剪力墻布置的基本原則

（河南徐輝建筑工程設計有限公司，河南，鄭州，450002）

【摘要】剪力墻結構由于其良好的整體性和抗震性能已廣泛應用于高層建筑中，考慮到建筑形式和經濟性等因素，剪力墻平面布置的靈活性往往受到限制。本文主要闡述了剪力墻的幾個基本布置原則。

【關鍵詞】剪力墻；布置；原則

1 前言

剪力墻結構是利用鋼筋混凝土墻體作為建筑物的豎向承載體系，并用它抵抗水平力的一種結構體系。由于其良好的整體性和抗震性能，可以建造較高的建筑物，特別適合于高層居住建筑。其側向剛度大，整體性好，用鋼量較省，其缺點是自重大、建筑內部平面布置的靈活性受到限制。

剪力墻布置不僅要滿足結構剛度、結構延性等要求，還要滿足建筑空間的要求。在高層剪力墻結構中，剪力墻的數量既不能過多，也不能過少。墻體數量過少，結構的變形過大，非結構構件的損壞比較嚴重，平面內樓板剛度無限大的假定也會不滿足。反之，如果剪力墻的數量太多，會使結構的剛度和重量都增大，不僅材料用量增加，而且地震力也增大，所以剪力墻的數量應合理確定。剪力墻結構布置則應根據工程的建筑使用功能及綜合經濟技術指標等多種因素來確定。本文簡明的歸結了剪力墻布置的幾個基本原則。

2 剪力墻平面布置的基本原則

2.1剪力墻布置應均勻、分散、對稱和周邊的原則。均勻：在地震力作用下，剛度大的墻肢會承擔更多的地震力，剛度均勻有利于整體受力；分散：過度集中的墻體布置不易達到多道設防的性能指標，還要避免單片剪力墻底部承擔的水平力超過結構底部總水平剪力的40%；對稱和周邊：可以增加抗傾覆能力，以減小結構扭轉。

剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊附近、樓梯間、樓電梯間處、平面形狀變化及恒載較大的部位，應使結構的剛度中心和質量中心接近。平面形狀凸凹較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻，增加結構整體剛度。

2.2剪力墻結構中全部豎向力和水平力都由剪力墻承受，剪力墻的布置應使建筑物具有良好的空間工作性能，所以一般應沿建筑物的主要軸線縱橫兩個方向布置，特別是在抗震結構中，應避免僅單向有墻的結構布置形式，并宜使兩個方向抗側剛度接近，即兩個方向的自振周期宜相近。縱、橫剪力墻宜組成L形、T形和槽形、工字形、十字形或筒形等剛度較大的截面，盡量少出現一字形。

2.3 長墻應通過設置結構洞分成聯肢墻以改善結構整體剛度并使剛度合理分布。較長的剪力墻宜開設洞口，將其分為均勻的若干墻段，墻段之間宜采用弱梁連接，每個獨立墻段的總高度與其截面高度之比不應小于2，墻長較小時，容易設計成彎曲破壞的延性剪力墻，受彎產生的裂縫寬度較小，墻體配筋能夠充分的發揮作用，從而可避免脆性破壞的剪切破壞。因此墻肢截面高度不宜大于8 m。

2.4洞口布置在剪力墻的截面中部，避免布置在剪力墻端部或柱邊。以防洞口與墻邊，洞口與洞口之間形成小墻肢，因為小墻肢剪力墻不能將剪力墻抗剪的優勢發揮出來，且會增加含鋼量，經濟指標不理想。

3 剪力墻豎向布置的基本原則

3.1 剪力墻應盡量拉通對直，以增強抗震能力。門窗洞口上下各層對齊，形成明確的墻肢和連梁，使受力明確，有良好的抗震性能。在剪力墻結構中，應盡量避免出現錯洞剪力墻和疊合錯洞墻。疊合錯洞墻的特點是洞口錯開距離很小，甚至疊合，不僅墻肢不規則，而且還在洞口之間形成薄弱部位，對抗震尤為不利。

