剪力墻布置及尺寸確定方法

1、剪力墻布置及尺寸確定方法1、結(jié)構(gòu)布置時宜盡量避免短肢剪力墻結(jié)構(gòu)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”是指含截面高度與厚度之比小于 8 的短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)體系，廣東省實施高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程補充規(guī)定（以下簡稱補充規(guī)定）第 3.2.4條則定量化地界定為具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)指短肢墻的截面面積占剪力墻總面積 50%以上”。當(dāng)結(jié)構(gòu)體系屬短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時，按高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程第 7.1.2條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的最大適用高度有所降低，同時需對短肢剪力墻采取加強措施，對實際設(shè)計影響較大的有“軸壓比，抗震等級為一、二、三級時分別不宜大于 0.5、0.6、0.7;對無翼緣或端柱的一字短肢剪力墻，其軸壓比限值相

2、應(yīng)降低 0.1-其他各層（非底部加強部位）短肢剪力墻的剪力設(shè)計值，一、二級抗震等級應(yīng)分別乘以增大系數(shù) 1.4 和 1.2等，故實際設(shè)計時，宜盡量避免采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，以獲得較優(yōu)的經(jīng)指標(biāo)，同時也可相對簡化設(shè)計，且結(jié)構(gòu)也具有更高的可靠度。但應(yīng)注意，即使結(jié)構(gòu)不屬具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)”，補充規(guī)定的 6.0.3 條仍對短肢剪力墻有提高抗震等級、降低軸壓比限值和加強構(gòu)造配筋的要求。避免剪力墻結(jié)構(gòu)成為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的做法為：保證一般剪力墻（截面高度與厚度之比不小于 8 的非短肢剪力墻）的面積數(shù)超過剪力墻總面積的 50%,具體操作如下：（1）分別使 X 向和 Y 向的一般剪力墻面積均超過相

3、應(yīng)方向剪力墻總面積的 50%;（2）某方向的剪力墻，當(dāng)截面高度與厚度之比大于 8 時，按一般剪力墻計算；當(dāng)長度與厚度之比在 58 之間，或為小于 5 的獨立墻肢，或為小于 5 的非獨立墻肢且與之相連的垂直方向剪力墻截面高寬比也小于 5 時，按短肢剪力墻計算；當(dāng)非獨立墻肢截面高度與厚度之比小于 5 且與之相連的垂直方向剪力墻截面高度與厚度之比不小于 5 時，可將該墻肢看作是屬于與之相連的垂直方向剪力墻的翼緣，不按剪力墻計算面積。但應(yīng)注意，當(dāng)剪力墻滿足補充規(guī)定 第3.2.3條規(guī)定， 即厚度不小于層高的1/15,且不小于300mm,高度與厚度之比大于4時”，仍屬一般剪力墻。2、控制合理的剪力墻折算厚

4、度某樓層的剪力墻折算厚度我們這里定義為：該樓層的剪力墻混凝土體積與樓層的結(jié)構(gòu)面積之比，這是反映剪力墻結(jié)構(gòu)體系經(jīng)濟(jì)性的一個重要指標(biāo)。當(dāng)剪力墻折算厚度在一個合適的范圍時，只要我們將剪力墻的配筋率在滿足規(guī)范及受力要求的前提下控制在一個合理的數(shù)值，那么我們就可以基本保證該剪力墻結(jié)構(gòu)造價是經(jīng)濟(jì)的。根據(jù)我司以往設(shè)計的若干剪力墻結(jié)構(gòu)工程的統(tǒng)計經(jīng)驗，當(dāng)建筑為 12 層左右的小高層時，標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻折算厚度控制在 90100mm左右；當(dāng)為 18 層左右時，控制在 120130mm 左右；當(dāng)為 25 層左右時，控制在 140150mm 左右，則該工程會達(dá)到一個較好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。若剪力墻折算厚度偏大較多，則說明該工程布

