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论文导读：”的基本抗震设防目标。1剪力墙体系特点和抗震性能剪力墙结构施工简单，，没有突出墙面的梁柱，节约建筑层高，增加使用面积，特别适用于高层居住建筑。由于剪力墙具有截面高度大而厚度相对很小的“片”状构件的特点，虽然它具有较大的承载力和平面内刚度，但也存在剪切变形相对较大、平面外较薄弱等不利性能。特别是开洞后
摘 要：目前，我国高层建筑使用越来越广泛，而且对其要求也是越来越高，高层建筑结构抗震设计已经成为结构设计的重中之重。作者结合自己的多年工作经验对高层建筑中的剪力墙的受力特点和抗震性能及其延性设计等几个方面进行详细的阐述，总结了提高剪力墙抗震性能的若干措施要点。
关键词：剪力墙；延性；措施；
前 言：
近年来，随着经济和社会的高速发展，高层建筑逐渐成为现代建筑的发展趋势。20世纪60年代出现的剪力墙结构，由于其具有整体性好、侧向刚度大，抗侧力性能好的特点，被广泛应用于高层钢筋混凝土房屋中。但考虑到高层建筑往往存在建筑高度高、自重大、抗倾覆能力较弱等固有特点，以及地震破坏的随机性和不可预测性，为防止高层建筑在地震作用下倒塌、倾覆，不致造成人民生命安全和财产的伤害与损失，在高层建筑的结构设计中必须加强注重对剪力墙结构的抗震性能设计，以满足高层建筑在地震中达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的基本抗震设防目标。
1 剪力墙体系特点和抗震性能
剪力墙结构施工简单，，没有突出墙面的梁柱，节约建筑层高，增加使用面积，特别适用于高层居住建筑。由于剪力墙具有截面高度大而厚度相对很小的“片”状构件的特点，虽然它具有较大的承载力和平面内刚度，但也存在剪切变形相对较大、平面外较薄弱等不利性能。特别是开洞后的剪力墙形式多样，受力状态复杂，由此了解剪力墙工作性能和特点是做好其抗震性能设计的基础。由于各种形式的剪力墙墙肢的设计规定都是基于对悬臂墙的实验得到的，下面就简单的谈一下悬臂剪力墙的受力特点：
剪力墙在结构中主要承受压（拉）力、弯矩、剪力的作用。在轴向力和水平力的作用下，悬臂剪力墙的破坏形态可以归纳为：弯曲破坏、弯剪破坏、剪切破坏和滑移破坏几种形态（如图1-1所示）。其中弯曲破坏又包括大偏压破坏和小偏压破坏，大偏压破坏是具有延性的破坏，而小偏压破坏主要表现为剪切破坏，呈脆性。因此要发挥剪力墙的抗震性能就应该尽可能的将剪力墙的破坏形态控制在弯曲破坏和大偏压破坏范围内。
图1-1 悬臂墙的破坏形态
（a）弯曲破坏 （b）弯剪破坏 （c）剪切破坏 （d）滑移破坏
在简化计算中悬臂剪力墙是按照静定结构计算的，截面应力按照材料力学公式计算，应力图形如图1-2所示，结构变形属于弯曲形。由图可知，在水平地震荷载作用下，悬臂剪力墙的弯矩和剪力最大值均在基底出现。而实际上剪力墙结构在横向是有多余约束的，允许出现塑性铰，但只能出现一个塑性铰。此塑性铰的位置可以通过配筋的设计来加以控制，一般情况下出现在剪力最大区域即剪力墙底部截面。因此为避免剪力墙底部塑性铰在反复荷载下出现剪切破坏，提高其抗震性能，在设计时要采取加强措施保障其延性。
图1-2 悬臂墙的弯曲应力图
另外剪力墙在大轴压比下可能形成小偏心受压，降低其抗震性能，对此应严格控制。
2剪力墙的延性设计
为了实现大震不倒的终极抗震设防目标，应在设计过程中保证剪力墙具备足够的塑性变形能力，来耗散相当多的地震力，同时应协调各抗侧力构件，积极做好多道防线抗震设防的设计工作，使结构延性得以保障。以下从4个方面来探讨剪力墙的延性设计：

