规范中关于剪力墙墙体稳定性的应用与探讨作者：曾伟健来源：《城市建设理论研究》2014年第09期摘要：剪力墙作为主要的抗侧力构件，在高层建筑结构中的应用十分普遍。
在实际工程中，常常需要按《高规》附录D验算剪力墙墙肢的稳定性。
文章以规范提出的方法，对剪力墙的稳定性计算方法及应用进行探讨。
关键词：高层建筑；抗侧力构件；剪力墙；稳定性中图分类号: TU973+.16 文献标识码：A剪力墙具有较大的刚度，在结构中往往承受水平力的大部分，成为一种有效的抗侧力结构。
在地震设防地区，设置剪力墙可以改善结构的抗震性能。
在实际工程中，对于设置剪力墙的高层建筑，剪力墙不仅作为水平力抗侧构件，同时也是竖向受力构件。
在对剪力墙设计的过程中，往往会遇到错层或越层剪力墙，又或者塔楼周边剪力墙存在楼梯间等PKPM不能按实际层高设计的情况，通常都需要手动对剪力墙的稳定性进行验算。
《高规》附录D提供了具体的公式对剪力墙的稳定性进行验算：D.0.1剪力墙墙肢应满足下式的稳定要求：（D.0.1）式中：q——作用于墙顶组合的等效竖向均布荷载设计值；Ec——剪力墙混凝土的弹性模量；t ——剪力墙墙肢截面厚度；l0——剪力墙墙肢计算长度，应按本附录第D.0.2条确定。
D.0.2剪力墙墙肢计算长度应按下式采用：l0=βh（D.0.2）式中：β——墙肢计算长度系数，应按本附录第D.0.3条确定；h——墙肢所在楼层的层高。
由公式D.0.1可知，影响剪力墙墙体稳定性的因素包括：1）.剪力墙墙顶荷载；剪力墙平面外稳定性与该层墙体顶部所受的轴向压力的大小密切相关。
竖向荷载越大，墙肢越容易失稳。
2）.混凝土弹性模量；即与剪力墙混凝土强度等级的选取有关。
混凝土强度等级越高，混凝土的弹性模量越大。
3）.剪力墙截面的厚度；为保证剪力墙平面外的刚度和稳定性，《高规》7.2.1条强调剪力墙的截面厚度应满足剪力墙截面的最小厚度规定。
墙体截面越大，剪力墙平面外稳定性越好。
墙体稳定计算在此偏于安全的选取底部加强层上一步存在大开洞楼层进行墙体稳定性验算，具体过程如下：1．1 基本资料1．1．1 工程名称：工程一1．1．2 墙肢的支承条件：Ｔ形剪力墙的翼缘墙肢（三边支承）层高 h ＝5600mm 剪力墙截面高度 bf ＝ 600mm 剪力墙截面厚度 t ＝ 200mm1．1．3 按三级抗震等级设计的剪力墙部位：其他部位1．1．4 混凝土强度等级：C40 混凝土轴心抗压强度设计值 fc ＝19.11N/mm混凝土弹性模量 Ec ＝ 32600N/mm1．1．5 墙顶轴压比 N/（fcA）＝ 0.54等效竖向均布荷载设计值 q ＝ 0.54*19.11*200 ＝ 2063.7kN/m1．2 剪力墙截面最小厚度根据高规第 7.2.2 条第 2 款，按三级抗震设计的剪力墙截面厚度应符合下列规定：其他部位，不应小于层高或剪力墙无支长度的 1/25，且不应小于 160mm。
tmin ＝ Max{224, 20, 160} ＝ 224mm，取 tmin ＝ 230mm 剪力墙截面厚度 t ＜剪力墙截面最小厚度 tmin，应进行墙体稳定计算。
1．3 墙体稳定计算1．3．1 Ｔ形剪力墙的翼缘墙肢（三边支承）的计算长度系数ββ＝ 1 / [1 + (h / 3 / bf) ^ 2] ＝ 1/[1+(5600/3/600)^2] ＝ 0.09 ＜ 0.25，取β＝ 0.251．3．2 剪力墙墙肢计算长度 LoLo ＝β * h ＝ 0.25*5600 ＝ 1400mm1．3．3 剪力墙墙肢应满足下式的稳定要求：q ≤ Ec * t ^ 3 / (10 * Lo ^ 2) （高规式 D.0.1） Ec * t ^ 3 / (10 * Lo ^ 2)＝ 32600*200^3/(10*1400^2)＝ 13306.1kN/m ≥ q ＝ 2063.7kN/m，满足要求。
中铁五局沪昆铁路客运专线云南段（TJ1标）项目经理部临建挡土墙类型的确定及稳定性验算一、挡土墙类型选择从经济使用的角度出发，结合当地的实际情况，初步确定用于本施工管段内的临建及便道挡土墙类型为石砌重力式挡土墙。
