一、剪力墻結構

(一)剪力墻的概念和結構效率

當建筑物內的垂直承重構件主要由墻體承擔時，該墻體不僅承受水平構件的垂直荷載，還承受風或地震的水平地震。剪力墻由此命名（抗震規(guī)范稱為抗震墻）。

剪力墻是建筑物的隔墻和圍墻，因此墻體布置必須同時滿足建筑平面布置和結構布置的要求。

剪力墻結構系統具有良好的承載能力，具有良好的完整性和空間效應，比框架結構具有更好的抗側力。因此，可以建造更高的建筑。

剪力墻結構的優(yōu)點是橫向剛度大，在水平荷載側移小。缺點是剪力墻間距有限，建筑平面布置不靈活，不適合需要大空間的公共建筑。此外，結構重量大，靈活性差。一般適用于住宅、公寓和酒店。

剪力墻結構的樓蓋結構一般采用平板，無梁，空間利用較好，可節(jié)省樓層高度。

(二)普通剪力墻結構的結構布置

1．平面布置。剪力墻結構中的所有垂直荷載和水平力均由鋼筋混凝土墻承受，因此剪力墻應沿平面主軸方向布置。

（1）矩形、L形、T形平面時，剪力墻沿兩個正交主軸方向布置；

(2)三角形和Y形平面可以沿三個方向布置；

(3)正多邊形、圓形置正多邊形、圓形和弧形平面。

單片剪力墻的長度不宜過大：

(1)剪力墻長度大，剛度大，結構周期短，地震力大，不經濟；

（2）只有當剪力墻處于彎曲工作狀態(tài)時，才能有足夠的延展性。因此，剪力墻應具有高度和細度。如果剪力墻過長，將形成低寬度剪力墻，由剪力損壞。剪力墻脆性，不利于抗震。因此，當同一軸上的連續(xù)剪力墻過長時，應將地板或小連梁分為多個墻段，每個墻段的高寬比不小于2。

2．每個墻段可以是單面墻、小開口墻或聯合墻。每個墻的寬度不應大于8.0m，以確保墻體由彎曲承載力控制，并充分發(fā)揮垂直分布筋的作用。在內力計算中，不考慮墻段之間的地板或弱連梁，每個墻段作為獨立的剪力墻計算。

二、剪力墻設計

剪力墻承受的垂直荷載一般是結構自重和地面荷載，通過地面?zhèn)鬟f到剪力墻。除了在連梁（門窗開口上的梁）中產生彎矩外，垂直荷載主要在墻體上產生軸力。可根據剪力墻的荷載面積簡單計算。

在水平荷載的作用下，剪力墻的應力分析實際上是一個二維平面問題，應根據平面問題進行準確的計算。它可以在計算機的幫助下進行計算。計算精度高，但工作量大。在工程設計中，可根據不同類型剪力墻的應力特點進行簡化計算。

整體墻和小開口整體墻：在水平力的作用下，整體墻類似于懸臂柱，整體墻的截面彎矩和剪力可根據懸臂構件計算。由于孔的影響，整體墻之間的應力分布不再是直線，但偏差不大�？梢栽谡�體墻計算方法的基礎上進行修正。

聯肢墻：聯肢墻由一系列連梁約束的墻肢組成，可采用連續(xù)法近似計算。

壁框：壁框可簡化為帶剛域的框架，采用改進的反彎點法計算。

框架支剪力墻和開孔不規(guī)則的剪力墻:這兩種剪力墻比較復雜，最好用有限元法借助計算機計算。

框架結構和剪力墻結構，兩個結構系統在水平荷載下的變形規(guī)律完全不同。框架的側移曲線為剪切型，曲線凹向原始位置；剪力墻的側移曲線為彎曲型，曲線凸向原始位置。在框架-剪力墻（以下簡稱框架）中－在剪切結構中，由于樓蓋在自身平面上剛度較大，框架和剪力墻在同一高度下的側移基本相同。這使得框架剪切結構的側移曲線既不是剪切型，也不是彎曲型，而是彎曲剪切混合型，簡稱彎曲剪切型。