5、置的剪力墻數(shù)量或面積過多了，計算結(jié)果的具體表現(xiàn)為：軸壓比普遍較小，層間位移角比規(guī)范限制有較大富余（即側(cè)向剛度較大），這時應(yīng)考慮對剪力墻的布置或截面進(jìn)行優(yōu)化，以控制結(jié)構(gòu)成本。3、合理確定剪力墻的截面高度與厚度（1）標(biāo)準(zhǔn)層：一般住宅標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻的厚度取為 200mm 則基本可滿足穩(wěn)定性和軸壓比的要求，這時，除提高剛度需要或建筑構(gòu)造需要或減少梁跨需要等情況外，剪力墻截面高度可取 1650mm,即可滿足成為一般剪力墻，我們可稱之為 200 厚剪力墻的經(jīng)濟(jì)長度。（2）底部層高較大的樓層：由于建筑使用功能的需要，建筑物在底部的地下室、架空層、裙樓等樓層往往具有較大的層高，這時剪力墻因穩(wěn)定性的要求（構(gòu)造或穩(wěn)

6、定驗算）需有較大的厚度，對上部標(biāo)準(zhǔn)層長度為 1650 的一般剪力墻，則會因剪力墻厚度增大而使其在底樓層變?yōu)槎讨袅?，為使底部層高較大樓層的剪力墻仍能滿足不屬短肢剪力墻”的要求，可考慮如下的處理方法：將剪力墻厚度加大為不小于層高的 1/15,且不小于 300mm,則當(dāng)剪力墻高度與厚度之比大于 4 時，仍可視為一般剪力墻，如即使層高為 6 米，當(dāng)剪力墻厚度為 400 時，1650 長度的剪力墻仍屬一般剪力墻。實際操作時，對長度較大，軸壓比較小的剪力墻，當(dāng)穩(wěn)定性能足要求且截面高度與厚度之比亦不小于 8 時，也可不將剪力墻厚度加大至層高的 1/15。該法的優(yōu)點是基本不需加長剪力墻，對建筑功能不會有太

7、大的影響；缺點是剪力墻折算厚度較大。在條件允許時，在樓層間設(shè)置一層分隔梁，沿剪力墻平面外拉設(shè)以提供其平面外平動及轉(zhuǎn)角自由度的約束，大致相當(dāng)于多設(shè)一層樓蓋的效果，以減少剪力墻的計算長度，從而使剪力墻厚度不需太大也能滿足一般剪力墻的條件，也能滿足穩(wěn)定性的要求。在保證剪力墻厚度能滿足穩(wěn)定性要求的前提下增加剪力墻長度，使 50%以上面積的剪力墻截面高度與厚度之比滿足不小于 8 的要求。該法的缺點是會使較多的剪力墻在底部樓層增加長度，因與建筑往往對底部車庫、架空層、裙樓等有較大空間的要求相違背而影響建筑使用功能，建議慎用。二、剪力墻抗震等級及約束邊緣構(gòu)件配置范圍的確定1、一般剪力墻多層、高層建筑結(jié)構(gòu)的剪

8、力墻分別按抗規(guī)第 6.2.1 條和高規(guī)第 4.8.2、4.8.3 條查表確定抗震等級，注意對非高層結(jié)構(gòu)不存在短肢剪力墻的提法，故多層結(jié)構(gòu)均對截面高度與厚度之比不小于 4 的剪力墻均按一般剪力墻考慮。一、二級剪力墻底部加強部位及其上一層需設(shè)約束邊緣構(gòu)件，三、四級剪力墻全高只需設(shè)構(gòu)造邊緣構(gòu)件而不需設(shè)約束邊緣構(gòu)件。2、短肢剪力墻短肢剪力墻是專門針對高層結(jié)構(gòu)提出的概念，按補充規(guī)定第 6.0.3 條的規(guī)定，短肢剪力墻的抗震等級需比其他相同條件的一般剪力墻提高一級，一、二、三級墻（包括無翼緣和端柱的一字墻，當(dāng)端部翼緣長度小于其厚度 3 倍或端柱邊長小于墻厚的 2 倍時，視為無翼緣或無端柱）軸壓比限值分別為