其特点是○1依靠墙身自重抵抗土压力的作用；○2形式简单，取材容易，施工简易。
挡墙根据墙背的倾斜方向，墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线和衡重式几种。
在其他条件相同时，仰斜墙背所承受的土压力比俯斜式小，故其墙身断面亦较俯斜墙背经济。
同时，由于仰斜式墙背的倾斜方向与开挖面边坡方向一致，故开挖量和回填量均比俯斜式墙背小。
综合考虑，在此确定挡墙类型为重力式（仰斜式）挡土墙。
其墙身断面形式如下图所示：重力式挡土墙断面图（扩大基础）重力式挡土墙断面图图中，m=n，且m值宜为0.05~0.30，H=2.0~6.0m，B≥0.5m当地基承载力不足且墙趾处地形平坦时，为减小地基应力和增加抗倾覆稳定性，常采用扩基础。
扩大基础是将墙趾或墙蹱部分加宽成台阶，也可以同时将两侧加宽，以在、增大承压面积，减小基底压力。
台阶宽度一般不小于0.2m 。
台阶高度按加宽部分的抗剪、抗弯和基础材料的扩散角要求确定，高宽比可采用3:2或2:1。
挡墙基础埋置深度：为保证挡土墙的稳定性，必须根据地基的条件，将挡土墙基础埋入地面以下适当深度。
基础埋置深度需满足：○1设置在土质地基上的挡墙，基底埋置深度一般应在天然地面以下1.0m ；受水冲刷时，应在冲刷线以下1.0m 。
○2 设置在石质地基上的挡土墙，应清除表面风化层，当风化层厚难于清除时，可根据风化程度及允许地基承载力，将基础埋置在风化层中，并保证有一定的襟边宽度。
二、 挡土墙稳定性验算挡土墙的设计方法有容许应力法和极限状态法两种。
容许应力法是把结 构材料视为理想的弹性体，在荷载的作用下产生的应力和应变不超过规定的容许值。
极限状态法是根据结构在荷载作用下的工作特征，在容许应力法基础上发展形成的一种方法。
无肢长度的概念规定剪力墙的最小厚度的目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性。
墙体的稳定性严格上由高规附录D的公式D.0.1确定，可见，墙体的稳定性和墙体的厚度t、墙的高度h（视楼板为上下约束，墙高即上下约束之间的距离）、左右约束条件（体现在计算长度系数β上）以及作用于墙顶的竖向荷载有关。
一般结构设计时，荷载、层高及其左右约束基本都是确定的，为了保证墙体稳定性，设计人员需要控制最小墙厚。
当墙平面外有与其相交的剪力墙时,可视为剪力墙的支承,有利于保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。
因此,高规7.2.2条规定可根据层高和无支长度来确定墙厚的最小限值。
一般情况下，建议最好根据层高（即被上下楼板约束的距离，一般的楼层间距要比一般的墙肢短）来确定该限值，在某些特殊情况下，如出现某层楼板缺失，或局部开大洞造成墙高较大的时候，可以考虑墙体左右约束的作用，这个时候用到无支长度的概念。
所谓无支长度，应该这么理解，是指沿剪力墙长度方向没有平面外横向支承时的长度，即一直算到有平面外横向支承为止的长度。
支承可以是翼墙，也可以是端柱(有翼墙或端柱的剪力墙的规定应符合高规表7.2.16注3的要求)。
照这样理解，无支长度不外乎有图1所示这三种情况。
由于这本来就是简化的方法，因此，无支长度是从翼墙或者端柱的中心算起还是如图1所示取净长度，就不是十分重要了。
PS：高规7.2.16的关于翼墙端柱的规定仅仅是针对约束构件配筋的，因此在框剪结构中，一字形的墙要加端柱时不能以此判断无端住。
高规7.2.17.3 抗震设计时，构造边缘构件的最小配筋应符合表7.2.17的规定，箍筋的无支长度不应大于300mm，拉筋的水平间距不应大于纵向钢筋间距的2倍。
当剪力墙端部为端柱时，端柱中纵向钢筋及箍筋宜按框架柱的构造要求配置；还应注意的是，如果墙肢没有翼墙或者端柱，则这段墙肢就没有所谓的无支长度，其最小厚度只能按照层高估计，如果不能满足要求，则需要根据附录D来验算。
