安庆市城乡规划设计院 安徽安庆 246000
摘要：随着我国经济水平的不断提高和各种计算软件的日趋成熟，剪力墙结构在工民建设计中得到了越来越广泛的应用。该文针对剪力墙自身特点，结合当前剪力墙的施工现状，从设计角度出发对剪力墙结构进行了简单分析。
关键词：合理方案；结构布置；施工现状
1 前言
随着经济水平的提高，城镇化进程的加快，建筑行业得到了迅速发展。剪力墙结构以其特有的优势（抗震性能好、空间效果好）被广泛用于高层建筑，尤其是小高层~高层住宅中。主体结构作为房屋建筑的“骨架”，是建筑承担竖向荷载，抵御风、地震等水平荷载，满足建筑正常使用的根本保证，方案则往往制约着主体竖向构件的布置，限定了结构布置的方向，而施工质量的好坏则直接决定着工程项目的最终质量与社会反响。因此，在剪力墙结构设计中，若能从方案选择、图纸设计到现场施工，做到合理选择、精心设计、规范施工，必能在很大程度上节省投资，更好的保证工程质量，促进建筑市场的健康发展。
2 方案布置
方案决定着结构布置的先天环境，方案的好坏往往就决定了建设项目的投资建造成本。一个好的方案不仅是建筑美观，使用方便，也体现在结构匀称，受力合理。在剪力墙住宅中，以下几种形式应尽量避免：
首先是楼梯与入口通道的布置（如图一），若楼梯旁布置开敞通道，且楼梯还布置转角窗。剪力墙布置时就会出现下列问题：楼梯端头无外拉梁，只能布置一字型剪力墙，无翼墙和端柱约束，且剪力墙左右无水平楼板约束，自身稳定性较差，若遇底层层高较高(如有大地下室，底层做商业等)时，稳定计算难以通过，此外楼梯间为逃生通道，剪力墙不宜为一字短肢墙，而地震情况下，长墙刚度较大，必然吸引较大侧向力，而左右又无传递水平力的楼板，很容易首先破坏，影响疏散逃生。
其次是建筑四角上布置L形凸窗（如图二）。剪力墙布置素有“金角银边”的说法，端角部的剪力墙能较好的增大结构刚度，减小结构扭转，提高结构受力性能，足见角部剪力墙的重要性。因此方案设计时应尽量保证该处剪力墙的布置，如该处必须开窗时，应注意在窗两侧留位置布置一般剪力墙，或者飘窗封板进行加强形成剪力墙的端柱，提高剪力墙稳定性，改善结构受力状态。
然后是结构板面凹槽大，且板四周均为洞口或者楼梯（如图三）。楼板作为水平构件，不仅承载着各层荷载，还作为剪力墙各竖向构件的纽带，协调竖向构件变形，传递水平力，故剪力墙构件之间必须有足够刚度的楼板予以约束。洞口相连会直接导致剪力墙失去和其他剪力墙一起承担侧向荷载的能力，退化为仅承受竖向荷载，当水平荷载足够大时，由于对剪力墙抗侧刚度的高估，导致抗侧水平不足，安全度大大降低。此外，洞口之间的条形楼板刚度有限，已不满足刚性楼板要求，应按实际刚度进行计算，否则，很容易作为薄弱部位首先破坏。
此外，开间不宜频繁凹凸，若有凹凸，水平尺寸也不宜太小，宜尽量满足梁高合理跨度要求。剪力墙住宅层高一般为2.9m，梁高通长控制在400左右，反推剪力墙之间的跨度可以控制在5000以内，若开间凹凸尺寸小，则不仅剪力墙布置多，且梁高也未能有效利用，跨度太大，梁高增大又会受到层高的限制。
3 剪力墙设计
3.1 结构布置
剪力墙的布置直接决定着结构受力的优劣，总体应遵循“周边 双向 均匀”的原则。
