高层剪力墙结构设计
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析在现代城市的建设中，高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
剪力墙结构作为高层住宅建筑中一种常见且重要的结构形式，其设计的合理性和科学性直接关系到建筑物的安全性、稳定性以及使用功能的实现。
本文将对高层住宅建筑剪力墙结构的设计进行详细的探讨与分析。
一、剪力墙结构的基本概念与特点剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成，这些墙体不仅承担着竖向荷载，还能有效地抵抗水平荷载，如风荷载和地震作用。
其主要特点包括：具有良好的抗侧刚度，能够有效控制建筑物在水平荷载下的变形；结构整体性强，空间整体性好，能够提供较为规则的建筑平面布局；墙体自身的承载能力较高，能够承受较大的竖向和水平荷载。
二、高层住宅建筑中剪力墙结构的设计要点1、结构布置在设计过程中，剪力墙的布置应遵循均匀、对称、周边化的原则。
均匀布置可以使结构在各个方向上的刚度相近，减少扭转效应；对称布置有助于减小水平荷载作用下的偏心影响；周边化布置则能增强结构的抗扭性能，提高结构的整体稳定性。
同时，要注意避免出现短肢剪力墙，因为短肢剪力墙的抗震性能相对较弱。
对于较长的剪力墙，应设置洞口将其分成若干墙段，以避免墙段过长而导致脆性破坏。
2、墙体厚度剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体所承担的荷载等因素来确定。
一般来说，底层剪力墙的厚度较大，随着楼层的增加逐渐减小。
在满足结构要求的前提下，应尽量减小墙体厚度，以增加建筑的使用面积。
3、混凝土强度等级混凝土的强度等级应根据结构的受力情况、耐久性要求以及施工条件等综合确定。
高强度等级的混凝土可以减小墙体的截面尺寸，但过高的强度等级可能会导致混凝土的脆性增加，不利于结构的抗震性能。
4、配筋设计剪力墙的配筋包括竖向分布钢筋和水平分布钢筋。
竖向分布钢筋主要承受墙体的竖向荷载，水平分布钢筋则主要用于抵抗水平荷载产生的剪力。
配筋量应根据计算结果和规范要求进行确定，同时要注意钢筋的间距和锚固长度等构造要求。
高层剪力墙结构设计
剪力墙结构最大适用高度 ： 度、７ 、８ ６ 度 度抗震 时，将本地区
设 防烈 度 提 高 一级 后 ，按 乙类 、丙 类 建筑 采 用 ９ 抗 震时 ，应 度 专 门研 究 （ 明 ：房屋 高 度 指 室 外 地 面 至 主 要 屋 面 高度 ，不 说
１剪力墙设计 中的基本概念 ． １１ ．剪力墙高和宽尺寸较 大但厚度较小 ，几何特征像板 ，
遇地震作 用下的薄弱层层问弹塑性位移角 ￣／２ 。 ＜ １０ １ ２７ 适 度 要 求 ： 高度 超 过 １ ０ ．舒 ５ ｍ的 高 层 建 筑 ，按 １ 年 一 Ｏ 遇的风荷 载取值计 算的顺风 向与横风 向结构顶点 的最 大加速
度 限值 为 ：住 宅 、公 寓０１ ｍ／ ，办 公 、 旅馆 ０２ ｍ／ ５ ｓ ． ５ ｓ。
度按 以下情 况取 其／值 ：即① 剪力墙 之间的间距 ； 门窗洞 Ｊ 、 ②
口之间的翼缘宽度 ；③ 墙肢总高度 的１１ ；④剪 力墙厚度 加 ／０ 两侧翼墙厚度各６ 的长度。 倍 １４ ．为了保证墙体的稳定性及便于施工 ，使墙有较好的承
载 力 和 地 震 作 用 下 耗 散 能 力 ，规 范 要 求 ～ 、 二 级 抗 震 等 级 时 墙 的 厚 度 应 ≥ １Ｏ ６ ｍｍ ，底 部 加 强 区 宜 ≥２ ０ ０ ｍｍ ，三 、 四级 抗 震等 级 时应 ≥ １０ ４ ｍｍ ，竖 向钢 筋应 尽 量 配置 于 约束 边 缘 。
１２ ．实际工程 中剪力墙分为整体墙和联肢墙 ：整体墙如一 般 房屋 端的山墙 、鱼骨式结构片墙 及小开洞墙。整体 墙受力
如同竖向悬臂 ，当剪力墙墙肢较长时 ，在力作用下法 向应力 呈线性分布 ，破坏形态似偏心受压柱 ，配筋应尽量将竖 向钢 筋布置在墙肢两端 ；为防止剪切破坏 ，提高延性应将底部截
高层住宅剪力墙结构设计控制及调整
高层住宅剪力墙结构设计控制及调整高层住宅设计中广泛采用剪力墙结构，本文给出了剪力墙结构的布置原则及设计时的注意事项；汇总了剪力墙结构计算的各个设计指标以及对应的调整方法。
随着社会进步，科技发展，人们对住宅的功能要求越来越丰富，建筑设计越来越符合功能和审美的要求；为实现建筑的要求，结构选型主要与其使用功能直接相关，同时拟建场地的地理位置，抗震烈度也是影响结构选型的重要因素。
