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摘要：针对高层住宅剪力墙设计，探讨剪力墙结构设计时墙体布置、梁板布置、连梁超筋处理、结构构造措施等相关注意事项，并对工程实例计算结果进行分析。
关键词：结构布置；计算分析；构造措施
Abstract: for high-rise residence shear wall design, this paper discusses the shear wall structure design with wall arrangement, girders layout, even LiangChao steel processing, structural measures and related note, and of engineering example calculation results were analyzed.
Key words: the structure arrangement; Calculation and analysis; Structural measures
中图分类号：TU398+.2 文献标识码：A文章编号：
现代高层住宅结构，一般都采用剪力墙结构，因其受力性能好，方便建筑师进行平面功能布置，相对其它结构而言具有较大的经济优势，能节省成本。通常在高层剪力墙住宅建筑标准层单位面积含钢量中，剪力墙墙身用钢量普遍占的比例均较大，约达到45%～65%（该统计数据为7度抗震设防区的数据，以上同），剪力墙梁板用钢量约占35%~55%。因此剪力墙布置的优劣直接关系到整个结构的经济指标。剪力墙布置的基本原则是：尽量减少剪力墙数量，以期通过布置较少的抗侧力构件获得满足规范要求的抗侧、抗扭刚度。高层住宅结构填充墙体宜采用轻质高强墙体材料，以降低每一楼层质量，减少结构总重量，因地震作用时结构重量大小也会影响着地震力，影响结构抗侧刚度需求大小。结构刚度布置也不宜过刚，结构越刚则相应的地震力也会越大，墙柱梁配筋也会加大，成本也会提高，造成不必要的材料浪费。
1、结构布置
1.1墙体刚度布置宜强周边、弱中部
剪力墙宜均匀布置，尽可能布置在结构周边外围墙体处，中部宜适当减少剪力墙的布置量（如中部楼电梯间附近，墙体可以减薄减短），以便提高整体结构的抗扭刚度，有利于控制周期比、位移比指标。
1.2尽量少布置短肢剪力墙
短肢剪力墙为截面厚度不大于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。从结构计算分析看，因短肢剪力墙沿建筑高度可能有较多楼层的墙肢会出现反弯点，其受力特点接近异形柱，而且承担较大的轴力与剪力，抗震性能较差，因此，应尽量少布置短肢剪力墙或布置短肢剪力墙时，从构造措施上加强该墙。
在满足竖向荷载、水平荷载作用下，平面上墙体宜均匀布置，各片墙体长度宜均匀，不宜大于8m，建议略大于2m。应避免个别墙体过长，刚度相对其它墙肢过大，因受水平力作用时，较长墙体会承受大部分水平力，容易先产生破坏，而其它墙肢又未必有充足的抗侧刚度，造成结构连续破坏，对抗震极为不利。
1.3避免平面不规则
角部重叠和细腰形的平面图形，在中央部位形成狭窄部分，在地震中容易产生震害，尤其在凹角部位，易产生应力集中使楼板开裂、破坏，不宜采用。应采取加大楼板厚度、增加板内配筋、设置集中配筋的边梁、配置45度斜向钢筋等方法予以加强。
1.4墙体对齐
墙体布置，宜避免形成单片独立墙，宜将各片墙体调整对齐，形成联肢墙或小开口整体墙，剪力墙与连梁刚度相对会较强，能更好发挥剪力墙抗弯抗剪整体效应，达到较好的整体抗侧性能，且能一定程度上减少墙体数量，相对应的也可减少梁构件，平面受力也更合理。
1.5连梁设置
两端与剪力墙在平面内相连的梁为连梁。在计算分析过程中，连梁往往不能避免超配筋现象，此时需对连梁进行调整。一般调整方法有：
1）减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施。
比如连梁截面可取为200x600或200x500等。
2）连梁弯矩可塑性调幅：内力计算时已经对连梁刚度进行折减的，其弯矩值不宜再调幅或限制再调幅范围。连梁弯矩调幅后，应将减少的部分弯矩相应的分配到其他连梁或墙肢上，满足结构整体安全性。
3）当连梁取消对承受竖向荷载无明显影响时，可按独立墙肢验算小震下的内力，按两次计算的较大值计算配筋。
4）宜避免将其他梁搁置在连梁上，因为这种做法会增大连梁剪力设计值，使其更难以满足高规第7.2.22条的规定。
1.6梁板分析
