剪力墙结构设计要1.doc

剪力墙结构设计要点整体规定 A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 全部落地剪力墙非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为150、140、120、100、60m 部分框支剪力墙非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为130、120、100、80m，9度抗震时不宜采用 A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 6度、7度、8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度抗震时，应专门研究 （说明：房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度） B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 全部落地剪力墙非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为180、170、150、130m 部分框支剪力墙非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为150、140、120、100m B级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 6度、7度抗震时，按本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用 8度抗震时，应专门研究 结构的最大高宽比： A级高度非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为6、6、6、5、4 B级高度非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为8、7、7、6 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响； 其他情况，应计算单向水平地震作用的扭转影响 考虑非承重墙的刚度影响，结构自振周期折减系数取值0.91.0 平面规则检查，需满足： 扭转： A级高度 B级高度、混合结构高层、复杂高层 楼板： 有效楼板宽 该层楼板典型宽度的50 开洞面积 该层楼面面积的30 无较大的楼层错层 凹凸： 平面凹进的一侧尺寸 相应投影方向总尺寸的30 竖向规则检查，需满足： 侧向刚度： 除顶层外，局部收进的水平向尺寸 相邻下一层的25 楼层承载力：A级高度抗侧力结构的层间受剪承载力 （宜） 相邻上一层的80 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力（应） 相邻上一层的65 B级高度抗侧力结构的层间受剪承载力（应） 相邻上一层的75 （说明：楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和） 竖向连续：竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力不得由水平转换构件（梁等）向下传递 水平位移验算： 多遇地震作用下的最大层间位移角 罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角 1/120 舒适度要求： 高度超过150m的高层建筑，按10年一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 0.15 m/s2，办公、旅馆 0.25 m/s2 伸缩缝 1. 最大间距：现浇 45m，装配 65m 2. 