剪力墻布置及尺寸確定的基本原則

1、剪力墻布置及尺寸確定的基本原則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(shí)施 補(bǔ)充規(guī)定（以下簡稱補(bǔ)充規(guī)定）第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(qiáng)措施， 對實(shí)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，其軸壓比限值相應(yīng)降低 0.1”、“其他各層（非底

2、部加強(qiáng)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(shí)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)濟(jì)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(bǔ)充規(guī)定的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(qiáng)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應(yīng)方向剪力墻總面積的50；（2）某方

3、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?yàn)樾∮? 的獨(dú)立墻肢，或?yàn)樾∮? 的非獨(dú)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(dú)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(bǔ)充規(guī)定第條規(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

4、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(yàn)，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 140 150mm 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)

5、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)定驗(yàn)算）需有較大的厚度，對上部標(biāo)

6、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部樓層變?yōu)槎讨袅Γ?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(shí)際操作時，對長度較大，軸壓比較小的剪力墻，當(dāng)穩(wěn)定性能滿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(diǎn)是基本不需加長剪力墻， 對建筑功能不會有太大的影響；缺點(diǎn)是

7、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(diǎn)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)的剪力墻分別按

8、抗規(guī)第條和高規(guī)第、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(qiáng)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(bǔ)充規(guī)定第條的規(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

9、%，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(bǔ)充規(guī)定第6.0.3 條采取加強(qiáng)措施，在上部屬一般剪力墻的樓層均不采取加強(qiáng)措施， 不需按加強(qiáng)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(bǔ)充規(guī)定第條規(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(qiáng)度和延性更為重要的特點(diǎn)。3、錯層結(jié)構(gòu)的剪力墻錯層在補(bǔ)充規(guī)定第條中有定量化的定

10、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(yùn)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(shí)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（只是局部削弱），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

11、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(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30，水平和豎向分布鋼筋的配筋率，抗震設(shè)計時不應(yīng)小于

12、0.5%。另，錯層處的框架柱截面高度不應(yīng)小于 600，砼強(qiáng)度等級不低于 C30，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內(nèi)，在構(gòu)造上應(yīng)予特別加強(qiáng)。故我司在執(zhí)行該條時，要求將塔樓外圍一圈剪力墻設(shè)約束邊緣構(gòu)件，范圍從固定端到大底盤屋面上一層，約束邊緣構(gòu)

13、件按二級構(gòu)造配筋，當(dāng)已為二級的短肢剪力墻時，抗震等級不再提高。三、剪力墻邊緣構(gòu)件縱筋及分布鋼筋的構(gòu)造要求有關(guān)剪力墻配筋的構(gòu)造要求主要依據(jù)高規(guī)第條，請大家認(rèn)真閱讀規(guī)范。四、剪力墻構(gòu)造配筋表的原理簡介、使用說明及改進(jìn)方向我司編制剪力墻構(gòu)造配筋表的主要目的是為了簡化剪力墻設(shè)計的工作量，使剪力墻的配筋標(biāo)準(zhǔn)化，提高設(shè)計效率。其簡化理念為，一方面將大量機(jī)械重復(fù)的配筋率計算工作以查表代替， 在提高計算效率的同時也減少了計算出錯的機(jī)會， 另一方面以標(biāo)準(zhǔn)大樣結(jié)合填表的形式可大幅減少邊緣構(gòu)件制圖的工作量， 由于邊緣構(gòu)件縱筋采用固定間距的約定，與板、獨(dú)立基礎(chǔ)等的配筋方式類似，且標(biāo)出了鋼筋的總數(shù)，故也不存在讀圖困難或

14、施工出錯的問題 （必要時可在技術(shù)交底時進(jìn)行相應(yīng)的解釋）。其基本原理是：根據(jù)約束和構(gòu)造邊緣構(gòu)件的縱筋配筋率及配箍率構(gòu)造特點(diǎn)（約束邊緣構(gòu)件的配筋及配箍率較大， 構(gòu)造邊緣構(gòu)件相對較小），在使箍筋、縱筋直徑較適合施工的條件下（如箍筋直徑一般控制不大于 10mm，否則對于一般邊緣構(gòu)件箍筋尺寸較小的情況施工加工有一定困難） 約定縱筋的間距， 箍筋或拉筋與縱筋成每根縱筋布置一肢或隔一根縱筋布置一肢的固定關(guān)系， 即使縱筋間距和箍筋肢距按固定間距的分布筋的形式確定，約定間距和肢距的目的是使與配筋率、配箍率相關(guān)的變量數(shù)量盡量少， 這樣對一定尺寸和砼等級的邊緣構(gòu)件，其縱筋配筋率僅與縱筋直徑有關(guān)， 體積配箍率則與箍筋

