。为避免这种不利现象 的发牛，对于超过8m的墙肢长度，可以采取以下两种处理方法：开施工洞： 开施工洞即在施工时墙内留洞，完工时砌填填充墙，把长墙肢分成短墙肢。开 计算洞：是指在进行结构计算时设有洞，施工时仍为混凝土墙。但通过这样的计 算方式，可以加强其它小墙肢的配筋能力。这种方式主要适用于地下室外墙等不 易实施开洞的剪力墙
8、。2、剪力墙连梁超筋的处理。剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象。连梁的超筋，实质是剪力不满 足剪压比要求。连粱易超筋的部位，一般剪力墙结构中，在总高度的1/3左右 的楼层；平面中当墙段较长时，多在其中部的连梁；某墙段中墙肢截面高度大小 悬殊不均匀时，在墙肢处连粱易超筋。剪力墙连梁对剪切变形十分敏感，当剪力 墙连梁不满足连梁的尺寸要求时，高规7.2.26条给出了如下处理方法：减 小连梁的截面高度。抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行燃性调幅。 当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响吋，可考虑在大震作用下该连梁不参与工 作。当第1、2种措施不能解决问题时，可采用第3种措施来处理，即假定连梁 在大
9、震下破坏，不再约束墙肢。另外，可在易超筋的部位，连梁按较接处理进行 整休计算，但应注意结构层间位移比尚需满足规范要求。3、配筋设计墙体的配筋率，H前规定在一、二、三级抗震等级的剪力墙中，竖向和水平 分布筋的最小配筋率均不应小于0.25%,四级和非抗震设计吋均不应小于0.20%； 部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率不应小于0.3%。这配筋率比其在80年代 前的配筋率：0.070.1%要大多了，和国外的配筋率0.10.25%的高者基本接 轨，这在高层或者较长的剪力墙结构中应该是合理的，但对于低矮、短小的剪力 墙值得探讨。墙的水平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发牛脆性剪切破 坏，同吋起抵
10、抗温度应力防止栓出现裂缝，设计中当建筑物较高较长或框剪结构 时配筋宜适当增加，特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏感部位宜适当增加。 但对于矮、短的房屋，其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。墙的竖向钢筋 主要起抗弯作用，FI前在一些多层剪力墙中计算结果多为构造配筋；但配筋时所 取的配筋率有人往往扣除了约朿边缘构件或构造边缘构件中的钢筋，笔者认为竖 向最小配筋率，应该包括边缘构件小的钢筋，墙肢的竖向配筋原则也应该尽量将 钢筋布置在墙端部边缘区并保证钢筋间距不大于300mm，也应该注意防止竖筋 过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度，对抗震不利。结语总Z,剪力墙结构因其抗侧刚度大，能有效地减少侧移，且具有较好的抗震性能，因而被广泛应用于住宅楼中。所以要注意结构设计中的问题，加大 新技术的研究，这样建筑的结构设计就会更加安全、实用、可靠、经济。参考文献【1】建筑抗震设计规范规范.GB50010-2011【2】高层建筑混凝土结构技术规程.JGJ32010【3】姚琦.住宅剪力墙结构的优化控制因素探讨【D】.重庆大学硕士学位 论文，2006.【4】王法武高层框架及剪力墙结构的侧移优化设计【J】.工业建筑,2006,6.
