本站原创【摘 要】人们对住房质量和数量需求的增长促进了剪力墙结构在小高层中的应用,合理的剪力墙结构对于缓解楼体的承重压力、增强楼体的稳定性以及满足人们的空间需求具有非常重要的意义.本文在介绍了剪力墙的特点及其常见结构类型的基础上,从剪力墙的布置和构造两个方面研究了小高层剪力墙结构的设计要点.
【关键字】剪力墙结构；小高层；设计要点
在经济快速发展的形势下,我国人民的生活水平迅速提高,多年来沿用的固定户型的小开间住宅变得逐渐不能满足人们的生活需求,再加上人口的持续增多,人们对住房的需求不断增长,促进了剪力墙结构在小高层住宅中的应用.剪力墙可以将住宅的内部空间灵活的分割,以满足不同人口结构、文化审美和生活方式的居住者的使用需求.
一、剪力墙的特点和常见结构类型
1.1小高层使用剪力墙结构的原因
现在的建筑一般采用砖混结构,由于砖混结构的承重能力有限,使得建筑的层数受到限制,在我国人口日益增长的背景下,人们对住房的需求很难得到满足.剪力墙结构既可以实现对住房内部空间的合理分割,又具有较轻的重量,其出现促进了小高层建筑的进一步发展.
1.2剪力墙的特点
从剪力墙的功能上来看,剪力墙要能够承受较大的竖向荷载和横向荷载,要有较好的整体性,竖直角度上的刚度要大,水平力作用下的位移要小,不能将梁柱等支撑结构露在外面,而且要便于在房间内部布置.
1.3剪力墙的常见结构类型
根据使用的材料划分,可以将剪力墙结构划分为轻钢结构、砖混结构和钢筋混凝土结构三种.
（1）轻钢结构
轻钢结构以轻钢为主要材料构建剪力墙.采用轻钢结构的剪力墙具有节约能源和占地面积、抗震性好和材料使用量小等优点,具有优化居住环境和提高住宅功能质量的作用,有利于提高住宅建设中的工业化水平.
（2）砖混结构
采用砖混结构的剪力墙将楼梯间制作成现浇混凝土筒,而其他的横墙以及外墙则由带有约束柱的组合墙制作而成.分户墙为承重墙,其间距一般在4.8m到7.8m之间,外墙则是自承重的组合砖墙.这种剪力墙布置可以使每户的住宅内部都有较大的可布置空间,其施工方便、造价低,具有良好的经济效益和社会效益.
（3）钢筋混凝土结构
钢筋混凝土框架+剪力墙结构是一种典型的钢筋混凝土结构剪力墙,它将框架和剪力墙两种体系结构相结合,融合了各自的长处,在为住宅提供较大的可使用空间的同时,抗侧力性能也很好.这种结构的剪力墙既可以单独布置,也可利用楼梯间等的墙体,目前被广泛的应用在各类建筑的建设中.
二、小高层剪力墙的设计要点
2.1小高层剪力墙的布置要点
剪力墙的布置要有合理的结构.小高层建筑的空间工作性能应该比较好,同时为了承载任何方向的力,剪力墙结构应该在竖向和横向均匀的布置来形成必要的空间,特别在抗震结构中应该尽量避免单向布置剪力墙,并尽量使横竖两个方向的刚度接近.剪力墙不要设置的太密,并使其结构有合理的侧向刚度,这样可以同时达到提高剪力墙能力和减轻结构重量的目的.在地震力的作用下,剪力墙的抗弯刚度和侧向位移不是反比关系,因此如果剪力墙数量过多,其结构刚度就会很大,地震的作用也会变大,但是侧向位移却没有相应的减少,所以一般的建设工程中,以位移作为剪力墙数量的判断依据.
在布置剪力墙时,应该尽量避免在剪力墙上搁置楼面的主梁平面,如果确实无法避免,则应该在剪力墙的对应位置设置暗柱,特别当楼面主梁的高度超过墙厚度的2.5倍时,应该为暗柱设置配筋,由于转角处的受力比较集中,转角处的墙肢要尽可能长,有条件的情况下可以在两个方向都设置成长墙.当墙肢的长度超过8m时,应该开设洞口,将较长的剪力墙分成长度均匀的墙段,并用弱连梁连接墙段,跨高比要大于6,每个墙段的截面高度不大于其总高度的一半,为了保证连梁的耗能作用,每个墙段都应该是有连梁连接的双肢墙或多肢墙,一二级剪力墙之间的连梁跨高比不应超过5,连梁的截面高度要在0.4m以上.
常见的剪力墙布置方案一般有三种.横墙间距为3-4m时,称为小间距横墙承重方案；横墙间距为6-8m时,称为大间距横墙承重方案；横墙间距在8m左右,在墙之间现浇双向板或者布置肋梁的方案,称为大间距纵横墙承重方案.
2.2小高层剪力墙的构造要点
（1）配筋的构造
由于剪力墙的受力特点比较特殊,一般在剪力墙的外侧设置水平钢筋,在内侧设置竖向钢筋.地下室部分,水压力和土压力产生的侧压力对配筋的控制较大,简化计算后主要由竖向配筋控制.在地下部分的剪力墙外侧设置竖向钢筋,内侧设置水平钢筋,可以增大墙体的有效高度.
（2）连梁的构造
剪力墙中,连梁的跨度小,截面的高度大,虽然在受力计算中人为地减小了其刚度,但是在地震力的作用下,墙体的弯矩和剪力仍然会很大,这时如果将连梁的高度增大,可能使配筋值更大.一般将洞顶到上一层洞底的高度或者洞顶到楼面的高度定义为连梁的高度,虽然对于门洞来说,在该定义下连梁的高度是一样的,但是对于窗洞,连梁的高度有时可能很高,导致高跨比比较大,相应的配筋也会比较大,显然这是不合理的.所以在连梁的高度设计中,将连梁的高度一致规定为洞顶到楼面的高度.可用轻质材料砌筑窗洞区域楼面到窗台的部分,当窗台有飘窗时,可以适当的再多用一根梁,并用轻质材料将两根梁之间填充好.为了受力均匀,连梁的配筋要设置成对称的.
（3）剪力墙边缘的构造
研究表明,钢筋混凝土结构的剪力墙在设置边缘构件后耗能能力可提高约20%,极限承载能力可提高约40%,并且墙体的稳定性也得到了增强,因此剪力墙需要设置边缘构件.根据需要,设置边缘构件的剪力墙一般为一二级抗震剪力墙的底部以及其上一层的墙肢端部.配筋是主要的边缘构件.普通剪力墙的加强区配筋率一般为0.7%,普通区为0.5%；短肢剪力墙的加强区的配筋率一般设置为1.2%,普通区为1.0%；小墙肢加强区的配筋率为1.2%,普通区为1.0.二级抗震剪力墙也应该设置边缘构件,但是配筋不宜过大.
三、结论
在小高层中合理地设置剪力墙结构,既可以减轻楼体的承重压力,又可以满足人们对空间的分割需求,而且便于内部空间的灵活划分,当前的剪力墙结构设计方案虽然满足了人们的使用需求,但是随着社会的发展和技术的进步,人们会不断的提出新的需求,因此剪力墙结构存在着广泛的发展和应用空间.