梁板混凝土及钢筋用量在剪力墙结构中所占百分比往往也较大，所以平面梁板布置也应进行优化。对高层剪力墙结构，剪力墙间距一般为3~5m，梁跨度较小，截面相应的取较小值即可，应避免设置截面高的连梁，一般计算配筋率结果略大于构造配筋率。梁传力途径应尽量简单明确，应避免多重次梁、多重传力的情况，将受力复杂化。一般楼面荷载也较小，楼板厚度一般按构造要求、建筑要求设置，满足计算要求即可。所以在设计中，紧抓梁上线线荷载、楼面荷载，计算数据要保持精确性，可以折减的荷载要折减，需要增加的荷载也应增加。即是说，设计时应从多方面考虑，减少梁截面、板厚度，将含钢量降下去。
在建筑平面转角窗部位宜在窗端设置宽度同墙厚的端柱或布置剪力墙，悬挑梁高度宜取楼板上下窗台间高度，加厚上下窗台板，使其形成匸字梁与端柱或剪力墙以梁抗扭刚度来传递弯矩与水平力的抗侧力结构，并对梁腰筋进行加强，这样对结构抗震性能会有较大改善。
2工程案例一：广州天马丽苑某栋
工程概况：本工程位于广州花都区，丙类建筑，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组第一组，场地类别二类。承设计基本风压取0.5KN/m2，地面粗糙度B类，本工程因高度超过60m，属对风荷载较敏感高层建筑，承载力设计时基本风压值取0.55 KN/m2。剪力墙抗震等级为三级，考虑偶然偏心影响。
塔楼地下一层，层高6.4m，地上34层，主要屋面高度99.87m，首层高4.8m，标准层高2.9m。塔楼沿高度方向混凝土强度等级变化为：-1～2层，C50；3～11层，C45；12～18层，C40；19～25层，C35；26～顶层，C30。沿高度方向墙厚变化为：350或300～200mm。主要梁截面为200x600、200x400。连梁截面为200x550。
表一：塔楼计算结果
表二：风与地震作用计算结果对比
从表一可看出，在水平力作用下，结构扭转效应较小，抗震性能较好。从表二可看出，结构抗侧刚度由风荷载控制，地震作用效应不是主要控制作用，Y向为结构侧向刚度弱向。本工程平面较规则，沿中轴线对称布置。墙体平面布置较均匀，能较好的利用建筑填充墙位置设置剪力墙，X向及Y向刚度能得到充分利用，抗扭转效应较好。
墙体设置构造边缘构件（底部加强区设置约束边缘构件），且尽量少布置，节省鋼筋，梁板配筋均较小，结构成本控制较理想。本工程在电梯间及楼梯间开洞较多的位置，加强了洞口周边楼板，适当加厚楼板，加强配筋。在平面边角位置，采取加强措施，设置放射筋，提高边角部位楼板抗温度应力变形能力。在建筑转角窗部位，设置了匸形转角梁，截面高度取楼板上下窗台板间高度，加强梁抗扭构造措施，提高结构抗侧性能。
结束语
1、结构布置上应尽量减少剪力墙数量，以期通过布置较少的抗侧力构件获得满足规范要求的抗侧、抗扭刚度，既有利于抗震，又能节约结构成本，对投资方、设计人员达到双赢。
2、尽量少布置短肢剪力墙，相对普通剪力墙来说，短肢剪力墙受力性能较差，且配筋率要求较高，构造措施要求较严格，对抗震较不利，又一定程度提高了结构成本。宜避免形成单片独立墙，宜将各片墙体调整对齐，形成联肢墙或小开口整体墙。
3、如果连梁以水平荷载作用下产生的弯矩和剪力为主，竖向荷载下的弯矩对连梁影响不大（两端弯矩仍然反号），那么该连梁对剪切变形十分敏感，容易出现剪切裂缝，则应按连梁有关规定设计，一般是跨高比小于5的连梁；反之，跨高比不小于5的连梁宜按框架梁设计。连梁超筋现象较多，一般需通过减小连梁刚度、连梁弯矩进行可塑性调幅等措施调整，或当连梁取消对承受竖向荷载无明显影响时，可按独立墙肢验算小震下的内力，按两次计算的较大值计算配筋，以满足规范要求。
4、设计时应考虑优化梁板布置，使梁板尽量按接近构造要求配筋。
参考文献：
[1]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程。北京：中国建筑工业出版社，2010。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：结构布置；计算分析；构造措施
Abstract: for high-rise residence shear wall design, this paper discusses the shear wall structure design with wall arrangement, girders layout, even LiangChao steel processing, structural measures and related note, and of engineering example calculation results were analyzed.