可适当放宽最大间距的条件： 顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率 顶层加强保温隔热措施，外墙设置外保温层 每隔3040m留出后浇带，带宽8001000mm，钢筋采用搭接接头，后浇带砼两个月之后浇灌 顶部楼层改用刚度较小的结构形式，或顶部设局部温度缝，将结构划分为长度较短的区段 采用收缩较小的水泥，减少水泥用量，砼中加入适宜的外加剂 提高每层楼板的构造配筋率，或采用部分预应力混凝土 防震缝 1. 最小宽度：按框架结构的50取用，但不宜小于70mm。 框架结构防震缝最小宽度规定为：高度15m的部分，70mm；超过15m的部分，6度、7度、8度、9度相应每增加高度5m、4m、3m、2m，缝宽加宽20mm 2. 缝两侧结构体系不同时，按不利情况确定 缝两侧房屋高度不同时，按较低房屋高度确定 3. 缝沿房屋全高设置，地下室和基础可不设，但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接 4. 相邻结构基础存在较大沉降差时，宜加宽防震缝 墙体布置 宜双向布置，尤其是抗震时应避免单向布置 门窗洞口宜上下对齐，成列布置。一、二、三级抗震时，底部加强部位不宜采用错洞墙，且所有部位不宜采用叠合错洞墙 墙肢长度不宜超过8m，且墙段总高与墙肢高度之比应大于2。当墙肢较长时宜开设洞口，各墙段间设置弱连梁 应避免楼面梁垂直支承在无翼墙的剪力墙的端部（审查要点3.6.3 / 6） 当墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以下一种措施： 一般剪力墙的底部加强部位高度的取值： （说明：当有地下室时，墙肢总高度应从地上一层（首层）算起，但底部加强部位应额外加上地下室的高度） 截面设计 构件截面长边与短边之比大于4时，宜按墙的要求进行设计（砼规10.5.1） 矩形截面独立墙肢的长度与厚度之比不宜小于5 当其比值小于5时其在重力荷载代表值作用下的轴压比限值，当一、二级抗震时，应较正常墙肢的相应值减0.1，三级抗震时为0.6 当其比值不大于3时宜按框架柱进行设计，但纵向钢筋的最小配筋率不变，且箍筋宜沿全高加密 双肢剪力墙的抗震设计中，墙肢不宜出现小偏拉，当任一墙肢出现大偏拉时，两墙肢均应将弯矩设计值和剪力设计值乘以1.25的增大系数 （说明：剪力墙墙肢不同受力状态的延性优劣 小偏拉 < 大偏拉 < 小偏压 < 大偏压） 剪力墙截面设计的内容：平面内的斜截面受剪、偏压或偏拉、平面外轴心受压 在集中荷载作用下，墙内宜设置暗柱，并注明暗柱纵筋的连接方式，无暗柱时应进行局部受压承载力验算 一级抗震时，墙体的水平施工缝处宜进行抗滑移验算 截面厚度 一、二级抗震时，底部加强部位 其他部位 （砼规11.7.9 / 1）补充：当墙端无端柱或翼墙时， 层高的1/12 三、四级抗震时，底部加强部位 其他部位 非抗震时， 当不能满足上述要求时，应进行墙体的稳定计算（高规附录D） 剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于160mm。 截面尺寸还应符合受剪要求 剪力墙的厚度不宜小于楼层高度的1/25（砼规10.5.2） 轴压比限值 一般剪力墙底部加强部位三级抗震无规定、二级抗震0.6、一级（7、8度）抗震0.5、一级（9度）抗震0.4 其他部位无规定 短肢剪力墙各部位统一规定为三级抗震0.7、二级抗震0.6、一级抗震0.5，一字形墙应各降低0.1 砼强度等级 C20，带筒体和短肢剪力墙的结构C25 截面配筋 竖向和水平钢筋不应单排设置：截面厚度hw 400 时，可双排配筋； 400 截面厚度hw 700 时，宜三排配筋； 截面厚度hw 700 时，宜四排配筋 短肢剪力墙的全部纵向配筋率底部加强部位 1.2 ；其他部位 1.0 端部纵筋 墙肢每端的竖向钢筋不宜少于412或216，该处对应的拉筋直径不小于6mm（间距250mm）（砼规10.5.8） 非抗震设计时，剪力墙端部构造配置不少于412的纵筋，沿纵筋配置不少于直径6mm、间距250mm的拉筋（高规7.2.17/5）同上条 纵筋搭接长度： laE 和 la（抗震和非抗震） 竖向和水平分布钢筋 一般剪力墙： 最小配筋率：一、二、三级抗震时，0.25 ；四级和非抗震设计时，0.20 间距： 300mm；直径： 8mm，但 墙肢厚度的1/10 以下特殊部位的剪力墙的分布钢筋应加强，最小配筋率不应小于0.25，间距不应大于200mm 