剪力墙结构设计要点分析
一、剪力墙结构的基本概念
1、剪力墙结构的基本概念
利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构。

（1）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，当比值小于或等于4时可按柱设计，当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱，按双向受压构件设计。

（2）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，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。

2、剪力墙结构的优缺点及适用范围
（1）优点：整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力（强度）要求也容易满足，房间内无梁柱外露。

（2）缺点：剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求，结构自重往往也较大。

（3）适用范围：较小开间的住宅及旅馆建筑，高层建筑。

二、剪力墙结构设计应注意的问题
1、结构体系的选择
在设计钢筋混凝土多层及高层建筑结构时。

可供选择的结构体系有：框架结构；框架-剪力墙结构；剪力墙结构；框支剪力墙结构；筒体结构和巨型结构等。

目前，我国采用较多的是前5种。

设计中究竟采用哪种结构体系，要经过方案比较确定，这主要要看拟建筑物的高度、用途和施工条件和经济比较等。

如果拟建建筑物为宿舍，高度又比较高，那么自然要选择剪力墙结构。

因为居住建筑要有
足够的隔墙。

如拟建建筑物为厂房或实验室，则最好采用框架结构，因为这类建筑要求开间大，多变，布置灵活，竖向构件越少越好。

2、剪力墙结构的布置
（1）高度和高宽比的控制。

剪力墙结构大多应用于高层建筑结构中，而在高层建筑中，侧向位移的控制是结构设计的主要矛盾。

此外，隨着高度的增加，水平荷载作用下的倾覆力矩迅速增加。

、高层建筑设计中，一般通过控制结构的高宽比来控制结构不产生过大的侧向位移和倾覆力矩。

（2）合理的结构平面布置。

剪力墙结构的平面布置，应当使一个独立的结构单元内的平面形状简单规则，刚度和承载力分布均匀。

不应采用严重不规则的平面。

高层建筑宜选用风作用效应较小的平面形状，如圆形、正多边形等。

有抗震设防要求的高层建筑，一个结构单元的长度（相对其宽度）不宜过长，否则在地震作用时，结构的两端可能会出现反相位的振动，这将会导致结构过早地被破坏。

（3）竖向布置。

在地震作用下，结构抗侧移刚度沿竖向的突变、抗侧力构件的上下部不连续或抗剪承载能力的变化会导致某些楼层的变形过分集中或形成抗侧力的薄弱层，从而出现严重的震害甚至倒塌；结构外形的内收，会导致结构的高振型反应所占的比例加大，内收的部位越高、内收的尺寸越大，高振型的反应就越明显；结构的外挑，会使地震的扭转效应和竖向地震作用效应加大。

因此剪力墙结构的竖向布置应上下贯通，力求形体规则、刚度和强度沿高度均匀分布，避免过大的外挑和内收，避免错层和局部夹层，同一层的楼面应当尽量设在同一标高处。

（4）单片剪力墙。

剪力墙布置时还要注意单片剪力墙的长度不宜过大。

一方面由于剪力墙的长度大，会导致结构刚度迅速增大，使结构自振周期过短，地震作用力加大；另一方面，低而宽的剪力墙墙肢易发生脆性的剪切破坏，使结构的延性降低，对结构的抗震不利。

3、剪力墙结构的构造设计
（1）剪力墙截面厚度。

规定剪力墙最小厚度的目的是为了保证剪力墙平面外的刚度和稳定性能。

当墙肢平面外有与其相交的剪力墙时，可视为剪力墙的支承。

有利于保证剪力平面外的刚度和稳定性能。

所以在确定墙肢最小厚度时，按层高及无支长度两者较小值来计算。

剪力墙的截面尺寸按下列要求确定：
①按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16，且不应小于200mm；其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm。

当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时，其底部加强部位截面厚度不应小于层高的1/12；其他部位不应小于层高的1/15，且不应小于180mm。

②按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm；其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160mm。

③非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160mm。

④剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于160mm。

⑤墙肢高厚比为5～8的短肢剪力墙厚度不应小于200mm。

（2）混凝土强度等级。

剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C20；带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级应不低于C25。

（3）一般剪力墙在一、二级抗震的一般部位及三、四级抗震设计和非抗震设计时，其墙肢端部应设置构造边缘构件，在一、二级抗震的底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设约束边缘构件。

剪力墙构造边缘构件的配筋要求见表4-17。

当为非抗震设计时，剪力墙端部应按构造配置不少于4Φ12纵筋，并且应沿纵向钢筋配置不少于Φ6@250的拉筋。

（4）为了防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限抗弯承载力，就必须确定竖向分布钢筋的最小配筋率；同时为了防止斜裂缝出现后发生脆性剪拉破坏，就必须规定水平分布筋的最小配筋率。

一般剪力墙的竖向和水平分布筋的配筋率为：一、二、三级抗震等级时不小于0.25%，四级抗震等级及非抗震等级时为0.2%，间距不应大于300mm，直径不应小于8mm，也不宜大于墙肢厚度的1/10。

（5）剪力墙竖向分布筋顶部钢筋应锚入屋面板内al或aEl。

在变截面处，当上下截面相差较大时应将钢筋截断。

上层钢筋应伸入下层较厚墙肢内1.5al或1.5aEl。

剪力墙水平分布筋应伸入边缘构件顶端，且水平弯折长度≥15d。

水平分布钢筋搭接时，在一、二级抗震等级的加强部位，接头应错开，每次连接的钢筋
数量不超过总量的50%。

错开净距大于等于500mm。

搭接长度不应小于1.2al 或1.2aEl。

其他情况的钢筋可以在同一部位连接。

（6）剪力墙上开洞的构造处理，当洞口较小，在整体计算中不考虑其影响时，应将切断的分布钢筋集中在洞口边缘补足，以保证剪力墙截面的承载力，且钢筋直径不应小于12mm。

当洞口较大时，应按实际情况在洞口两侧设置边缘构件，上下设置连梁处理。

三、结束语
综上所述，设计剪力墙时，应根据各型墙体的特点，不同的受力特征，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。

参考文献
[1] 邵军. 剪力墙设计的几个问题[J]. 民营科技. 2010（10）。