就单个墙肢来说，墙长不宜太长且应尽可能设置翼缘，避免一字墙：墙长太长（肢长超过8m），单片墙体刚度太大，会应承担过多水平力而率先出现裂缝直至破坏，造成结构各个击破；墙肢太短容易出现短肢墙过多，形成具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构，此种结构一则抗震延性差，类似于异形柱，二则按规范应全截面加强配筋，经济性较差。就整体布置来说，剪力墙应双向布置，即长肢墙不能集中布置在某一方向，双向都应有一定数量的长肢，且应确保剪力墙在双向均能有轴线能对齐拉通，使得水平力传递能更明确、更直接。楼电梯处由于自身特点，墙体布置较多导致轴压比较低，刚度较大承担更多水平力却又因缺少楼板无法与其他剪力墙一起传递协调，故应适当降低墙厚或开洞等方式对刚度予以调整。
3.2 构造措施
构造措施作为计算分析的有效补充，其重要性也不容忽视。地震作用的复杂性和计算软件的局限性使得纯粹的计算难以精确进行，而受力机理、试验结论及震害现象的总结恰好弥补了这一点，主要体现在构件截面、钢筋配置、伸缩缝间距、保护层厚度、轴压比、内力调整等几个方面。这里仅从板厚配筋方面简单举例说明：比如地下室顶板作为嵌固端时，顶板结构应为梁板结构，板厚不得小于180，配筋应双层双向（0.25%），这个是从增强整体性，保证板自身刚度角度出发；高层结构屋面板板厚不得小于120，配筋也要双层双向，这个是从加强顶部约束、抵抗温度应力两方面考虑；狭长住宅端开间经常控制板厚在120，也经常要求双层双向配筋，用意也是控制温度裂缝；电梯与楼梯间板厚要加强，且需双层双层配筋，这是从传递水平力及保证该处板有一定刚度出发；大跨板（短跨>=3m）板四角板面宜附加一层钢筋，控制负筋间距在100以内，这也是考虑裂缝控制。
4 施工常见问题
4.1 混凝土浇捣成型（模板问题，现浇与装配式，改变设计方式）
主体验收时，经常发现混凝土蜂窝、麻面，除了一部分与养护方式、拆模时间有关外，大部分是模板问题，而剪力墙住宅中，剪力墙构件作为竖向构件，相比框架结构的梁柱来说，所需模板无论在数量还是在体量上都较大，在循环使用中，模板很容易变形损坏，而模板频繁更换则意味着施工成本的增加。模板问题可以说是现浇式施工方式的一个固有问题，要从根本上解决这个问题，装配式剪力墙住宅是一个很好的选择，这几年，国家也在大力推进装配式结构的使用，这就需要我们适时对剪力墙结构设计做出调整。
4.2 钢筋偏位
钢筋偏位在验收中也经常碰到，保护层过多意味着受力构件有效高度降低，受力性能降低，保护层过少则可能导致钢筋锈蚀，影响结构耐久性。楼板钢筋偏位则可能导致承载力不够产生裂缝，影响使用甚至危及安全。从设计角度出发，明确保护层厚度、对架立筋直径及间距进行合理确定，对于楼板筋则避免太小直径（容易踩下去）等都可以有效的避免钢筋偏位。
5 结语
建筑市场的飞速发展，使得建筑形式更加多样化、复杂化，不仅给设计也给施工提出了更高的要求。从技术上对剪力墙结构设计进行不断总结和改进，从方案、设计到施工进行全方面参与，剪力墙结构的使用才能获得更加广阔的发展前景。
参考文献
［1］JGJ 3-2010，高层建筑混凝土结构技术规程［S］．
［2］GB 50011-2010（2016年版），建筑抗震设计规范［S］．
［3］GB 50010-2010（2015年版），混凝土结构设计规范［S］．
论文作者:张文
论文发表刊物:《基层建设》2016年36期
论文发表时间:2017/3/28
标签：剪力墙论文; 结构论文; 刚度论文; 楼板论文; 水平论文; 构件论文; 荷载论文; 《基层建设》2016年36期论文;