房屋顶层剪力墙长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙 端开间的纵向剪力墙 端山墙 温度、收缩应力较大的部位，剪力墙水平和竖向分布钢筋应适当加强（砼规10.5.9） 水平分布钢筋搭接 搭接接头间距：同排水平分布筋搭接接头之间的水平净距 500mm 上、下相邻水平分布筋搭接接头之间的垂直净距 500mm 搭接长度： 1.2 laE 和 1.2 la（抗震和非抗震） 竖向分布钢筋搭接 搭接接头间距：可在同一高度搭接 搭接长度： 1.2 laE 和 1.2 la（抗震和非抗震） 拉筋 间距不应大于600mm，直径不应小于6mm（一般取为6600） 底部加强部位，约束边缘构件以外的拉筋间距应适当加密（一般取为6400） 构造边缘构件阴影区域内拉筋的水平间距不应大于纵向钢筋间距的2倍（砼规11.7.16） 边缘构件 约束边缘构件的设置范围：一、二级抗震的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部 构造边缘构件的设置范围：一、二级抗震的剪力墙其他部位的墙肢端部 三、四级和非抗震设计的剪力墙全部部位的墙肢端部 在设置约束边缘构件的范围内，若墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比小于下述的规定值，可按构造边缘构件设置（抗震规范6.4.6/1）（砼规11.7.4） 一级抗震（9度）0.1、一级抗震（8度）0.2、二级抗震0.3 约束边缘构件 剪力墙的约束边缘构件 配箍特征值v按下表取用，约束边缘构件的长度lc取下表数值、1.5 bw和450mm的最大值 项目 一级（9度） 一级（7、8度） 二级 v 0.20 0.20 0.20 lc（暗柱） 0.25 hw 0.20 hw 0.20 hw lc（翼墙或端柱） 0.20 hw 0.15 hw 0.15 hw （说明：，hw为剪力墙墙肢长度） 当有端柱、翼墙或转角墙时，lc （翼墙厚度300mm）或（端柱沿墙肢方向截面高度300mm）（砼规11.7.5 / 1） 翼墙长度不得小于其厚度的3倍，端柱截面边长不得小于墙厚的2倍，否则视为无翼墙或无端柱 竖向钢筋的配筋范围不应小于图中阴影面积，一、二级抗震时分别不应小于616和614，且分别不应小于阴影面积的1.2和1.0 （一般来说，端部纵筋配置在阴影范围内，阴影范围之外、lc范围之内部分的纵筋按竖向分布钢筋配置） v要求的箍筋范围为图中阴影所示，箍筋直径不应小于8mm，一、二级抗震时，箍筋间距分别不应大于100mm和150mm 构造边缘构件 剪力墙的构造边缘构件 构造边缘构件的范围见上图，最小配筋率应符合下表规定 底部加强部位其他部位 抗震等级纵向钢筋最小用量（取较大值） 箍筋 纵向钢筋最小用量（取较大值） 箍筋 最小直径（mm） 最大间距（mm） 最小直径（mm） 最大间距（mm） 一级 0.008Ac，614 8 150 二级 0.006Ac，612 8 200 三级 0.005Ac，412 6 150 0.004Ac，412 6 200 四级 0.005Ac，412 6 200 0.004Ac，412 6 250 箍筋的无支长度不应大于300mm，拉筋水平间距不应大于纵筋的2倍 （当拉筋隔一拉一时，纵筋间距150mm；当每道纵筋均设拉筋时，纵筋间距一般均可满足要求300mm） 当墙端部为端柱时，端柱的纵筋和箍筋宜按框架柱的构造要求配置 连梁 跨高比大于5时，按框架梁设计 楼面主梁不宜支承在连梁上 连梁可作刚度折减，折减系数不低于0.5 连梁应进行斜截面抗剪承载力计算，当连梁截面尺寸不满足抗剪要求（超筋）时，可如下处理 1. 减小连梁截面高度 2. 可对连梁进行内力调幅，以降低剪力设计值。此法应尽量避免，且调幅范围应当限值，因为连梁已经进行了刚度折减 3. 当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可考虑在大震作用下该连梁不参与工作，按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的内力分析，墙肢按两次计算所得的较大内力进行配筋设计 纵筋设置： 1. 