为了进一步提高土地利用率，建设单位倡导建设高层住宅，以满足市场的需求及企业自身经济效益的要求；目前高层住宅成为人们的主要居住形式，高层住宅主要的结构形式多为剪力墙结构。
1剪力墙结构的特点剪力墙结构是由竖向剪力墙和水平楼面梁板组成的结构。
剪力墙既作为承受水平和竖向作用的构件，又有分隔房间的作用。
其布置原则除了应满足建筑使用要求，对结构受力是否合理至关重要，剪力墙布置是否合理进一步决定了该建筑的建设费用，所以更多的建设单位在前期建筑方案及与相应的结构选型上尽量优化，而达到节省造价的目的。
2建模时的注意事项（1）剪力墙：目前结构常用计算软件：中国建筑科学研究院开发的软件PKPM，北京盈建科软件XXXX有限公司编制的软件YJK，均可进行剪力墙结构的计算。
（2）剪力墙平面布置原则：依据建筑平面图：①外墙可布置为剪力墙，增加建筑平面的抗扭刚度。
②内墙布置时，平面均匀对称布置，竖向连续，避免楼层错洞保证剪力墙边缘构件上下连续贯通，同时避免墙肢开洞过大形成抗震性能较差的短肢墙（短肢剪力墙指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙）。
③剪力墙的截面厚度及构造配筋应当依据实际工程剪力墙部位及抗震等级，参见《高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）》7.2.1，10.4.6，《建筑抗震设计规范（GB52022-0510）》（以下简称抗规）6.4.1，6.4.3条。
④内墙长度除应满足建筑条件，还要考虑墙下桩最小桩间距的要求，例如：常规设计时，桩直径700mm，桩间距不小于3倍桩径，加上0.5倍的桩径，建议上部剪力墙的长度为2500mm，上部如有结构洞口，宜尽量使洞口避开桩位。
高层剪力墙的结构设计
的部分为六边形 ， 突出长度为２ ． １ ｍ， Ｌ／ Ｂ ｍ ａ ｘ ＜ ０ ． ３ ， 符合规则建筑平面布置
４ ３结构设计 的主要参数
加， 这也 同样 引起较 大地 震反应 ， 进而造成 浪费 ； 剪力墙结构 中各墙肢轴 要 求 。 体多为构造配筋 ， 配筋率均较低 ， 使得结构延性较差。 场地类 型为Ｉ Ｉ 类建筑场地 ， 剪力墙抗震等级为二级。水平 地震作 用按 ｘ ， Ｙ两个方 向计算。同时考虑扭转耦联 ， 周期折减系数０ ． ８ ５ ， 计算 取９ 个 振
平 荷载 ， 所 以在总体 的墙 面结构上就有 以下特点 ： 抗侧刚度大 ， 侧移小 ； 室
某工程 ， 总建筑面 积为 １ ２ ５ ７ ０ ｍ ２ ， 采用短肢 剪力墙结 构 ， 为１ ２ 层住 宅
楼， 层高３ ｍ， 顶层 为复式住宅 ， 屋顶为四坡屋面 。
４ ． ２剪力墙结构设计
内墙面较为平整 ： 结构 自 重大， 吸收地震的能量 大 ； 一般剪力 墙的墙肢截 面高度 与厚度 之比很 大 ， 在水平荷载 的作用下 ，通常抗剪 刚度起控制作 用， 故其耗能较差。所以它常常应用在层数较多（ ２ ０ 层以上） 的高层建筑 中，
高层 建筑的中竖向荷 载一般都 比较 大，会在柱 中引起很 大的轴向变 截面尺寸具体规定如下 ： 形从而也就影 响连续梁弯矩 ， 同时还会影响预制构件 的下料长度。因此必
须考虑轴向变形计算值 ， 对下料长度作相应调整。
１ ， ２水平 荷 栽
小 于层 高或剪力墙无支长度 的１ ／ １ ６ ， 且 不应小于２ ０ ０ ｒ ｔ ｌ ｉ Ｔ ｌ ， 其他部位 不应
１ ． １轴 向 变形
的刚度相差悬殊洞 １ ： ３ 设置 ， 在抗震结构设计 时 ， 一、 二、 三级 的抗震等 级剪
高层建筑结构设计第4章剪力墙结构设计课件.ppt
4.1剪力墙结构布置与计算基本假定
4.1.1剪力墙结构布置与设计要点 4.1.2剪力墙结构的承重方案 4.1.3计算基本假定 4.1.4剪力墙内力计算
4.1.1剪力墙结构布置要点
剪力墙结构布置与设计要点 1.剪力墙平面布置（双向或多向） 2.剪力墙竖向布置（连续布置，避免突变） 3.剪力墙的配筋 4.剪力墙的墙肢分类 5.短肢剪力墙的设计要求 6.剪力墙结构的典型平面 7.剪力墙结构的变形
a ——洞口两侧墙肢轴向间距
6.4双肢墙内力及位移计算
力与变形关系
M 1 ( x)
EI1 y1"
EI
'
11
M 2 (x)
EI 2 y2"
EI
2
' 2
y1 y2 y
1 2
4.4双肢墙内力及位移计算
根据力与变形关系得不同荷载情况下得微分方程
2 1 1 2
倒三角荷载
