剪力墻設(shè)計概述 

　　剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻是一種平面構(gòu)件，它除承受沿其平面作用的水平剪力和彎矩外，還承擔豎向壓力。即在

軸力、彎矩、剪力同時作用的復合狀態(tài)下工作，其在受水平力作用時。就似一根底部嵌固于基礎(chǔ)上的懸臂深梁

。在地震作用或風載下，剪力墻除需滿足剛度強度要求外，還必須滿足非彈性變形反復循環(huán)下的延性、能量耗

散以及控制結(jié)構(gòu)裂而不倒的要求（即墻肢必須能防止墻體發(fā)生脆性剪切破壞），因此，應注意盡量將剪力墻設(shè)

計成延性彎曲型。實際工程中，剪力墻分為整體墻和聯(lián)肢墻。整體墻有一般房屋端的山墻、魚骨式結(jié)構(gòu)片墻及

小開洞墻等形式。整體墻受力特征如同豎向懸臂桿件：當剪力墻墻肢較長時，在水平力作用下法向應力呈線性

分布，破壞形態(tài)似偏心受壓柱，因此，配筋時應盡量將豎向鋼筋布置在墻肢兩端；為防止剪切破壞，提高延性

應將底部截面的組合設(shè)計內(nèi)力適當提高或加大配筋率；為避免斜壓破壞，墻肢不能過小也不宜過長，以防止截

面應力相差過大。聯(lián)肢墻是指由連梁連接起來的剪力墻。但因一般連梁的剛度比墻肢剛度小得多，墻肢單獨作

用顯著，連梁中部出現(xiàn)反彎點，設(shè)計時要注意墻肢軸壓比限值要求。剪力墻的計算分析，首先是進行水平和豎

向作用下的結(jié)構(gòu)整體分析，在求得內(nèi)力后再按偏壓或偏拉進行正截面承載力以及斜截面受剪承載力驗算。當墻

體承受較大集中荷載作用時，應增加對局部受壓承載力的驗算。在剪力墻承載力計算中，對帶翼墻的計算寬度

按以下情況取其小值：即剪力墻之間的間距；門窗洞口之間的翼緣寬度；墻肢總高度的1/10；剪力墻厚度加兩

側(cè)翼墻厚度各6倍的長度，由于建筑功能的要求，在高層混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)中經(jīng)常會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的底層增設(shè)局

部框架。這些框架一般都不會成榀，不能形成梁柱抗側(cè)力體系；即使局部成榀，也不能有效的抵抗結(jié)構(gòu)的傾覆

力矩；同時由于建筑的要求，梁柱中心線也不能重合，形成較大偏心，此時應采取梁的水平加腋等措施，確保

節(jié)點在地震力反復作用下良好的抗震性能。另外不得將框架梁直接搭在剪力墻的平面外，使墻體承受平面外彎

矩，導致受地震力作用時該部位率先破壞。

　　墻體最小厚度及配筋量

　　鋼筋混凝土墻的厚度由墻體的軸壓比及高厚比決定的，前者是考慮墻的延性要求，后者是考慮墻的平面外

穩(wěn)定性要求，要保證工程質(zhì)量，使混凝土澆搗密實也是不可忽視的因素，從施工角度看，墻的厚度不能太小，

建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB 50011-2001）規(guī)定，三、四級剪力墻的最小厚度為140mm。從有過的6層住宅剪力墻結(jié)

構(gòu)實例來看，采用雙層配筋的140mm厚的墻體，鋼筋容易走位，混凝土不易振搗密實。故不宜在整個建筑中大

面積采用，對某些沒有門窗洞口的短墻段，作為個別情況尚可考慮；如采用單排配筋，施工無困難。但由于單

排配筋不利于承受平面外的彎距，不利于混凝土的抗裂，故不宜采用于承重墻體。多層剪力墻結(jié)構(gòu)中采用雙層

配筋的墻體，最小厚度不應小于160mm，高層剪力結(jié)構(gòu)中，墻體最小厚度不宜小于180mm。在墻體配筋方面，多

層和高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)按計算多為構(gòu)造配筋，理論上講滿足規(guī)范規(guī)定的最小含鋼率要求是可以的，這也是住

宅開發(fā)商向設(shè)計單位提出降低用鋼量的根據(jù)，此問題涉及到結(jié)構(gòu)安全度的考慮，如從結(jié)構(gòu)的抗震能力、結(jié)構(gòu)的