规范未规定纵筋的最小配筋率，可参照同一级框架梁的要求，但纵筋在保证受弯承载力的前提下，应越小越好，以使连梁在地震作用下尽早屈服、耗散能量，形成抗震的第一道防线 2. 洞口上、下两边的连梁内纵筋面积不宜小于被洞口截断的水平分布筋面积的一半，且2根，12mm（砼规10.5.8） 箍筋设置： 1. 抗震设计时，连梁箍筋沿全长的构造按框架梁端加密区箍筋的构造要求采用 2. 洞口连梁全长配箍：直径6mm，间距150（砼规10.5.14） 3. 顶层连梁的纵向钢筋锚固范围内，应设置箍筋（抗震规范6.4.11），箍筋直径与该连梁的箍筋相同，但间距不宜大于150mm 腰筋设置： 1. 连梁范围内，墙体的水平分布筋应作为连梁的腰筋拉通连续配置 （一般情况下，连梁腰筋即为墙体水平分布筋） 2. 连梁截面高度大于700mm时，两侧腰筋的直径不小于10mm，间距不应大于200mm 3. 连梁跨高比不大于2.5时，两侧腰筋的面积配筋率不应小于0.3 4. 腰筋置于连梁箍筋的外侧（00G101） 一、二级抗震，且连梁跨高比2、墙厚200时，连梁内除普通箍筋外，宜另设斜向交叉构造钢筋（抗震规范6.4.10），其直径不小于12mm，斜筋应按受拉钢筋的锚固长度要求锚入墙内 开洞、错洞 当剪力墙面开有各边长小于800mm的非连续小洞口，且整体计算中不考虑其影响时，洞口四周可不另设加强钢筋，应将被洞口截断的墙内分布钢筋分别集中配置在洞口四边，且钢筋直径不应小于12mm 剪力墙面内边长小于300mm的洞口要按要求预留 穿过连梁的管道宜预埋套管，洞口上下的有效高度 ，且洞口处宜补强钢筋，单侧补强214 连梁被洞口削弱的截面应进行承载力验算 楼板开大洞削弱后，如下措施予以加强： 1. 加厚洞口附近楼板，提高楼板配筋率，双层双向布筋，加配斜向钢筋 2. 洞口边缘设边梁、暗梁 3. 楼板洞口角部配置斜向钢筋 短肢剪力墙特殊规定 定义：墙肢截面高度与厚度之比为58 截面厚度不小于200mm 最大适用高度应比一般剪力墙结构的规定值适当降低，且不应大于100m（7度抗震）和60m（8度抗震） 短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜大于总力矩的50 抗震等级应比一般剪力墙提高一级采用 7、8度抗震时，宜设置翼缘，且一字形短肢墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁 不应适用于B级高度和9度抗震的A级高度 楼盖 高度超过50m时，宜采用现浇楼盖 现浇楼盖砼强度宜在C20C40之间，板厚可按跨度的1/351/45采用 施工图绘制 地上和地下部分，剪力墙的水平分布筋均在竖向分布筋之外侧 洞口错开时，宜将连梁锚入暗柱内，形成暗框架 设计说明： 1. 剪力墙的底部加强区的范围 2. 剪力墙的拉筋为6600，底部加强区为6400 3. 转角窗（阳台）的窗下填充墙，在转角处设置构造柱，并增设水平配筋腰带与两侧剪力墙端连接，构造柱配筋按框架柱构造要求 他山之石 应避免将大梁穿过较大房间，住宅中严禁梁穿房间 设有转角窗（阳台）的高层住宅剪力墙结构不宜再设置跃层单元 B级高度和9级抗震的A级高度的高层建筑在角部剪力墙体上开设转角窗（阳台）应慎重，需进行专门研究 非抗震设计和7、8、9度抗震设计的A级高度的高层建筑，在设置转角窗（阳台）时，宜如下处理 1. 转角处沿窗线设置挑梁并相交 2. 靠窗边的墙端暗柱配筋加强，尤其是箍筋加强，必要时暗柱可按约束边缘构件配筋，或在建筑允许的情况下，靠窗边的墙端设端（壁）柱 3. 板内设斜向暗梁（或直接设斜向拉结筋），以连接窗边两墙体， 或在建筑允许的情况下，直接设斜向连梁 4. 将该房间的楼板加厚，双向双层配筋加强 5. 转角窗窗下墙体设置构造柱，并增设水平配筋腰带与两侧构造柱连接 6. 窗边两道墙体应尽量避免一字形墙、短肢墙，并控制轴压比 长宽比小于2的连梁的受剪承载力较低，宜避免采用 剪力墙设计的几个问题一.