议建筑工程结构设计

梁小龙

摘 要：：我国经济的发展，城乡居民生活水平不断提高，住房需求急骤增大，建设用地日益紧张，全国各个大中城市相继出现高层住宅大发展的局面，对高层住宅结构设计的进一步深入探讨和研究，有着重要的现实意义。剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构形式，被广泛运用于现代高层建筑领域。它是一种有效的抗侧向力结构单元，可以组成完全由剪力墙抵抗侧向力的结构，也可以和框架共同组成抵抗侧向力的框一剪结构。

关键词：建筑；剪力墙；结构设计；分析

1 前言

剪力墙是一种有效的抗侧向力结构单元，可以组成完全由剪力墙抵抗侧向力的结构，也可以和框架共同组成抵抗侧向力的框一剪结构，通常按其墙肢截面高度与厚度的比值分为一般剪力墙、缀肢剪力墙和异型柱，剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构形式，被广泛运用于现代高层建筑领域。本文主要对建筑楼剪力墙结构设计进行了一些分析。

2 剪力墙设计中的基本概念

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≤4时，可按柱设计，当墙肢长与肢宽之比略>4或略<4时可视为异形柱，按双向受压构件设计。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。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。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。

3 剪力墙的分类

剪力墙根据墙肢的高厚比分为一般剪力墙和短肢剪力墙。—般剪力墙是指墙肢截面高度和厚度之比大于8的剪力墙；短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙。当剪力墙的墙肢截面高度hw与厚度bw之比不大于3时，应按柱的要求进行设计，底部加强部位纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%，其他部位不应小于1.0%，箍筋应沿全高加密。剪力墙墙肢长度（即墙肢截面高度）—般不宜大于8m。

4 剪力墙布置应注意的问题

4.1 选择有利的建筑形式

住宅剪力墙结构布置时，墙片不宜过长，一般以墙片高宽比为1.5左右为宜，墙片平面形式不宜采用提高抗侧刚度的“L”“T”等平面形式，而是应尽可能采用“一”字形，以弱化每一单片剪力墙的刚度，实现剪力墙均匀分散、多道设防的目的。另外，还应控制剪力墙的最大间距，而纵向抗震墙应在外纵轴布置开窗洞的抗震墙或剪力墙，以增强横向抗倾覆的能力，避免边柱产生过大的压力和拉力。

4.2 结构竖向布置

结构竖向布置方面，该项目高宽比H/B=5，符合抗震规范剪力墙结构6度设防小于6的要求。在抗震设计中要求结构承载力和刚度宜自下而上逐渐减小，变化均匀、连续，不要突变。该工程平面在竖向上没有大的内收外挑情况，平面从底至顶一致。竖向刚度的变化主要表现在分段改变构件截面尺寸和混凝土强度等级，从施工方便来说，改变次数不宜太多；但从结构受力角度来看改变次数太少，每次变化太大又容易产生刚度的突变。

4.3 剪力墙边缘构件的设置

根据（JGJ3—2002）《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定，当一、二级抗震等级底部加强部位轴压比小于限值时，需要设置约束边缘构件，其长度及箍筋配置量都需要进行计算，并从加强部位顶部向上延伸一层。对于普通剪力墙，其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率，建议加强区配筋率取0.7%，一般部位配筋率取0.5%；而根据《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，对于短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其他部位不宜小于取1.0%。对于小墙肢的受力性能较差，应严格按《高层建筑混凝土结构技术规程》控制其轴压比，宜按框架柱进行截面设计，并应控制其纵向钢筋配筋率，加强区取1.2%，一般部位取1.0%。

5 剪力墙结构设计分析

5.1 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生的裂缝宽度较小，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。在发生地震特别是超烈度等强烈震动时，最容易受到破坏的便是这些大墙肢。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。

5.2 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l/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》7225条给出了如下处理方法：①减小连梁的截面高度。②抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅。③当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可考虑在大震作用下该连梁不参与工作。

5.3 配筋设计

墙体的配筋率，目前规定在一、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%；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：0.07～0.1%要大多了，和国外的配筋率0.1～0.25%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生脆性剪切破坏，同时起抵抗温度应力防止砼出现裂缝，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。

6 结束语

总之，剪力墻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] 姚琦.住宅剪力墙结构的优化控制因素探讨[D].重庆大学，2006.

[2] 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）.