( ) 2( ) 2
4.4双肢墙内力及位移计算
1、适用条件： 开洞规则，墙厚、层 高不变的双肢剪力墙。
➢ 判别条件： ＝1～10
4.4双肢墙内力及位移计算
➢ 2、基本假定 （1）忽略连梁轴向变形，即假定两墙肢水平位移完
全相同 （2）两墙肢各截面的转角和曲率都相等，连梁两端
转角相等，连梁反弯点在梁的中点 （3）墙肢截面、连梁截面、层高等几何尺寸沿全高
4.2.5剪力墙截面设计
内力与位移计算思路 N－由竖向荷载和水平荷载共同产生 M－由水平荷载产生 V－由水平荷载产生——受剪(水平钢筋)
压弯构件 (竖向构件)
竖向荷载下的N：按照每片墙的承载面积计算
水平荷载下的M、N、V：按照墙的等效刚度分配至 各墙
高层民用建筑剪力墙结构设计
浅论高层民用建筑剪力墙结构设计摘要：近年来，我国的高层建筑事业发展十分迅猛，加强高层民用建筑剪力墙结构设计的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验，对高层民用建筑剪力墙结构设计进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；优化设计中图分类号： tu398+.2 文献标识码： a 文章编号：一、高层建筑剪力墙结构的概念设计高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载，还要抵抗地震作用，在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，通常可以忽略；而在高层建筑中，水平荷载和地震力的作用将成为高层建筑剪力墙的控制因素。
剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。
剪力墙结构承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。
其特点是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移小，并且由于没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置。
在水平地震作用下，高层短肢剪力墙结构主要表现为整体弯曲变形，底部外围的小墙肢承由于竖向荷载较大，破坏严重，特别是一字形小墙肢的破坏最为严重。
可增加建筑物周边墙肢长度或连梁高度来消除扭转不规则，从而使结构的抗扭刚度明显增大。
为了提高墙肢的承载力和延性，还需加强边缘构件配筋，增大这些部位墙肢纵筋和箍筋的配筋率，严格控制轴压比。
二、剪力墙结构设计方面的优化1、在剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向布置，形成空间结构；抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向布置剪力墙，并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近，以使其具有较好的空间工作性能。
剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使其结构具有适宜的侧向刚度。
2、剪力墙墙肢截面宜简单、规则，剪力墙的竖向刚度应均匀，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁，应力分布比较规则，又与当前普遍应用的计算简图较为符合，设计结果安全可靠。
宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置，当剪力墙的洞口布置出现错洞、叠合错洞时，墙内配筋应构成框架形式。
(完整)高层住宅剪力墙结构设计原则
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
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。
26层剪力墙住宅楼结构cad设计施工图（电梯机房含塔楼）
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④槽形和工字形剪力墙的腹板，按四边支撑板计算：
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三、墙肢的设计内力调整
1、墙肢的控制截面 ⑴墙肢底截面； ⑵墙肢厚度改变处； ⑶混凝土等级改变处； ⑷配筋改变处。
