浅论剪力墙长墙的结构设计
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摘要：剪力墙结构是当前建筑结构设计中最常采用的一种结构设计方式，在我国的很多高层建筑中都有着广泛是应用。在剪力墙结构中，墙体长度超过6m时，就可以认为是一种剪力墙长墙的结构形式。本文就主要针对剪力墙长墙的结构设计进行分析探讨。文章是以某工程为例，通过论述剪力墙长墙的施工中产生裂缝现象的原因和觉得对策来分析其结构设计要点。
关键词：剪力墙 长墙 裂缝 混凝土
在现代高层建筑的施工设计中，采用剪力墙结构作为建筑的主体结构是一种较为常见的结构设计形式。尤其是随着建筑规模的扩大以及建筑功能需求的增多，剪力墙的设计长度越来越大，一般而言，当剪力墙的墙体连续长度超过6m时，就应当按照剪力墙长墙的有关规定进行设计施工。在剪力墙长墙的设计施工中，防止墙体出现裂缝是其中最关键的设计环节，也是最难把握的设计难点。笔者以某工程为例，在结合自身工作经验的基础上，对建筑结构设计中的剪力墙长墙的结构设计质量控制进行了探讨。
1、工程概况
某高层商住楼建筑， 地上部分2O层，采用框架一剪力墙结构。结构主体浇筑至第4层时，发现从地面1到3层均在同一部位出现同一形状的裂缝，裂缝为剪力墙端部倒八字形的斜裂缝，出现在建筑物平面东端的剪力长墙上， 由剪力墙暗柱根部斜向上发展，宽度一般0.1一O.3mm，个别可达0.4―0.6mm，在其余部位（包括剪力墙筒体）末发现裂缝。
2、剪力墙长墙出现裂缝的影响因素
在剪力墙长墙的结构设计施工中，对于裂缝的防治控制是直接影响到建筑的整体施工质量的。而在本工程中长墙出现了裂缝，表明在设计施工中存在着一定的问题与缺陷，找出这些问题与缺陷对于采取有效措施解决问题，从而提高剪力墙结构施工质量来讲是很有必要的。笔者在对施工现场进行了详细观测与分析后，认为本工程中剪力墙长墙出现裂缝的主要影响因素是因混凝土产生收缩变形，在柱墙以及楼板、框梁的约束作用下而产生的收缩裂缝。具体的原因分析如下所示：
2.1经调查，在本工程的施工设计中，所选用的混凝土为C50的高强混凝土，并采用泵送的方式进行混凝土浇筑。为了能够提高墙体的强度，设计人员在混凝土的配制中加入了一定的高效减水剂，并增大了水泥的使用量，减少了水灰比的比例，以此来保证混凝土的塌落度能够符合要求。但在实际的混凝土硬化过程中，如果没有足够的水分补给，在水泥水热化的作用下是很容易出现收缩裂缝的。在剪力墙的长墙施工中，由于墙体长度较大，混凝土的收缩应力更明显，极易产生竖向裂缝或者端部斜向裂缝。
2.2在剪力墙的结构设计中，对于剪力墙结构的约束设计较大，使得构件之间承受了各种约束力，严重影响了各个构件自身的变形能力，因而极易因变形不协调而出现裂缝现象。
2.3由于剪力墙结构为竖向构件，因而在对混凝土进行养护时较为困难，而施工中又因加赶施工进度而过早的拆除模板，使得墙体更早的暴露在空气中，混凝土的干缩加快，也是产生裂缝的主要原因。
2.4在设计中对于剪力墙的厚度设计较大，但对墙体内的水平筋配置却很少，这中设计手法虽然满足了有关规定的要求，但在实际的应用中，水平筋并没有发挥其应有的对斜裂缝的抑制作用。
3、从裂缝谈剪力墙长墙的结构设计