9、 0.5、0.6、0.7,且底部約束邊緣構(gòu)件縱筋配筋率不小于 1.2%,其他部位的構(gòu)造邊緣構(gòu)件不小于 1%。當(dāng)長度相同的墻肢，在底部層高較大樓層因厚度較大屬短肢剪力墻，抗震等級需提高為二級，在標(biāo)準(zhǔn)層則因厚度變小而屬一般剪力墻，抗震等級為三級時，則在屬短肢剪力墻的樓層按補充規(guī)定第 6.0.3 條采取加強措施，在上部屬一般剪力墻的樓層均不采取加強措施，不需按加強部位再加一層的高度設(shè)置約束邊緣構(gòu)件；反之，當(dāng)相同墻肢在下部層高較大樓層屬一般剪力墻（滿足補充規(guī)定第 3.2.3 條規(guī)定）為三級，而在上部標(biāo)準(zhǔn)層屬短肢剪力墻為二級時，則建議下部剪力墻也按二級設(shè)計，以體現(xiàn)剪力墻在底部樓層受力更大、對保證結(jié)構(gòu)的強

10、度和延性更為重要的特點。3、錯層結(jié)構(gòu)的剪力墻錯層在補充規(guī)定第 9.4.1 條中有定量化的定義：樓層板面高差大于相連處樓面梁高，或板面高差小于相連處樓面梁高但樓板間垂直凈距大于支承梁寬時稱為錯層。錯層主要會帶來以下不利影響：（1）樓板變高差處導(dǎo)致樓板傳遞剪力的路徑局部中斷，嚴(yán)重時造成樓板平面內(nèi)無限剛的假定不成立；（2）當(dāng)樓板變高差兩側(cè)的結(jié)構(gòu)在地震作用下出現(xiàn)反向的運動趨勢時，將對交接處的豎向構(gòu)件產(chǎn)生非常不利的附加內(nèi)力。設(shè)計中因樓板凹凸的情況十分復(fù)雜，對整個結(jié)構(gòu)的影響也未必會產(chǎn)生上述不利影響，故需根據(jù)實際情況靈活掌握判斷尺度。如一般標(biāo)準(zhǔn)層中的廁所凹板或大廳板的下沉，并不會造成剪力傳遞整體中斷是局部削

11、弱），下沉板因較小也不會產(chǎn)生反向振動，故不作錯層論；又如首層平面塔樓外范圍樓板下沉覆土與塔樓范圍的樓板形成高差，一方面因?qū)嶋H進(jìn)行單塔樓計算時并沒有將塔樓內(nèi)外樓蓋作為一個整體剛性平面輸入，另一方面因塔樓外的樓蓋全埋在地下，較低一側(cè)樓蓋受地震反應(yīng)的影響較小（可近似看成振動基本與地基土同步），同時由于覆土對高差處形成側(cè)限，從而大幅減少較高一側(cè)樓蓋對交接處豎向構(gòu)件的附加內(nèi)力，故也可不作錯層論。按高規(guī)第 10.4.5 條，對錯層交接處平面外受力的剪力墻，抗震設(shè)計時厚度不應(yīng)小于 250mm,并均應(yīng)設(shè)置與之垂直的墻肢或扶壁柱，抗震等級應(yīng)提高一級采用（按規(guī)范精神，短肢剪力墻抗震等級應(yīng)進(jìn)行疊加式的提高）。錯層處剪力墻的混凝土強度等級不應(yīng)低于 030,水平和豎向分布鋼筋的配筋率，抗震設(shè)計時不應(yīng)小于 0.5%。另，錯層處的框架柱截面高度不應(yīng)小于600,硅強度等級不低于 030,抗震等級提高一級，箍筋全柱段加密。4、大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)的剪力墻按高規(guī)第 10.6.4 條，塔樓中與裙房連接體相連的外圍柱、剪力墻，從固定端至裙房屋面上一層的高度范圍內(nèi)，柱縱向鋼筋的最小配筋率宜適當(dāng)提高，柱箍筋宜在裙樓屋面上、下層的范圍內(nèi)全高加密，剪力墻宜設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。相應(yīng)條文說明解釋為，為保證塔樓與底盤共同工作，塔樓之間裙房連接體的屋面梁以及塔樓外圍一圈墻柱從固定端到出裙房屋面上一層的高度范圍