3.2剪力墻沿豎向應貫通建筑物全高，使結構上下剛度連續、均勻。剪力墻沿豎向改變時，允許沿高度改變墻厚和混凝土等級，或減少部分墻肢，使抗側剛度逐漸減小，避免各層剛度突變，造成應力集中。樓層的側向剛度不宜小于相鄰上一層的70%和其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%。

4 剪力墻間距和數量的布置原則

4.1剪力墻間距的布置原則

住宅建筑的常見開間為3~4米，剪力墻布置可以結合開間情況布置，一般墻體布置按按承重情況可分為小開間橫墻承重和大開間橫墻承重兩種方案。

第一種方案為每個開間布置，墻間距一般為3~4米，形成小開間橫墻承重，第二種方案為隔開間布置，墻間距一般為6~8米，形成大開間橫墻承重。

方案一適用于結構層數較高的建筑，如房間規整的高層公寓，可以控制結構整體變形，但結構剛度較大，自重大，含鋼量高，造價較高。

方案二適用于一般住宅及底部為商業，上部為住宅的結構形式，鋼筋砼墻體數量的減少，不僅有利于建筑的靈活布置，增大使用面積，方便用戶，而且鋼筋及砼用量減少，省材料，自重輕，降低結構造價。但為了保證樓、屋蓋的側向剛度，能保證樓、屋蓋有效地傳遞地震剪力給剪力墻，避免水平荷載作用下樓蓋平面內彎曲變形應控制剪力墻的最大間距。

4.2剪力墻數量的布置原則

剪力墻的數量一般與結構體型、高度等有關。從抗震性考慮，在一定范圍內數量越多越好，但從經濟性考慮，數量太多會使結構剛度和自重很大，地震力和材料用量增大，造價提高。因此，剪力墻的數量應適宜，只需滿足側向變形的限值即可。

根據工程設計經驗，在7度(0.15)區Ⅱ類場地，20層左右的高層剪力墻結構布墻率（本層剪力墻的面積與本層總建筑面積之比）在5%左右為宜，可同時滿足規范要求和經濟性指標。

5 剪力墻布置的細節問題

5.1 高層建筑不應采用全部為短肢剪力墻的結構形式，B級高度高層建筑以及抗震設防烈度為9度的A級高層建筑，不宜布置短肢剪力墻。當結構體系屬短肢剪力墻結構時，按《高層建筑混凝土結構技術規程》第7.2.2條規定，對實際設計影響較大的有墻厚的限制、軸壓比限值降低、剪力設計值提高及配筋率的提高的加強措施，實際設計時，宜盡量避免采用短肢剪力墻結構體系，以獲得較優的經濟指標。在短肢剪力墻較多時，應連接成筒體或一般剪力墻（墻肢截面的高厚比大于8），以形成共同抵抗水平力的剪力墻結構。當不可避免要布置短肢墻時，應盡可能設置翼緣。

5.2控制剪力墻平面外彎矩，應采取增加與沿梁軸線方向的垂直墻肢，或增加壁柱、柱等方式，來減少梁端部彎矩對墻的不利影響。對截面較小的樓面梁可設計為鉸接或半剛接，減小墻肢平面外彎矩。另外剪力墻兩側樓板不宜同時開大洞以保證墻體的側向穩定。

5.3不宜將樓面主梁直接支承在剪力墻之間的連梁上。一方面連梁剛度較弱，支撐在連梁上的主梁端部約束達不到要求，連梁沒有抗扭剛度去抵抗平面外彎矩;另一方面連梁跨高比小，以剪切變形為主，支撐主梁會進一步加大連梁本身的剪切內力，容易出現裂縫，在地震力作用下連梁的脆性破壞會導致主梁隨之破壞，因此應盡量避免，否則，在結構計算中，可以在SATWE特殊構件定義中將梁端定義為鉸接，并應采取可靠的構造加強措施。

6 結論

總之，在高層剪力墻結構中，剪力墻的數量、間距、結構平面及豎向布置應根據具體工程的建筑使用功能、綜合經濟技術指標等諸多因素加以確定，并對工程進行優化設計，墻體配筋率適宜，使結構設計既符合現行規范要求，又達到經濟指標合理適用。

參考文獻

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