在結構底部，框架將剪力墻向右拉；在結構頂部，框架將剪力墻向左推。因此，框架-剪切結構的底部側移小于純框架結構的側移，大于純剪切墻結構的側移；頂部側移恰恰相反�？蚣芎图羟袎�共同承受外部載荷，同時保持變形相互作用，以保持變形協調�？蚣芘c剪切墻之間的這種相互作用關系是協調工作的原理。

考慮到地震作用組合的剪力墻，應按規(guī)定計算正截面的抗震承載力，但在正截面承載力計算公式的右側，除以相應的承載力抗震調節(jié)系數γRE。剪力墻各墻肢截面考慮地震效應組合的彎矩設計值：一級抗震等級剪力墻底部加固部分及以上一層，根據墻肢底部截面考慮地震效應組合彎矩設計值，地震效應組合彎矩設計值乘以增加系數。

三、小高層剪力墻設計實例

（一）布置

剪力墻的布置必須均勻合理，使整個建筑的質感和剛性趨于重疊，而X，Y 兩向剛重比接近。結構布置應避免一字剪力墻，如有，應布置生長墻(h/w>8)；剪力墻上應避免地板主梁平面外擱置，剪力墻相應部位應設置暗柱，梁高大于墻厚2.5倍時，應計算暗柱加固，轉角處的墻肢應盡可能長，因為轉角處的應力容易集中，生長墻應布置在兩個方向。

(二)配筋及結構

對于小型高層住宅，剪力墻面積大，因此合理控制剪力墻加固對結構安全和工程經濟起著非常重要的作用。

(3)剪力墻配筋(以200厚墻為例)

一般要求水平鋼筋放在外側，垂直鋼筋放在內側。鋼筋可滿足計算和規(guī)范建議的最小鋼筋率。加固區(qū)φ10@非加強區(qū)φ8200@雙層雙向即可，雙排鋼筋之間采用φ6@600×600拉筋。但是，地下墻體的鋼筋是另當別論的。由于地下墻體的鋼筋大多由水壓和土壓產生的側壓控制，而由于簡化計算往往由垂直鋼筋控制，為了增加計算墻體的有效高度，地下墻體的水平鋼筋可以放在內側，垂直鋼筋可以放在外側。

(四)設置邊緣構件

一、二級抗震設計的剪力墻底部加固部分及其上一層墻肢端部應設置約束邊緣構件。對于普通剪力墻，建議加固區(qū)0，暗柱加固滿足規(guī)范要求.7%，一般部位0.5%。控制短肢剪力墻配筋率加強區(qū)1.2%，一般部位1.0%；小墻肢受力性能差，軸壓比應嚴格按高規(guī)定控制，框架柱應設計橫截面，縱向鋼筋率加強區(qū)應控制1.2%，一般部位1.0%；對于一個方向長肢另一個方向短肢的墻壁，暗柱常根據長肢墻進行加固。

(五)合理配筋

剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大。在地震作用下，彎矩和剪力很大，有時很難設計。如果連梁高度增加，鋼筋值有時會更大。從窗洞地板到窗臺，可以用磚或其他輕質材料砌筑。當窗臺上有凸窗時，可以增加一根梁，兩根梁之間用磚填充。連梁鋼筋應對稱配置，腰鋼筋與墻體水平鋼筋相同。

四、結語

剪力墻在建筑設計中具有良好的抗震性能，結構布局靈活，成本低，經濟性好，因此該設計形式廣泛應用于小型高層住宅。在總結設計、施工和使用中發(fā)現的問題并進一步優(yōu)化后，這種結構形式的小型高層住宅是一種值得發(fā)展的住宅模式。簡而言之，小型高層建筑設計一般努力合理經濟，建筑設計應合理把握關鍵部分和次要部分，這也是小型高層建筑設計需要改進的方向。