2、墙肢的设计内力调整 A、设计弯矩调整：
⑴除一级剪力墙外，设计弯矩不作调整。 ⑵抗震等级为一级的剪力墙：
防止发生斜压破坏 ——限制剪力墙截面的最小尺寸；
防止发生剪压破坏 ——通过计算配置所需的水平钢筋。
六、墙肢构造要求 1、剪压比限制
无震组合 有震组合
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l
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V
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1
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V
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1
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①单片独立墙肢按两边支撑计算，取 b等于1.0;
②T形、L形、槽形和工字形剪力墙的翼缘，采用三边
支撑板按下式计算：
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1
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1?
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bf——T形、L形、槽形和工字形剪力墙的单侧翼缘截面高度：
③ T形剪力墙的腹板，也按三边支撑板计算：
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1
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1
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q
?
Ect3
10l
2 0
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，按下列规定采用。
2、剪力墙墙肢计算长度应按下式计算：
l0 ? ? h
式中： h——墙肢所在楼层的层高；
b——墙肢计算长度系数，按下列规定采用：
最小配筋率 最大间距 最小直径 最大直径
（％）
（mm） （mm） （mm）
一、二、三级
0.25
300
四级、非抗震
0.20
8
bw/10
部分框支剪力墙结构 底部和加强部位
0.30
200
特殊部位尚需加强
⑶布置方式
为避免墙表面的温度裂缝，使混凝土 均匀受力，墙肢分布筋不允许采用单 排配筋，应采用双排或多排配筋。
墙肢设计
一、墙肢的破坏形态
在轴向压力和水平力的作用下，墙肢的破坏形态与实体墙 的破坏形态相同
弯弯弯弯
弯弯弯弯
弯弯 弯
弯弯弯弯
弯弯弯弯
剪跨比是影响剪力墙破坏形态的重要因素，一般用 剪力墙截面上弯矩与剪力的相对大小来表示：
l? M
Vhw
弯曲破坏 ：当 l ≥2 时，墙肢内力以弯矩为主，容易发生
弯曲破坏，延性较好。
V
?
1.1Mwua Mw
Vw
大小偏压的区分： ——界限压区高度。
破坏形态与设计方法同柱子，区别仅在于配筋方式不 同。剪力墙配筋有 ：
⑵水平分布筋；
⑴端部纵筋； ⑶竖向分布筋。
弯弯弯弯
弯弯弯弯弯
弯弯
弯弯弯弯 弯弯弯弯弯
弯弯
弯弯弯弯弯
弯弯弯弯弯
考虑到竖向分布筋直径较小，对承担压力贡献不大，设 计规定：
连梁塑性铰先于墙肢出现，利用连梁的塑性变形耗散 地震能。
⑴合理设置洞口 使剪力墙由墙肢、连梁构成，形成 多道抗震设防；
⑵合理设计连梁 。
2、强剪弱弯
地震力一般会使墙肢底部形成塑性铰，应提高其抗剪 承载力，避免剪切破坏。
合理设计剪力墙配筋，使墙肢具有足够的承载力和延 性。⑴限制墙肢 轴压比—底部；⑵合理设置 边缘构件。二 者是保证剪力墙抗震性能的重要措施。
大偏拉墙肢出现时，应加强另一墙肢的弯矩、剪力
设计值 ——×1.25。——偏拉可能形成通缝，抗剪刚度减 小，使另一墙肢荷载增加。
B、设计剪力调整：
针对一、二、三级剪力墙底部加强部位，其余不作调整
V ? ? vwVw
底截面最不利组合的剪力值 1.6，1.4，1.2
9度设防时一级剪力墙尚 应满足
四、墙肢偏压、偏拉设计
fyw
Asw hw0
(hw0
?
