(整理)高层住宅剪力墙结构设计原则

高层住宅剪力墙结构设计原则
1 剪力墙布置原则
（1）剪力墙的位置：
1）遵循均匀、分散、对称和周边的原则。

2）剪力墙应沿房屋纵横两个方向布置。

3）剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及两端楼（电）梯处，在结构中部尽量减少剪力墙的布置量。

4）在平面布置上尽可能均匀、对称，以减小结构扭转。

不能对称时，应使结构的刚度中心和质量中心接近。

5）沿高度均匀变化；在竖向布置上应贯通房屋全高，使结构上下刚度连续、均匀。

6）多均匀长墙（增加抗侧刚度和减少剪力墙数和混凝土用量），少短墙（抗震性差）；可布置成单片形（不少于三道，长度不超过8m）、L形、T形、工字形、十字形或筒形最佳，H/L≥2, 少复杂形状转折。

7）洞口布置在截面中部，避免布置在剪力墙端部或柱边。

（2）剪力墙的间距：
为了保证楼（屋）盖的侧向刚度，避免水平荷载作用下楼盖平面内弯曲变形，应控制剪力墙的最大间距。

（3）剪力墙的厚度：
剪力墙厚度取值由以下因素确定：
1）通过结构分析，在满足最大层间位移、周期比、位移比的各项指标确定每层剪力墙的厚度；
2）不同抗震等级的轴压比的限制；
3）构造性及稳定性要求（而稳定性一般会满足）；
对于普通的住宅建筑在7度或8度地区，墙厚大多情况下是按稳定性和构造要求所控制的；
首先剪力墙厚度应满足《高规》7.2.1条7.7.2条规定（其实是高厚比要求），当不能满足上面几条的时候应按《高规》附录D 计算墙体的稳定,从大量工程实例看,
按《高规》附录D 计算的墙厚比《高规》7.2.1条7.7.2条规定的小得多。

故稳定性一般会满足；此时剪力墙墙厚主要由构造与施工要求控制。

建筑物高度在百米以下时剪力墙厚度一般取200~300mm
（3）剪力墙的墙肢长度：
剪力墙墙肢长度不能太短，否则就短肢(4-8倍)，不能太长（大于8 m），受弯后产生的裂缝宽度会较大，墙体的配筋容易拉断。

故我们控制剪力墙的墙肢长度大于厚度的8倍一点点，比如200墙；取1650墙肢长度，300墙取2450墙肢长度就行，但整个剪力墙的墙肢长度一般不要超过4m，当墙的长度很
长时，可通过开设洞口将长墙分成两段长度较小的墙段。

用以分割墙段的洞口上可设置约束弯矩较小的弱连梁(其跨高比一般宜大于6)。

剪力墙翼缘的尺寸要求：墙肢旁边为门垛时，门垛与墙肢合为整体。

门窗边离墙肢距离较近时（<200mm），墙肢作适当加长，做至门窗边。

墙肢翼缘尺寸宜≥500mm。

（短肢剪力墙定义详高规7.1.8）
（4）剪力墙的数量：
与结构体型、高度等有关。

从抗震性考虑，增加剪力墙数量，虽然结构抗侧力的能力提高,同时结构所承受的地震力也加大, 材料用量增大，二者不一定是成正比。

因此，可尽量减少剪力墙的布置量及结构自重，只需满足侧向变形的限值即可，剪力墙轴压比基本接近。

一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。

当不能判断时，可控制第一振型下一般剪力墙底部地震剪力不应小于总剪力的50%。

2 梁板布置原则
（1）对高层住宅, 荷载一般不大, 楼板绝大多数均为构造配筋, 板厚就决定了楼板用钢量的大小, 所以楼板厚度一般按挠度、裂缝及板内设备穿管的最低要求取值,不必过厚。

客厅、卧室、厨房、卫生间：L O(短跨)≤2.9m,h=90mm；L O=2.9~3.9m,h=100mm；
L O=4.0~4.4m，h=110㎜；L O=4.5~4.8m，h=120㎜；L O=4.9~5.2m，h=130㎜
阳台： h=90
屋面板:h≥120㎜, 屋面板负筋拉通筋应优先用Φ10@200或Φ10@180
（HRB335），板面通长钢筋不足时，板支座处另设计附加钢筋，施工图中应
注明贯通钢筋与附加支座钢筋应间隔错开布置；
（2）楼层梁布置时, 应保证梁具有简单明确的传力路径, 避免多重次梁、多次传力的情况。