2.1强墙肢，弱连梁

根据剪力墙开洞情况（整体性系数α）、以及连梁对墙肢的约束作用，开洞剪力墙的受力模型主要归纳为：弱联肢墙（大开口墙），α＜1、联肢墙，1≤α≤10和小开口墙（特例壁式框架），α≥10。其中整体系数α＜1的剪力墙，由于连梁对墙肢约束弯矩很小，其延性和耗能能力取决于各墙肢的延性和耗能能力；整体系数α≥10的剪力墙，可将其视为整体，其延性和耗能能力取决于墙整体的破坏形态、延性和耗能能力；而作为工程中最常见的整体系数1≤α≤10的联肢墙,影响其延性和耗能能力的因素较多，主要与联肢墙的整体破坏形态、连梁和墙肢的破坏形态、连梁和墙肢的延性和耗能能力等有关。

2.2强剪弱弯

在轴压力和水平力作用下，墙肢可能出现的破坏形态有：底部受拉钢筋屈服的弯曲破坏、剪拉破坏、剪压破坏、剪切滑移破坏、平面外错段破坏以及施工界面上的滑移破坏。除弯曲破坏外，其余均为脆性破坏，在设计中应避免。对于剪拉破坏、剪切滑移破坏可以通过适当增加分布筋、纵向钢筋来避免；对于剪压破坏则需要通过强剪弱弯设计来控制。工程设计中，采用剪力增大系数来放大强制底部加强部位的剪力计算值来实现。
论文导读：轴压比剪力墙受拉钢筋先屈服，受拉裂缝先出现，受压区混凝土后压碎，屈服后的力-位移骨架线的水平段长而稳定、位移延性系数大，表现良好的耗能能力；高轴压比剪力墙受拉钢筋先屈服，受压区混凝土先压碎剥落，骨架线没有水平段，位移延性系数小，耗能能力较差。低轴压比剪力墙较高轴压比剪力墙抗震性能更优越，设计时应严格控制剪力墙的
　

2.3限制剪压比

当墙肢截面的剪压比超过一定值时，即使增加横向钢筋和箍筋也不能提高其受剪承载力，抗剪钢筋不能充分发挥作用，在抗剪钢筋未屈服的情况下，墙肢混凝土先发生斜压破坏。为避免这种脆性破坏，应该限制墙肢的平均剪应力和混凝土轴心抗压强度比值。

2.4限制轴压比

轴压比作为影响墙肢延性的主要因素之一，其数值的高低直接影响墙肢的受力性能。低轴压比剪力墙受拉钢筋先屈服，受拉裂缝先出现，受压区混凝土后压碎，屈服后的力-位移骨架线的水平段长而稳定、位移延性系数大，表现良好的耗能能力；高轴压比剪力墙受拉钢筋先屈服，受压区混凝土先压碎剥落，骨架线没有水平段，位移延性系数小，耗能能力较差。低轴压比剪力墙较高轴压比剪力墙抗震性能更优越，设计时应严格控制剪力墙的轴压比以满足延性要求。
图2-4剪力墙轴压比的变化对M-φ的影响
提高剪力墙抗震性能措施
为使剪力墙具备足够的延性和耗能性能以抵抗罕遇地震的破坏，应该采取以下措施：

3.1控制剪力墙的剪跨比

实验表明墙肢的破坏形态与其剪跨比密切相关：水平地震作用下，剪跨比大于2 的剪力墙以弯曲变形为主，容易实现延性弯曲破坏；剪跨比在1~2之间的剪力墙，剪切变形较大，通过强剪弱弯设计，可以实现有一定的延性和耗能能力的弯曲、剪切破坏；剪跨比小于1的剪力墙为矮墙，表现为脆性的剪切破坏，设计时应避免采用。对于剪跨比小于2 的墙肢，还可以通过设置大洞口，将长墙分成若干剪跨比大于2 的墙段。