Key words: the structure arrangement; Calculation and analysis; Structural measures
中图分类号：TU398+.2 文献标识码：A文章编号：
现代高层住宅结构，一般都采用剪力墙结构，因其受力性能好，方便建筑师进行平面功能布置，相对其它结构而言具有较大的经济优势，能节省成本。通常在高层剪力墙住宅建筑标准层单位面积含钢量中，剪力墙墙身用钢量普遍占的比例均较大，约达到45%～65%（该统计数据为7度抗震设防区的数据，以上同），剪力墙梁板用钢量约占35%~55%。因此剪力墙布置的优劣直接关系到整个结构的经济指标。剪力墙布置的基本原则是：尽量减少剪力墙数量，以期通过布置较少的抗侧力构件获得满足规范要求的抗侧、抗扭刚度。高层住宅结构填充墙体宜采用轻质高强墙体材料，以降低每一楼层质量，减少结构总重量，因地震作用时结构重量大小也会影响着地震力，影响结构抗侧刚度需求大小。结构刚度布置也不宜过刚，结构越刚则相应的地震力也会越大，墙柱梁配筋也会加大，成本也会提高，造成不必要的材料浪费。
1、结构布置
1.1墙体刚度布置宜强周边、弱中部
剪力墙宜均匀布置，尽可能布置在结构周边外围墙体处，中部宜适当减少剪力墙的布置量（如中部楼电梯间附近，墙体可以减薄减短），以便提高整体结构的抗扭刚度，有利于控制周期比、位移比指标。
1.2尽量少布置短肢剪力墙
短肢剪力墙为截面厚度不大于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。从结构计算分析看，因短肢剪力墙沿建筑高度可能有较多楼层的墙肢会出现反弯点，其受力特点接近异形柱，而且承担较大的轴力与剪力，抗震性能较差，因此，应尽量少布置短肢剪力墙或布置短肢剪力墙时，从构造措施上加强该墙。
在满足竖向荷载、水平荷载作用下，平面上墙体宜均匀布置，各片墙体长度宜均匀，不宜大于8m，建议略大于2m。应避免个别墙体过长，刚度相对其它墙肢过大，因受水平力作用时，较长墙体会承受大部分水平力，容易先产生破坏，而其它墙肢又未必有充足的抗侧刚度，造成结构连续破坏，对抗震极为不利。
1.3避免平面不规则
角部重叠和细腰形的平面图形，在中央部位形成狭窄部分，在地震中容易产生震害，尤其在凹角部位，易产生应力集中使楼板开裂、破坏，不宜采用。应采取加大楼板厚度、增加板内配筋、设置集中配筋的边梁、配置45度斜向钢筋等方法予以加强。
1.4墙体对齐
墙体布置，宜避免形成单片独立墙，宜将各片墙体调整对齐，形成联肢墙或小开口整体墙，剪力墙与连梁刚度相对会较强，能更好发挥剪力墙抗弯抗剪整体效应，达到较好的整体抗侧性能，且能一定程度上减少墙体数量，相对应的也可减少梁构件，平面受力也更合理。
1.5连梁设置
两端与剪力墙在平面内相连的梁为连梁。在计算分析过程中，连梁往往不能避免超配筋现象，此时需对连梁进行调整。一般调整方法有：
1）减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施。
比如连梁截面可取为200x600或200x500等。
2）连梁弯矩可塑性调幅：内力计算时已经对连梁刚度进行折减的，其弯矩值不宜再调幅或限制再调幅范围。连梁弯矩调幅后，应将减少的部分弯矩相应的分配到其他连梁或墙肢上，满足结构整体安全性。
3）当连梁取消对承受竖向荷载无明显影响时，可按独立墙肢验算小震下的内力，按两次计算的较大值计算配筋。
4）宜避免将其他梁搁置在连梁上，因为这种做法会增大连梁剪力设计值，使其更难以满足高规第7.2.22条的规定。
1.6梁板分析
