小高层框剪结构中剪力墙的布置

小高层框剪结构中剪力墙的布置现在十多层的住宅建筑比较多，在7度区，采用框架剪力墙结构比较普遍。一般来说，剪力墙布置的越多，抗震越有利，但无限制的增加剪力墙会增加造价，而且无法发挥框剪结构的优越性。另外我们知道，增加剪力墙以后，结构刚度增加，自振周期就会缩短。一般我们的建筑物自振周期应该在Tg~5Tg（Tg为特征周期），看一下地震影响系数曲线，在这个区段里，周期缩短会增大地震作用效应，而且幅度挺大，对材料的消耗又会大大增加。今天在网上看到一位朋友的11层框剪住宅布置图，满眼都是长剪力墙，只看到寥寥几个柱子，这种布置还不如做成纯剪力墙结构，因为低一个抗震等级，至少用钢量可以小一点。

那么合理的剪力墙数量应该是多少呢，理论上讲同时都满足规范的要求时，最少的剪力墙数量最优。在李国盛《混凝土结构设计禁忌及实例》一书中认为：满足规范的位移限制要求，满足剪力墙承受的地震倾覆力矩不小于总倾覆力矩的50%，且为了使框架充分发挥作用，满足框架承受楼层剪力不小于0.2Fek，这时的剪力墙数量最合理。书中还有一套手算的判定方法（这种方法一些研究论文上都有），可以在方案或者扩初阶段不上机就可以布置出合理的剪力墙。

那么在实际工程中，究竟如何操作呢。每个工程都想做到李老师说的最优是不可能的，因为户型千变万化，每栋建筑都有其特殊性。那么我们就应该从规范的几点规定着手来研究这个问题。

首先在方案阶段，从概念上来布置剪力墙。《高规》8.1.7条就是框剪结构中剪力墙布置的一些概念性要求，这些规定其实真的很实用，有些朋友光盯着一些参数、盯着配筋，对这些实用的规定毫不在意（因为其不是强条），在模型调整时走了好多弯路。结合本人的一些经验，说说布置剪力墙的步骤：首先考虑建筑物的周边，可以从四角到四边均匀布置，然后考虑楼电梯间，再考虑一些平面转角处，最后看看剪力墙间距较大的位置中间点缀一两片墙。剪力墙最好布置成非一字形，两个方向都要布，宜短不宜长，个人认为在开始布置时只要满足一般剪力墙的最小长度即可，后面可以根据计算要求加长，应该说按照这种要求布置出来的平面看起来是很舒服的。总之框剪结构中的剪力墙布置应该是有目的的和点缀性的，切忌一上来就大片的布置剪力墙。

下一步就是上机验算，首先不需要去看配筋，可以先看周期，合理的第一周期范围，《全国技术措施》上讲在0.08~0.12N(N为层数)，超出这个范围，说明结构太刚或太柔，剪力墙太多或太少，可以作相应的调整，当然在这个范

围内以周期长一点为佳。第一、第二周期一般应该分别是Y 向和X向（假定X向为长方向）的平动周期（平动系数为1.0最佳，但有些时候也不一定要追求完美，接近即可。）。第三周期为扭转周期，它和第一平动周期的比值应该不大于0.9，否则说明扭转刚度不足。再看剪重比是否满足规范要求，不满足也说明抗恻刚度不足，地震力偏小。层数较多的建筑物允许有2~3层按规范要求调整地震力（调整差值控制在5%以内），超过这个就要求调整抗侧力构件了。

再看位移，层间位移角应不大于1/800，这也是衡量结构抗侧刚度的一个指标，太大太小都应该先找出这个位置，再作相应调整。不考虑偶然偏心时的位移比一般应该都在1.2以内，考虑偶然偏心时，1.2的限值比较难满足（尤其是长条形的建筑），只要不大于1.5即可，这是衡量扭转刚度的一个指标（前面讲个周期比是衡量扭转刚度的另一个指标），不满足时应该先考虑建筑物周边抗侧力构件的调整（对于长条形建筑就是长方向两侧），可以增大剪力墙，也可以加高连梁等。

最后看框架抗倾覆力矩占总抗倾覆力矩的比例，两个方向接近且在40%~50%间较好。注意，软件给出了每一层的比例，只要底部加强部位满足即可，根据框剪结构的受力特性，框架所承担的抗倾覆力矩是越往上越大的。

高规8.1.4条，框架总剪力在不小于0.2V0时不需要调整，是利用材料最充分的，但经过前面的几轮调整，要做到这一点不容易，做不到就要按规范要求放大，放大系数接近1.0较好。