3.2控制底部加强区

在水平地震作用下，剪力墙墙肢底截面弯矩、剪力较大，墙肢塑性铰在剪力墙的底部出现，一般塑性铰的长度为0.3~0.8倍墙肢截面长。适当提高塑性铰范围及其以上相邻范围的承载力和加强抗震构造措施，对于提高剪力墙的抗震能力、改善结构的抗震性能非常有益。根据我国抗震规范，对于高层，剪力墙结构的底部加强部位的高度可取墙体总高度的1/10和底部两层二者的较大值；当计算嵌固端位于地面以下，还需向下延伸；当有裙房时加强部位的高度也可以延伸至裙房以上一层。
图3-2塑性铰区位于墙肢的底部加强部位

3.3控制墙肢斜截面受剪承载力

墙肢斜截面剪切破坏主要有以下三种破坏形态：剪拉破坏、斜压破坏和剪压破坏。剪拉破坏属于脆性破坏，可以通过配置横向和竖向分布筋避免；斜压破坏可以通过限制受剪截面的剪压比来避免；而剪压破坏其破坏过程为：墙肢在竖向力和水平力共同作用下，首先出现水平裂缝或细的倾斜裂缝，随着水平力的增加，出现一条逐渐延伸的主要斜裂缝，从而引起混凝土受压区减小，最后斜裂缝尽端的受压混凝土在剪压复合应力作用下被破坏，横向钢筋屈服。应通过加强配筋构造来避免这种情况发生。剪压破坏作为最常见的墙肢剪切破坏形态为墙肢的斜截面受剪承载力计算提供了计算依据。

3.4预防滑移破坏

在施工过程中均存在水平施工缝，由此形成的薄弱部位，在强烈地震作用下，可能出现滑移破坏。这种滑移破坏主要依靠竖向钢筋和施工缝处的摩擦力抵抗。因此，设计时需要针对剪力墙施工缝处的竖向钢筋进行验算。验算时可忽略混凝土的作用，同时考虑轴压力的摩擦作用和轴拉力的不利影响。由于施工缝处竖向钢筋处于复合受力状态，应对钢筋设计强度予以折减。进行轴向力计算时，受压时有利，重力荷载的分项系数取

1.0；受拉时不利，取为2。

3.5分布钢筋的最小配筋率

纵向钢筋的配筋范围和纵向钢筋的最小配筋率、约束边缘构件长度范围内阴影部分箍筋的最小直径和最大间距，在抗震规范GB50011—20010和高规JGJ3—2010中都有明确的规定, 设计中应掌握理解并予以执行。当横向分布钢筋过少时，斜裂缝一旦出现就会发展成一条主要斜裂缝，使墙肢分为两各部分，虽然竖向分布钢筋也起到一定的限制斜裂缝开裂的作用，但也应设置足够的横向分布筋以及适量的竖向分布筋，使其协同工作以抵抗外力作用，有效控制裂缝。
4 结束语：
综上所述，在高层剪力墙结构设计中，应根据剪力墙自身的受力特点，有的放矢的采取有效措施充分利用其有利性能，避免其不利的缺陷，切实做好高层剪力墙结构的抗震设计。为了增强剪力墙结构的抗震耗能能力和变形能力，提高结构抗震性能，可以通过限制剪力墙的剪压比、轴压比，注重强剪弱弯、强墙肢弱连梁的构件设计，以及对剪力墙底部加强区、约束边缘构件、分布钢筋配筋率、剪跨比与斜截面承载论文导读：上一页123
力加强设计等积极措施，来实现高层剪力墙的良好延性性能。
参考文献：
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JGJ 3-200

2、J186-2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[3]张维斌.多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例[M]北京:中国建筑工业出版社，2005.
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