剪力墙设计中的基本概念 1剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小，几何特征像板，受力形态接近于柱，而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值，当比值小于或等于4时可按柱设计，当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱，按双向受压构件设计。 2剪力墙结构中，墙是一平面构件，它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力；在轴力，弯矩，剪力的复合状态下工作，其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外，还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求：墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏，因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。 3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面的组合设计内力适当提高或加大配筋率；为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长，以防止截面应力相差过大。 联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙，但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多，墙肢单独作用显著，连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。 壁式框架：当剪力墙开洞过大时形成宽梁、宽柱组成的短墙肢，构件形成两端带有刚域的变截面杆件，在内力作用下许多墙肢将出现反弯点，墙已类似框架的受力特点，因此计算和构造应按近似框架结构考虑。 综上所述，设计剪力墙时，应根据各型墙体的特点，不同的受力特征，墙体内力分布状态并结合其破坏形态，合理地考虑设计配筋和构造措施。 4墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析，求得内力后按偏压或偏拉进 行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中，对带翼墙的计算宽度按以下情况取其小值：即剪力墙之间的间距；门窗洞口之间的翼缘宽度；墙肢总高度的1/10；剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。 5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，规范要求一、二级抗震墙时墙的厚度应160mm，底部加强区宜200mm，三、四级抗震等级时应140mm，竖向钢筋应尽量配置于约束边缘。 以上所述的剪力墙设计中的概念问题可能绝大部分设计人员都懂，但实际应用到工程设计中，施工图纸表达出来的东西有时则存在很大差别，追究原因，许多是与具体的构造处理有关，因此造成墙的截面和配筋差别大不合理。二.剪力墙的边缘构造 1结构试验表明矩形截面剪力墙的延性比工字形或槽形截面剪力墙差；计算分析表明增加墙肢截面两端的翼缘能显著提高墙的延性；因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性，还能防止剪力墙发生水平剪切滑动提高抗剪能力。从89规范开始在剪力墙中提出了暗柱、端柱、翼墙（柱）、转角墙（柱），也就是目前规范中的约束边缘构件或构造边缘构件的抗震措施。 2对规范的不同理解往往产生了五花八门的设计。有人将每一轴线的墙理解为一片墙仅在端墙设暗柱，有人将凡是拐角或洞口边都设暗柱，而即使是公开发表出版的权威参考书或设计手册对暗柱（翼墙柱）的截面取值也出现了以下三种不同尺寸，因此造成配筋的差别很大，甚至相同的资料由于出版的时间不同，对规范的理解也有所不同。 