由上述分析可以看出，若在剪力墙长墙的结构设计中不能全面考虑到长墙的结构特点，就极易出现墙体裂缝，影响剪力墙结构的施工质量，为此，必须要加强结构设计，防止剪力墙长墙裂缝的发生。
3.1概念设计方面。剪力长墙宜尽量避免直线型式，应避免结构突变（或断面突变）产生的应力集中，导致的应力集中裂缝。当不能避免断面突变时，应作局部处理，做成逐渐变化的过渡形式，同时加配钢筋。结构设计时，应加强概念设计，构件布置尽量均匀，形体尽量规则，避免局部过刚和应力集中，有利于减少剪力墙裂缝的出现。
3.2剪力墙水平筋的配置要求。剪力墙的水平分布钢筋，在剪力墙内主要起抗剪作用， 限制斜裂缝的开展，防止剪力墙的脆性破坏。在墙板结构中，采取增配水平构造钢筋的措施，使构造钢筋起到温度筋的作用，能有效地提高混凝土的抗裂性能。剪力墙水平分布钢筋的位置在结构构造中对产生裂缝也起着很重要的作用。水平分布钢筋应位于竖向钢筋的外侧，这种布置方式有利于抵抗温度应力的作用， 可以有效地减小混凝土保护层的厚度，增强剪力墙表层混凝土的抗裂性。
3.3剪力墙竖向筋的配置要求。剪力墙竖向分布钢筋，在剪力墙内主要起抗弯作用， 限制水平裂缝的开展。设计时按正截面强度计算确定，并应满足构造要求。另外，在结构使用阶段也可限制斜裂缝的开展。结构设计时，在满足计算和构造要求的基础上可适当提高剪力墙竖向分布钢筋的配筋率，尤其是在温度、收缩应力较大的部位，结构全截面的配筋率不宜小于0.35%，间距不应大于200ram。这样对混凝土裂缝的开展将起着有效的限制作用。
3.4剪力墙长墙中暗梁、暗柱的设置。剪力墙长墙中暗梁与暗柱（或明柱）一起，对剪力墙混凝土起着套箍的作用，共同约束剪力墙混凝土，限制裂缝的开展。暗梁的配筋，按构造要求设置， 暗梁常常设置在楼层位置处，这样当楼板中有次梁压在其中时，还可起到梁垫的作用；当剪力墙高度较大时，还可以在中间增设一道暗梁。在剪力墙长墙的中间位置， 可以增设构造暗柱，这样使得剪力墙增加了约束，从而有效减小墙体产生的收缩应力。
3.5剪力长墙上增开结构小洞或留置后浇带。在剪力墙长墙上增开结构小洞，通过开洞把长墙变成短墙，减少混凝土收缩变形的约束，使混凝土收缩应力得到释放，从而达到控制墙体裂缝的目的。这种方法，必需按墙上有小洞的计算模型对结构进行计算，确保结构的安全。在剪力墙长墙上留置施工后浇带，通过留置后浇带把长墙变成实质上的短墙形式，使得剪力长墙先释放了一部分温差收缩应力。当后浇带两侧的剪力墙混凝土收缩变形趋于稳定时，再封闭后浇带，从而避免了因温差收缩应力引起的裂缝。
3.6剪力墙长墙抗裂结构设计的原则
剪力墙长墙抗裂结构设计的原则应是正确处理“放”与“抗”的关系。在实际的应用中，应当根据不同的设计需求选择合适的设计原则，但通常在结构设计中，往往将两者相互结合，并妥善安排两者关系，做到“放”与“抗” 的均衡，使得剪力墙长墙受力合理，构造措施得当，结构设计既经济合理， 又安全实用，同时有效地避免裂缝的产生。
4、结语
总之，在剪力墙结构的设计施工中，若墙体长度过大，就易出现裂缝等质量病害，这对于保证建筑主体结构的安全稳定是有着很大影响的，为此，在对剪力墙长墙进行结构设计时，一定要从多方面因素出发，充分考虑长墙的结构特点，降低因墙体长度大而引起的各种外力变化对墙体的影响，从而减少混凝土结构产生裂缝，保证剪力墙长墙结构的设计施工质量。