剪力墙结构中的梁经济跨度一般在 3.0~ 5.0m 之间;
（3）若非刚度及连接一字形墙的需要, 不宜设置高连梁；
（4）建筑的洞口顶可设置后浇过梁, 再砌梁上填充墙;
（5）较小跨度( 3.6m 以内)的板上有隔墙或开有洞口时, 墙位置或洞口边可不设置梁, 可在板内设置加强筋的方式予以解决.
（6）梁截面一般按如下规定取：
外墙梁：200(250)×600
内墙框梁：200(250)×400~600
内墙小梁：200×300~400
阳台挑梁和边梁：200×400（受力较大处，不影响立面处可加大）
100厚小隔墙下梁：150×300~350
3 剪力墙结构分析流程
（1）试算分析
以一个标准层为基准,建立一个初步的结构模型, 根据层数及层高进行简单组装，
不考虑地震作用及配筋情况下(计算速度快)求出各楼层墙肢轴压比, 以
符合“剪力墙轴压比基本接近”的要求;比较计算轴压比及规范规定的轴压比限
值, 调整墙肢的长度、宽度及混凝土强度等级, 并对模型进行修改, 此次修改将
形成多个标准层,, 分析计算结果中的周期比、位移比、层间位移角等结构整
体计算指标是否满足规范要求。

（2）计算文本查看
（1）位移比（高规 3.4.5）。

位移比是在刚性楼板假定下计算的；
Ratio-(X),Ratio-(Y): 最大位移与层平均位移的比值
Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值（2）层间最大位移与层高之比（层间位移角）（高规3.7.3）。

是在刚性楼板假定下计算的；Max-Dx/h, Max-Dy/h.
（3）周期比（高规3.4.5）。

建议在刚性楼板假定下计算的；若不满足，可增加结构周边刚度，降低结构中部的刚度。

振型号周期转角平动系数(X+Y) 扭转系数
1 1.8428 2.36 0.97 ( 0.97+0.00 ) 0.03
2 1.5300 97.00 0.82 ( 0.01+0.81 ) 0.18
（4）层间刚度比（抗规3．4．3高规3．5．2 ）。

Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值
或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者（5）层间受剪承载力比（高规3．5．3 ）。

X方向最小楼层抗剪承载力之比:
0.53 层号: 2 塔号: 1
Y方向最小楼层抗剪承载力之比: 0.69 层号: 2 塔号: 1 （6）剪重比（抗规5．2．5）；
抗震规范(5.2.5)条要求的X向楼层最小剪重比= 0.80%
X 方向的有效质量系数: 99.50%
（7）刚重比（高规5．4．1 ）
通过刚重比控制满足高层建筑稳定性要求；若不满足，通常调整结构的高宽比。

（8）规定水平力框架柱及短肢墙地震倾覆力矩百分比(抗规)。

在后处理文本“框架柱倾覆弯矩及调整系数”中查看。

（3）计算调整
若层间位移角不满足规范要求, 可采取以下措施:查看位移文件以确定哪些楼层位移角超限, 一般情况是结构中上部楼层, 若超限不多, 可通过提高剪力墙变
厚度位置加以解决, 否则需增加剪力墙的布置量或关键连梁的高度。

若周期比、位移比不满足规范要求, 可采取以下措施: 1)将结构周边程序定义为连梁的梁改为框架梁或增加连梁高度, 以增加结构外围刚度; 2) 减少结构中
部剪力墙布置量及降低连梁高度以增大结构的平动周期而间接改善周期比、位移比;
若层间位移角较规范限值富余较多, 应适当调整梁布置及减小梁截面, 将部分连接复杂的梁改为铰接梁（通过特殊构件定义）, 以降低梁刚度, 从而减小地震作用, 降低成本。

4 计算中若干问题的处理
(1)连梁超筋: 计算分析中, 个别连梁超筋经常出现。

方法一：对超筋连梁, 加高连梁尺寸；方法二：若方法一收效不大,应扩大洞口宽度或减小梁截面, 增大连梁的跨高比, 减小该片联肢墙刚度, 转移其承担的部分地震力, 从而降低连梁内力达到不超筋的目的; 对调整确有困难的梁,若有其他可靠水平力传递路径也可以通过降低梁的弯剪刚度而不减小梁截面的方法进行调整（通过特殊构件定义）。

(1)框-剪结构进行剪力调整的目的, 是让作为第二道防线的框架有足够的安全储备, 对仅有少量柱的剪力墙结构, 柱起不到第二道防线的作用, 可以不做剪
力调整（在调整系数中，将0.2V0的调整起始和终止层均填0）, 一般认为框架柱承担倾覆力矩比不到15%的可不进行调整。