1.5x)
x 1. 5x
五、墙肢斜截面设计
墙肢斜截面破坏形态
剪拉破坏
剪跨比较大且横向钢筋较少时 发生。一条斜裂缝裂通，脆性
斜压破坏
剪压比过大。混凝土斜向压碎
剪压破坏
设计情况。出现一条主要的弯 剪（或腹剪）斜裂缝，横筋屈 服、混凝土压碎。
设计措施：
防止发生剪拉破坏 ——配筋必须满足最小配筋率；
4、边缘构件
1）当剪力墙的轴压比较高时，在水平力作用下，塑 性变形能力差。为改善剪力墙的塑性变形能力，在剪力墙 的两端和洞口边缘设置暗柱、翼柱、端柱、转角柱 等，称 作剪力墙的边缘构件。
3、底部加强部位
抗震设计时，剪力墙底部加强部位的范围，应符合下列规定： ①底部加强部位的高度，应从地下室顶板算起； ②取底部两层和墙体总高度1/10的较大值； ③当结构计算嵌固部位位于地下一层底板或以下时，底部加强
部位宜延伸至计算嵌固端。
7 剪力墙结构内力、位移计算
1. 剪力墙结构的延性设计 2. 剪力墙墙肢设计 3. 剪力墙连梁设计
弯剪破坏 ：当 2＞l ＞1 时，墙肢内很难避免出现剪切斜
裂缝，设计合理时，可以实现延性尚好的弯剪 破坏。
剪切破坏 ：当 l ≤ 1 时，墙肢内力以剪力为主，一般发生
剪切破坏，延性较差。
二、墙肢的稳定性验算
剪力墙墙肢的稳定承载力，与其支撑条件有关。工程 中剪力墙墙肢的支撑情况大致有以下几种：
1、剪力墙墙肢应满足下式的稳定要求：
7 剪力墙结构设计
1. 剪力墙结构的 延性设计 2. 剪力墙墙肢设计 3. 剪力墙连梁设计
7 剪力墙结构内力、位移计算
1. 剪力墙结构的延性设计 2. 剪力墙墙肢设计 3. 剪力墙连梁设计
剪力墙结构的延性设计
剪力墙结构或框 —剪结构，抗震设计时，要求剪力墙 必须具备足够的延性。要做到这一点，应注意以下几个方 面： 1、强墙弱梁
?
2、轴压比限制 ——按重力荷载代表值计算
墙肢轴压比限制
轴压比
n
一级（9度） 0.4
一级（7、8度） 0.5
二、三级 0.6
目的:保证塑性铰延性，针对一、二、三级剪力墙底
部加强部位。
3、分布钢筋构造
⑴作用 —— 抗弯、抗剪、减少收缩裂缝。
⑵最小配筋率
墙肢的竖向、横向分布筋最小配筋率
抗震等级或部位
底部加强部位
采用墙肢底截面弯矩组合值
其他部位
截面弯矩组合值× 1.2
其目的是，如果剪力墙在地震力下出现塑性铰，则应
保证塑性铰出现在墙底，防止其他部位形成薄弱层。
特别注意
避免出现小偏拉墙肢。
小偏拉时墙肢裂通，对抗震不利。
避免出现小偏拉墙肢的方法：⑴调整剪力墙的长度 (≤8m) —剪力墙越长，端部墙肢拉力越大；⑵设计弱连 梁—墙肢轴力由连梁剪力产生。