15、直徑和豎向間距有關(guān)， 從而使知道抗震等級、 截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級的邊緣構(gòu)件，通過查表得出縱筋直徑、箍筋直徑及豎向間距，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)截面大樣圖即可確定整個構(gòu)件的構(gòu)造配筋。 剪力墻構(gòu)造配筋表中邊緣構(gòu)件的配筋率及配箍率是完全依據(jù)高規(guī)第7.2.167.2.18 條確定的，每個參數(shù)的計算均在 EXCEL 表格中有反映，只是為方便查表而將中間過程隱藏， 同時也考慮了當(dāng)剪力墻厚度較大時需在截面端部中間加配縱筋的影響。使用方法很簡單， 按邊緣構(gòu)件的抗震等級、 砼強(qiáng)度等級及在墻柱定位圖中確定的厚度和邊緣構(gòu)件截面總高度， 對應(yīng)查表即可。 其中邊緣構(gòu)件截面總高度對 L 型、T 型截面要扣除重疊部分長度， 在填寫邊

16、緣構(gòu)件配筋表時要求寫出縱筋的總數(shù)量 （舉例講邊緣構(gòu)件縱筋數(shù)量的計算方法）。另，查表時需注意，目前表格僅按相應(yīng)的配筋率和配箍率控制鋼筋數(shù)值， 未完全反映規(guī)范的構(gòu)造要求， 如一級非加強(qiáng)部位的構(gòu)造邊緣構(gòu)件箍筋間距不大于 150，三級加強(qiáng)部位的構(gòu)造邊緣構(gòu)件箍筋間距不大于 150 等，請設(shè)計人員注意更正。五、采用剪力墻構(gòu)造配筋表方法進(jìn)行剪力墻設(shè)計的步驟1、計算確定各層剪力墻的長度及厚度，且保證剪力墻結(jié)構(gòu)屬一般剪力墻結(jié)構(gòu)體系，即一般剪力墻面積超過總面積的 50%。2、確定各墻肢的抗震等級，明確短肢剪力墻、錯層交接處、大底盤塔樓外圍等有特殊構(gòu)造及配筋要求的剪力墻。3、按高規(guī)、條確定各墻肢的邊緣構(gòu)件尺寸。4、

17、先按構(gòu)造要求查表完成各墻肢的配筋，注意如下問題：（ 1）約束邊緣構(gòu)件與構(gòu)造邊緣構(gòu)件的區(qū)別 尺寸大小不同，詳見高規(guī)、條規(guī)定。 縱筋配筋率要求不同，詳見高規(guī)、條規(guī)定，故表格中對約束邊緣構(gòu)件的縱筋約定間距為100，構(gòu)造邊緣構(gòu)件為200，另需注意對復(fù)雜高層、框剪結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)以及B 級高度剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻，配筋率的要求有所提高。 箍筋的配箍特征值要求不同，約束邊緣構(gòu)件要求配箍特征值 v0.2，故箍筋約定肢距為 100；構(gòu)造邊緣構(gòu)件分為兩種情況，對于一般剪力墻結(jié)構(gòu)無配箍特征值的要求，按不低于高規(guī)表的構(gòu)造配置即可，對復(fù)雜高層、框剪結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)以及 B 級高度剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻，要求配箍特征值 v0

18、.1，需按此計算確定構(gòu)造配筋，因構(gòu)造邊緣構(gòu)件配箍相對較小，故約定肢距為 200。另需建立對邊緣構(gòu)件中箍筋作用的正確概念，注意它并非由內(nèi)力計算所得，邊緣構(gòu)件箍筋的作用在于通過箍筋的約束， 使邊緣構(gòu)件范圍的砼成為約束砼，與普通砼相比，約束砼具有更大的極限壓應(yīng)變，即砼在壓碎破壞前具有更強(qiáng)的變形能力，亦即使剪力墻構(gòu)件具有更高的延性。故該措施作用在于通過構(gòu)造加強(qiáng)提高剪力墻在極限狀態(tài)下的延性，在程序的計算輸出中不會提供該項(xiàng)內(nèi)容。當(dāng)同一墻柱平面中既有約束邊緣構(gòu)件又有構(gòu)造邊緣構(gòu)件時， 必須分別用相應(yīng)的構(gòu)件配筋表及標(biāo)準(zhǔn)大樣。（ 2）確定有特殊構(gòu)造及配筋要求的剪力墻的鋼筋。（ 3）查表時，縱筋數(shù)量的計算方法。計算時，約束邊緣構(gòu)件縱筋間距按 100，構(gòu)造邊緣構(gòu)件縱筋間距按 200（必要時縱筋加密一倍） ，算得的排數(shù)按四舍五入取整，并注意加上端部中間的 5 號鋼筋。（舉例）（ 4）縱筋直徑的確定 不小于查表值； 一半樓層以下使邊緣構(gòu)件配筋水平大于豎向分布筋的配筋水平（對四級抗震，可只控制到底部加強(qiáng)部位） ，注