浅谈高层住宅剪力墙结构设计.pdf

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1、DOI：10．3969／j．is蚰．1672—4011．2013．01．014浅谈高层住宅剪力墙结构设计胥震(中国建筑西南设计研究院有限公司，四川成都6l0041)摘要：本文主要针对目前常见的高层住宅剪力墙结构作了简单介绍，并对结构计算、构造措施以及绘图细节作了简要的举例说明。关键词：剪力墙概念；结构计算；构造措施中图分类号：Tu398．+2文献标志码：B文章编号：1672一柏11(2013)01—0029—02O前言改革开放以来，随着我国国民经济的迅猛发展，建筑业已经成为我国的支柱产业。近年来，在国家城乡一体化统筹发展思路指引下，城市化进程

2、加快，房地产开发如火如茶，其中高层住宅小区占了很大的比例。而现目前的钢筋混凝土高层结构住宅以剪力墙结构居多，因此，对于从事高层结构设计的工程师来说，必须能够吸收当代高层建筑结构设计的一些成功经验，并把结构的经济性、合理性与结构抗震的安全性等诸多因素加以统筹考虑，才能很好的与建筑师配合并设计出经济合理的高层建筑结构体系。1有关剪力墙结构的一些基本概念(1)在现行国家和行业标准及规定的相关内容中，剪力墙结构是由钢筋混凝土剪力墙组成抗侧力体系、以弯曲变形为主的结构，剪力墙在其自身平面内的刚度较大，在水平荷载作用下侧向位移较小，结构抗震和抗风性能较好

3、，比较容易满足承载力的要求，再加上房间内无梁、无柱，这种结构形式深受用户和建筑师的欢迎，因而在许多高层和部分多层住宅建筑中得到了广泛应用。(2)剪力墙按受力性能分类为三类。1)剪切型剪力墙。在水平力作用下，以剪切变形为主，其剪切变形占总变形(弯矩变形和剪切变形之和)的lO％以上，为一种非延性的剪力墙。它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承受竖向压力，在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作，其受水平力作用似一底部嵌固于基础的悬臂深梁。2)弯曲型剪力墙。在水平力作用下，剪切变形为总变形的10％或小于10％，以弯曲变形为主。其受力性能类似于受弯梁。

4、3)延性弯曲型剪力墙。其延性系数≥3的弯曲型剪力墙为延性弯曲型剪力墙，位于地震区的高层剪力墙结构，应设计此类剪力墙。剪力墙几何特征像板，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，当墙肢长与肢宽比值略大于4时可视为异形柱，按双向受压构件设计。墙的受力性能受剪跨比A=肘。／矿Jl。影响较大，当剪跨比较大时，则以受弯为主，为弯曲型剪力墙；当剪跨比较小时，则以受剪为主，为剪切型剪力墙。为了避免和减少剪力墙的剪切破坏，设计时宜将墙肢设计成延性较好的以弯曲变形为主的墙肢，对较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成抗侧刚度较为均匀的若干墙

5、段，墙段之间宜采用弱连梁连接，《高规》2010版7．1．2提出每个墙段不宜大于8m，因为当墙段很长时，易发生脆性破坏。此外，受弯后产生的裂缝宽度会较大，墙体配筋容易拉断，因此其长度不宜过大。(3)在实际的工程中，剪力墙可分为整体墙和联肢墙等。整体墙如一般房间的端部山墙。联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙。按墙肢总高度与厚度之比可将单片剪力墙分为高墙(Ⅳb>2)、中高墙(1≤Ⅳb≤2)和矮墙(Ⅳb<1)等三种；剪力墙按高厚比可分为一般剪力墙和短肢剪力墙，一般剪力墙指的是高厚比大于8的墙；短肢剪力墙是指高厚比为5—8的墙，截面厚度不大于300栅的墙。

6、这里值得注意的是<高层建筑混凝土结构技术规程》2010版7．1．1条文说明中专门指出“本规程所指剪力墙结构是以剪力墙及因剪力墙开洞形成的连梁组成的结构，其变形特点为弯曲型变形，目前有些项目采用了大部分由跨高比较大的框架梁联系的剪力墙形成的结构体系，这样的结构虽然剪力墙较多，但受力和变形特性接近于框架结构，当层数较多时对抗震不利宜避免。”2有关剪力墙结构计算的一些问题(1)剪力墙应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力计算。在集中荷载作用下，墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力计算。剪力墙计算软件较多，可采用三维杆一系薄

7、壁柱空间分析方法或空间杆一墙组元分方法。在软件中，剪力墙可以按照墙肢输入，且在墙肢之间输入钢筋混凝土梁；其次，也可以按照整片墙输入，然后开洞。同一结构按照两种方法输入的计算结果有些差别，这主要与软件的计算简化模型不同有关。(2)连梁在竖向荷载下的弯矩占比较小，水平荷载下产生的反弯使之对剪切变形十分敏感，易出现剪切裂缝，因而在剪力墙结构模型计算中，常遇到连梁超筋的情况。对此的处理方式一般有两种，一种是将连梁刚度折减(折减系数不宜小于o．5)或将连梁弯矩及剪力进行塑性调幅，以降低其剪力设计值。另一种是减小梁截面，以降低梁刚度。连梁是一个耗能构件，

8、通过以上两种方式让其变弱，而让与其相连接的墙变强，这样即便是在地震中连梁消耗了地震能量而发生破坏，但墙是安全的，这也符合“强柱弱梁”的延性设计要求。(3)在计算软件