3从2002年开始实施的建筑结构规范，根据结构类型及受力状况，对剪力墙两端及洞口两侧的加强边缘，按墙肢在重力荷载代表值作用下墙肢轴压比的界线及加强部位要求分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。 “抗规”GB50011-2001规定抗震墙结构、部分框支抗震墙中落地剪力墙当一、二级抗震时底部加强部位及相邻的上一层均应按要求设置约束边缘构件；但对于一般抗震墙结构（除部分框支墙外）当满足墙肢轴压比限值界线值时可按规定设置构造边缘构件。“抗规”未明确框架-剪力墙结构中的剪力墙需设置约束边缘构件时抗震墙的抗震等级和轴压比界限值；但根据混凝土规范11.7.14条笔者理解框架-剪力墙不受一、二抗震等级限制，凡底部加强区及其上一层当不满足轴压比限界时则均应设约束边缘构件。综合分析“抗规”、“砼规”和“高规”设计约束边缘构件时，框剪结构、框支结构、框筒结构的要求应严于一般剪力墙结构，因此规范要求的条件也就多了一些，设计中应引起注意。由于各规范标准的的编写出版、发布、实施的时间不同，加上编写人认识上的差别，各规范在一些条文内容上还存在不协调和不一致的地方。在此必须指出设计中不但要复核短墙肢轴压比，也要复核长墙肢的轴压比：抗震墙结构中，当层数在15层以内时其墙肢轴压比一般都小于0.2，所以一般除9度地震区外，都可以不设约束边缘构件（高层底部加强区除外），只需设计构造边缘构件，不少设计都忽视了这点，造成浪费。4 规范标准之间矛盾问题举例 .GB50011-2001第6.4.7条规定暗柱截面长度仅需满足bw及400mm，不要求满足lc/2,在翼墙（柱）中只要求满足壁柱300mm，不受墙厚bw的限制，而与“砼规”的要求矛盾。笔者认为“抗规”GN50011的规定比较合理；实际工程中按现行规范要求需要设暗柱之处绝大部位为对门窗洞口边缘的加强，其墙肢属于联肢墙，非一字型矩形墙体，联肢墙连梁起耗散地震能量作用，受力状况和延性较好，在整体受力时当洞口较小时，往往墙体显槽形截面，因此在剪力墙结构中除设置角窗处外，暗柱截面尺寸不必过大；而翼墙（柱）处实际上只是建筑横墙肢的端边缘，不属纵墙肢的端边缘，在纵向水平力作用下，纵向墙法向应力呈线性分布，纵墙肢受力似同偏压柱；横纵交点处刚度，约束性能好，因此对于翼墙（柱）的截面取值也没必要过大；截面过大的暗柱和翼柱往往还容易形成连在一起，造成纵墙竖向配筋增加过多。但转角墙（柱）则是剪力墙很重要的部位，必须严格遵守规范的规定。 .构造边缘构件虽然“抗规”、“砼规”和“高规”都规定了配筋要求，但比较三本标准所给出的配筋要求的表格中的内容则是矛盾的，是不协调的；笔者认为“砼规”GB50010-2002表11.7.16的要求比较合理。而“抗规”和“高规”表中的配筋要求是不够合理或是不够严密的。还应指出三本规范中所给出的纵向构造筋的数量4根或6根是不实际的；例如对于转角墙（柱）的纵向筋数量，由于墙纵向筋的间距不宜大于300，又受墙厚限制，角柱的最小的纵向筋应为8根，当墙厚300时则最少需要12根，不会出现4根或6根的情况。 三剪力墙结构的厚度和配筋问题 1 根据抗震规范6.1.2条规定，8度地震区剪力墙结构的抗震等级至少应为二级；按6.4.1条要求剪力墙底部加强部位墙厚一、二级抗震等级时不宜小于200mm，且不小于层高的1/16，其他部位不小于160mm，当墙端头无翼墙或暗柱时不应小于层高的1/12。以上规定目的是为防止因墙体平面外刚度过小，稳定性差，容易在偏心荷载作用下压屈失稳，但这些规定对于八度地震区的多层及低高层剪力墙结构显得不够合理。例如515层的剪力墙结构，一般墙肢在重力荷载代表值作用下轴压比都小于0.2，电算结果墙体往往只需要构造配筋，但只因底部功能要求3.9m层高，墙厚就得240mm,若业主要求室内视野开阔，不设外纵墙，横墙朝外端头不允许带翼墙或端柱时，当层高3>54.2m时，则墙厚需要320350mm,显然不合理。所以像这样的特殊情况的低多层建筑不应要求死扣规范，而通过采用概念设计分析，控制墙肢轴压比，进行墙体截面条件、强度和稳定性验算并在构造上适当加强暗柱或配筋，保证其整体性连接等措施，是可以使墙厚减小的。 