摘要：抗震墙广泛用于多层和高层钢筋混凝土房屋，规范规定的现浇钢筋混凝土结构房屋中，除框架结构外，其余几种结构，如框架—剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构及板柱—剪力墙结构，均与剪力墙有关，因此有必要对剪力墙作一下研究。现通过对多层和高层钢筋混凝土房屋的结构设计，概括出对钢筋混凝土抗震墙的设计要求。
关键词：抗震墙；连梁；原则；布置
在受力方面，因为剪力墙的刚度大，容易满足小震作用下结构，尤其是高层结构的位移限值。在地震作用下，其变形小，破坏程度低，可以设计成延性抗震墙，大震时通过连梁和墙肢底部的塑性铰范围内的塑性变形，耗散地震能量，在与其他结构共同工作的同时，能吸收大部分能量，降低其他结构的抗震要求，在设防较高的地区（8 度地区及以上地区）优点更为突出。
1 抗震墙的组成
抗震墙由墙肢和连梁两部分组成。设计时应遵循强墙弱梁、强剪弱弯的原则。与旧规范相比，新规范在剪力墙抗震设计特别是在抗震构造方面有比较大的变化。
抗震墙由墙肢和连梁两部分组成。设计时应遵循强墙弱梁；强剪若弯的原则。即连梁的屈服先于墙肢；连梁和墙肢均应为弯曲屈服。与89规范相比，2001 规范在剪力墙抗震设计特别在抗震构造方面有比较大的变化。
主要包括：
1）底部加强区高度的变化。
2）墙肢组合截面的弯矩。剪力设计值和连梁组合的设计值。
3）分布钢筋的最小配筋率。
4）增加了剪力墙的轴压比的限值。
5）将边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件两种边缘构件的构造不同，加强了应加强的部位，放松了可放松的部位。使抗震墙的设计更具合理性。
6）2001 规范取消了89 规范的“弱连梁”和“小墙肢”的术语，代之以“跨高比”和墙肢长度和厚度的比值，应当说在概念上是没有区别，但89规范虽然对“弱连梁”作了规定但在设计中难以确定社么是弱连梁。
2 抗震墙的设计
2.1 抗震墙的布置原则
作为主要的抗侧力构件，合理的布置是构建良好抗震性能的基础。应遵循“对称、均匀、周边、连续”外，还须注意。
2.1.1 将长墙分成墙段
对于抗震墙结构和部分框支抗震墙结构，较长的抗震墙宜开设洞口，将一道抗震墙分成长度较均匀的若干墙段，使墙的高宽比大于2。规范规定洞口连梁跨高比宜大于6。目的是：设置刚度和承载力较小的连梁，在地震作用下可能先破坏、屈服。使墙段成为抗侧力单元，且墙段以弯曲变形为主。
2.1.2 避免墙肢长度突变
抗震墙和部分框支抗震墙结构的墙肢的截面长度，沿高度不宜有突变，当抗震墙的洞口比较大时，以及一、二级抗震墙的底部加强区，不宜有错洞布置的剪力墙。
2.2 框支层墙体的布置
2.2.1 对框支层刚度的要求
部分框支的抗震墙结构的框支层，抗震墙减少，侧向刚度降低，在地震作用时有可能变形集中在框支层。框支层是使结构具有良好抗震性能的关键部位。对于矩形平面的部分框支的抗震墙结构为避免框支层成为薄弱层或软弱层，规范规定：框支层的楼层侧向刚度不应小于上一层非框支层侧向刚度的50%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2.2 框支墙落地的间距不宜过大
框支层的水平地震剪力主要由落地剪力墙承担。作用在紧邻框支层的上一层非落地剪力墙的水平力亦通过框支层楼板传到落地墙，为保证楼板有足够大的平面内刚度（传递水平力），2001 规范规定：落地墙的最大水平间距不宜大于24m。部分落地墙宜设计成筒体，以增加抗扭刚度和抗侧刚度。
2.3 框架—抗震墙结构的抗震墙的布置
2.3.1 沿房屋高度，抗震墙宜连续布置，宜全长贯通，避免切断，且洞口宜上下对齐，避免墙肢长度的突变。
2.3.2 不宜开大洞口，避免抗震墙承载力削弱和刚度突变。
2.3.3 洞边距柱柱端（指距柱内侧）不小于300mm。以保证柱作为边缘构件的作用和约束边缘构件的长度。结构试验表明矩形截面剪力墙的延性比工字形或槽形截面剪力墙差；计算分析表明增加墙肢截面两端的翼缘能显著提高墙的延性；因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性，还能防止剪力墙发生水平剪切滑，提高抗剪能力。
2.3.4 双向抗侧力的结构形式。纵横墙宜相连，使彼此成为有翼缘的剪力墙，不但可以增加刚度，同时还能有效地提高塑性变形的能力。
2.3.5 对于较长的房屋，不宜在房屋的端部设剪力墙以避免温度应力对剪力墙的不利影响。
2.3.6 对于一、二级抗震墙，其连梁的跨高比不宜大于5，且高度不小于400mm。连梁有较大的刚度，可保证墙体的整体性能良好并能增大耗能能力。
2.3.7 柱中线与梁、墙中线偏心不宜大于柱宽的1/4 以减少地震作用对柱的扭转效应。否则应通过加水平腋，加强柱内配箍率等方法加以弥补。
2.4 抗震墙截面尺寸的有关规定
2.4.1 最大剪压比限值
对剪跨比大于2 的剪力墙和跨高比大于2．5 的连梁，剪压比不应大于0．2 剪跨比小于2 的剪力墙和跨高比小于2．5 的连梁，剪压比不大于0．15。原因是：剪跨比小的墙和跨高比小的连梁其剪切变形较大，甚至以剪切变形为主，故对剪压比的要求应更严格一些。实验表明：剪压比超过一定值时，将过早出现斜向裂缝，增加水平筋和箍筋的方法没有作用，在箍筋水平筋未屈服前混凝土即已在剪压的共同作用下破碎。合理的方法是：加大混凝土强度等级，加厚墙、梁或加长墙的长度，但不宜加高梁的高度，在计算墙肢的剪跨比时弯矩和剪力均取地震作用下的效应组合的计算值。
2.4.2 抗震墙的最小厚度
框架—剪力墙结构的底部加强区不小于200，且不小于层高的1/6；框架—剪力墙结构的其他部位不小于160，且不小于层高的1/20；框架—剪力墙结构的墙的周边应设置梁或暗梁、端柱组成边框。其他结构的一、二级不小于160mm，且不小于层高的1/20；其他结构的三、四级不小于140mm，且不小于层高的1/25；其他结构的一、二级底部加强区不小于200mm，且不小于层高的1/16（无端柱或翼墙时不小于层高的1/12）。
2.5 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。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。
2.6 剪力墙破坏形态
剪力墙受力如同竖向悬臂，当剪力墙墙肢较长时，在力作用下法向应力呈线性分布，破坏形态似偏心受压柱，配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端；为防止剪切破坏，提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率；为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长以防止截面应力相差过大。
剪力墙结构中，墙是一平面构件，它除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、剪力的复合应力状态下工作，其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。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。
综上所述，设计剪力墙时，应根据墙体的特点，受力特征，墙体内力分布状态并结合其破坏形态，合理地考虑设计配筋和构造措施。
论文作者:叶仁瑞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/28
标签：剪力墙论文; 结构论文; 刚度论文; 截面论文; 延性论文; 构件论文; 承载力论文; 《基层建设》2019年第1期论文;