耐久性，從長期的經(jīng)濟效益看，過多的追求降低用鋼量指標，在技術(shù)經(jīng)濟綜合比較中并非合理。

　　柱的加固和剪力墻的加固

　　經(jīng)結(jié)構(gòu)承載力驗算，發(fā)現(xiàn)柱的軸壓比不滿足要求，需進行加固處理。柱采用從內(nèi)到外包裹1層豎向碳纖維

布和1層環(huán)向碳纖維布的方式進行加固。高度范圍為底層地面到2層樓面梁底部。采用碳纖維片材纏繞加固混凝

土柱可以約束混凝土的變形，從而提高混凝土的抗壓強度，降低軸壓比。柱的抗震加固必須采用封閉式粘貼并

有可靠連接，當環(huán)向碳纖維布遇墻不能貫通時，應在墻上搭接200mm以上，并設(shè)置寬200mm的壓條。剪力墻的加

固：剪力墻采用在墻端暗柱粘貼環(huán)向碳纖維布的方式增加剪力墻的抗壓承載力，采用在剪力墻兩側(cè)粘壓條貼豎

向、水平和斜向交叉碳纖維布的方式增加墻體抗剪承載力。高度范圍為底層地面到2層樓面樓板底部?？v向、

水平和斜向交叉碳纖維布的寬度均為200mm。

　　混凝土的養(yǎng)護

　　國外由于開發(fā)了減少混凝土收縮的外加劑，所以其泵送流態(tài)混凝土的收縮變形能得到有效控制。但國內(nèi)卻

缺乏類似的外加劑，雖然通過添加UEA等微膨脹劑，可從某種程度上減少混凝土的收縮變形，但由于UEA等的膨

脹率指標是在水養(yǎng)14d的情況下獲得的，如果養(yǎng)護條件跟不上，其膨脹率會明顯降低。實際工程中時常發(fā)生添

加微膨脹劑后不但對防裂無效，反而使開裂更為嚴重，并產(chǎn)生后期強度倒縮等情況。如果按控制混凝土的收縮

變形值為指標進行換算，則泵送流態(tài)混凝土的養(yǎng)護要求要相當于大體積混凝土的養(yǎng)護條件。但實際上對大體積

混凝土一般都要嚴格按規(guī)范規(guī)定的要求進行特殊養(yǎng)護，以控制混凝土的內(nèi)外溫差和收縮變形值，但對泵送流態(tài)

混凝土的養(yǎng)護，通常仍采用過去自拌混凝土及預制混凝土的養(yǎng)護要求。這是目前設(shè)計和施工人員容易忽視的一

個關(guān)鍵因素。

　　大底盤結(jié)構(gòu)中高層建筑部分的嵌固部位

　　按照現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定當?shù)叵率医Y(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的2倍時，可將地下室一層

頂板位置作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。一般的帶有地下室的普通高層建筑均能滿足上下側(cè)向剛度比的要求。但是

對于地下一層是大面積的停車庫的高層建筑結(jié)構(gòu)，雖然在進行計算的過程中因為計算公式的限制可以滿足上下

側(cè)向剛度比的要求，但如果就此在設(shè)計中將地下室頂板作為了上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，對于框架結(jié)構(gòu)，由于本身

上部框架的剛度就較小，按照嵌固部位設(shè)計的地下室頂板在地震過程中也可以起到相應的嵌固作用；而對于高

層部分是混凝土剪力墻的結(jié)構(gòu)，由于混凝土墻本身的剛度很大。地下室部分的墻體又由于使用上的要求往往要

開設(shè)較大的洞口，致使地下室有效墻體的數(shù)量減少，同時車庫部分柱間距比較大，這都將導致高層建筑部分在

地下室的局部剛度降低，使高層建筑不再滿足剛度比的要求。故而地下室頂板對高層剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形約

束降低，使地下一層頂板不能起到嵌固的作用，這種情況下上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位就應設(shè)在基礎(chǔ)頂面，另外由于

地下一層有地下車庫的存在，往往地下車庫頂板上會有較厚的覆土，將使結(jié)構(gòu)在此標高處出現(xiàn)樓板錯層。因此

對于高層結(jié)構(gòu)的地下一層的墻體也應當有所加強，以保證地震作用下水平力的有效傳遞。

　　剪力墻的延性破壞

　　剪力墻的延性破壞也可分為兩種情況。一種是連梁不屈服，墻肢首先發(fā)生彎曲破壞，這種墻在破壞時的極

限變形較小。因此，對有抗震設(shè)防要求的建筑來說，它雖然是一種延性破壞，但吸收地震能量的能力是較低的

。設(shè)計中應避免這種情況的發(fā)生。延性破壞的第二種是連梁先屈服，最后是墻肢的屈服。當連梁有足夠的延性

時，它能通過塑性鉸的變形吸收大量的地震能量。同時，通過塑性鉸仍能繼續(xù)傳遞彎矩和剪力，對墻肢起到一

定的約束作用，使聯(lián)肢墻保持足夠的剛度和強度。這是設(shè)計時應首先考慮做到的。為了保證聯(lián)肢墻的延性要求

，對連梁的延性要求是非常高的。因此，在設(shè)計高層建筑剪力墻時，必須十分注意保證連梁的延性要求。