做工程，还是要根据自己的掌握的知识和工程经验，多动脑筋，在保证安全性的基础上，多在经济性上下功夫。

高层住宅剪力墙的合理布置

摘要：本文以8度抗震设防区一幢高层住宅剪力墙的布置为例，分析了高层剪力墙结构不同墙体间距方案对结构的抗震性能和材料用量等的影响。 关键词高层住宅剪力墙墙体间距周期位移 中图分类号TU320.4文献标识码A

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nbsp;工程概况

本工程为山西省军区军官住宅发展中心筹建的一幢高层住宅，大楼建筑面积为23400m2，地下2层，地上24层，顶部设有2层塔楼，建筑物总高78.6m。其中，标准层层高2.8m，因没有设置设备层，故十二层及二十四层的层高为3.2m，地下一层层高为3.0m，地下二层层高为3.6m。平面形式为对称蝶形，采用剪力墙结构体系。据工程地质勘察报告，该场地土为Ⅱ类土，需按8度抗震设防，建筑物抗震等级为二级，采用筏板基础，埋深7.4m。±0.000以下墙体厚均为300mm，±0.000以上内、外墙厚均为200mm，填充墙采用加气砼砌块。砼标号十三层以下均为C35，十四层以上均为C30。

2剪力墙布置分析

剪力墙结构平面布置应根据建筑的使用功能、墙体构件类型、施工工艺及综合经济技术指标等多种因素加以确定，就本工程而言，墙体布置按承重情况可分为小开间横墙承重(方案一)和大开间横墙承重(方案二)两种方案。为了对本工程进行优化设计，使结构设计既符合现行规范要求，又达到经济合理，对大小开间横墙间距两种布置方式、结构的力学性能和经济指标的影响进行了比较。

2.1小开间横墙承重方案(方案一)

采用方案一，每开间都有剪力墙(见图1)，因结构不是双轴对称，所以应考虑扭转耦联作用。计算时，采用9个振型，计算结果见表1。从这些结果中可看出，采用小开间剪力墙布置，基本自振周期较短，结构的抗推刚度和抗扭刚度较大，相应的地震作用也较大。同时，墙体开间小，建筑布置也受限制，不够灵活。墙体过多，用的材料也多，楼房建设费用也要增加，而且墙体自身的承载力不能得到充分发挥和利用。从抗震性能讲，结构越刚，地震作用越大，墙体损坏后，才能减小地震力，如果墙体的延性设计不当，就容易产生脆性破坏。

2.2大开间横墙承重方案(方案二)

2.2大开间横墙承重方案(方案二)

图1 方案一平面布置

图2 方案二平面布置

图1 方案一平面布置

图2 方案二平面布置

随着先进技术的发展，各种新型轻质高强、隔热和保温墙体材料的广泛应用，人们对居住空间舒适程度的要求越来越高，结构的承重墙体开始向大开间过渡。对于本工程，为了使结构设计能在满足规范要求的前提下更趋合理，决定采用方案二。首先，去掉个别砼墙，每两个开间(甚至更多开间)仅设置一道钢筋砼承重横墙(见图2)，墙体间距一般为6m～8m，墙体布置由小开间变为大开间，减少了钢筋砼墙体的总数量，墙体总长度由440.56m减少至372.76m，即墙体面积相当于原面积的84.6%。其次，采用砖墙砌筑窗台墙，减小了多墙肢连梁的刚度。最后，对于某些较长墙肢，因刚度过大，采用开设结构洞的办法解决，经这样处理后的计算结果见表1。

表1 两种方案的计算结果比较

经分析可得出如下结论：钢筋砼墙体数量的减少，不仅有利于建筑的灵活布置，增大使用面积，方便用户，而且钢筋及砼用量减少，省材料，自重轻，降低结构造价。就上部结构而言，采用方案二可节约864m 3砼和80t钢筋，从而节约投资50万元。同时，结构的水平抗推刚度减弱，柔度增加，其自振周期比方案一长，结构的变形也大，而结构底部的地震剪力和地震总弯矩由于结构自身刚度的减弱比方案一小。墙体重量适中，墙体配筋率适宜，结构和基本构件的延性增加，抵抗地震作用的能力提高。

3结束语

总之，在高层剪力墙结构中，剪力墙的数量既不能过多，也不能过少。墙体数量过少，结构的变形过大，非结构构件的损坏比较严重，且在平面内楼板刚度无限大的假定也会不满足。反之，如果剪力墙的数量太多，会使结构的刚度和重量都增大，不仅材料用量增加，而且地震力也增大，所以剪力墙的数量应合理确定。本文通过一工程实例的分析可看出，无论从结构特性还是从经济技术指标来讲，在剪力墙结构中，应首选大开间横墙布置方案。