梁板混凝土及钢筋用量在剪力墙结构中所占百分比往往也较大，所以平面梁板布置也应进行优化。对高层剪力墙结构，剪力墙间距一般为3~5m，梁跨度较小，截面相应的取较小值即可，应避免设置截面高的连梁，一般计算配筋率结果略大于构造配筋率。梁传力途径应尽量简单明确，应避免多重次梁、多重传力的情况，将受力复杂化。一般楼面荷载也较小，楼板厚度一般按构造要求、建筑要求设置，满足计算要求即可。所以在设计中，紧抓梁上线线荷载、楼面荷载，计算数据要保持精确性，可以折减的荷载要折减，需要增加的荷载也应增加。即是说，设计时应从多方面考虑，减少梁截面、板厚度，将含钢量降下去。
在建筑平面转角窗部位宜在窗端设置宽度同墙厚的端柱或布置剪力墙，悬挑梁高度宜取楼板上下窗台间高度，加厚上下窗台板，使其形成匸字梁与端柱或剪力墙以梁抗扭刚度来传递弯矩与水平力的抗侧力结构，并对梁腰筋进行加强，这样对结构抗震性能会有较大改善。
2工程案例一：广州天马丽苑某栋
工程概况：本工程位于广州花都区，丙类建筑，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组第一组，场地类别二类。承设计基本风压取0.5KN/m2，地面粗糙度B类，本工程因高度超过60m，属对风荷载较敏感高层建筑，承载力设计时基本风压值取0.55 KN/m2。剪力墙抗震等级为三级，考虑偶然偏心影响。
塔楼地下一层，层高6.4m，地上34层，主要屋面高度99.87m，首层高4.8m，标准层高2.9m。塔楼沿高度方向混凝土强度等级变化为：-1～2层，C50；3～11层，C45；12～18层，C40；19～25层，C35；26～顶层，C30。沿高度方向墙厚变化为：350或300～200mm。主要梁截面为200x600、200x400。连梁截面为200x550。
表一：塔楼计算结果
表二：风与地震作用计算结果对比
从表一可看出，在水平力作用下，结构扭转效应较小，抗震性能较好。从表二可看出，结构抗侧刚度由风荷载控制，地震作用效应不是主要控制作用，Y向为结构侧向刚度弱向。本工程平面较规则，沿中轴线对称布置。墙体平面布置较均匀，能较好的利用建筑填充墙位置设置剪力墙，X向及Y向刚度能得到充分利用，抗扭转效应较好。
墙体设置构造边缘构件（底部加强区设置约束边缘构件），且尽量少布置，节省鋼筋，梁板配筋均较小，结构成本控制较理想。本工程在电梯间及楼梯间开洞较多的位置，加强了洞口周边楼板，适当加厚楼板，加强配筋。在平面边角位置，采取加强措施，设置放射筋，提高边角部位楼板抗温度应力变形能力。在建筑转角窗部位，设置了匸形转角梁，截面高度取楼板上下窗台板间高度，加强梁抗扭构造措施，提高结构抗侧性能。
结束语
1、结构布置上应尽量减少剪力墙数量，以期通过布置较少的抗侧力构件获得满足规范要求的抗侧、抗扭刚度，既有利于抗震，又能节约结构成本，对投资方、设计人员达到双赢。
2、尽量少布置短肢剪力墙，相对普通剪力墙来说，短肢剪力墙受力性能较差，且配筋率要求较高，构造措施要求较严格，对抗震较不利，又一定程度提高了结构成本。宜避免形成单片独立墙，宜将各片墙体调整对齐，形成联肢墙或小开口整体墙。
3、如果连梁以水平荷载作用下产生的弯矩和剪力为主，竖向荷载下的弯矩对连梁影响不大（两端弯矩仍然反号），那么该连梁对剪切变形十分敏感，容易出现剪切裂缝，则应按连梁有关规定设计，一般是跨高比小于5的连梁；反之，跨高比不小于5的连梁宜按框架梁设计。连梁超筋现象较多，一般需通过减小连梁刚度、连梁弯矩进行可塑性调幅等措施调整，或当连梁取消对承受竖向荷载无明显影响时，可按独立墙肢验算小震下的内力，按两次计算的较大值计算配筋，以满足规范要求。
4、设计时应考虑优化梁板布置，使梁板尽量按接近构造要求配筋。
参考文献：
[1]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程。北京：中国建筑工业出版社，2010。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。