2 墙体的配筋率，目前在“砼规”11.7.11条文强制规定在一、二、三级抗震等级的剪力墙中，竖向和水平分布筋的最小配筋率均不应小于0.25%;部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率不应小于0.3%;这配筋率比其在80年代前的配筋率).070.1%要大多了，和国外的配筋率0.10.25%的高者基本接轨，这在高层或者较长的剪力墙结构中应该是合理的，但对于低矮、短小的剪力墙值得探讨。 墙的水平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏，同时起到抵抗温度应力防止砼出现裂缝，设计中当建筑物较高较长或框剪结构时配筋宜适当增加，特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏感部位宜适当增加。但对于矮、短的房屋，其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。 墙的竖向钢筋主要起抗弯作用，目前在一些多层低高层剪力墙中电算结果多为构造配筋；但配筋时所取的配筋率有人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋，笔者认为竖向最小配筋率应该包括边缘构件中的钢筋，墙肢的竖向配筋原则也应该尽量将钢筋布置在墙端部边缘区并保证钢筋间距300mm，也应该注意防止竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度，对抗震不利。 四剪力墙结构的超长问题 1. 混凝土规范9.1.1条规定现浇混凝土剪力墙结构的温度伸缩缝最大间距当在室内或土中时为45m，露天时为30m;而现浇框架剪力墙或框架核心筒结构的伸缩缝间距可取4555m.规范的这一规定显然与现今建筑的体量越来越大但功能又要求不设缝发生矛盾；因此目前许多工程中的伸缩缝间距都突破了规范的规定，也造成了设计人员在设计中遇到超长结构时的胆量越来越大。笔者认为今后当剪力墙结构超长时，应该慎重处理为好，过长时应该尽量设置温度伸缩缝，宜较严格遵守规范规定的限值，理由如下： 剪力墙结构刚度大，受温差影响大，混凝土的收缩、徐变产生的变形大，墙体对楼面、屋面产生的约束也大；当结构发生收缩变形时比其他结构易出现裂缝。一些未超长的剪力墙结构产生墙体或楼面裂缝，其主要原因就在此。 剪力墙结构多用于商品住房和公寓，使用状况复杂，一旦私人购买的房子出现裂缝，虽然没有安全问题，但处理起来问题多，难度大，社会影响大。 混凝土结构受温度或收缩徐变的影响与众多因素有关；而体型庞大的剪力墙房屋往往形状复杂，混凝土收缩大，约束应力积聚也大，施工工艺及管理也难控制，环境影响使用变化难于判断，因此更难于解决混凝土收缩变形时，在受约束条件下引起拉应力而保证不出现裂缝。 目前混凝土的收缩量不断增大，已由80年代的一般收缩量300上升到400以上，因此使混凝土用量大的剪力墙产生裂缝的因素在增大。 目前随着市场形势的变化，大部分工程要赶工加班，质量难保证，为赶工混凝土中水泥用量普遍增大，使混凝土收缩量增大，加上由于混凝土强度的提高，使弹性模量增加将引起更大的约束拉应力产生，使结构出现裂缝的因素增多。 普遍使用商品混凝土泵送施工，为了泵送，增大水泥用量，减少了中粗骨料含量和骨料粒径，加上泵送混凝土配合比和施工送料时的不良因素影响等都加大了结构收缩量，增加产生裂缝的因素。 综上所述，今后在处理超长结构时，特别是处理超长的剪力墙结构时要特别慎重；当发生实在由于建筑使用功能要求不允许超长建筑设永久缝时，建议采用对结构施加预应力的方法并结合采用设计构造措施、施工措施共同给予处理高层建筑剪力墙连梁设计的探讨 与剪力墙相连的梁称为连梁。连梁一般具有跨度小，截面大，与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。因此，高层建筑在水平力作用下，连梁的内力往往很大。设计时，即使采取了降低连梁内力的各种措施，如：加大剪力墙的洞口宽度；在连梁中部开水平缝，在计算内力和位移时对连梁刚度进行折减，对局部内力过大层的连梁内力进行调整等，仍无法使连梁的截面设计符合要求。由于设计规范对此没有明确规定，因此，设计时感到无所适丛。而设计、构造不当将会造成结构在抵抗水平力时的强度、刚度不符合要求，进而影响承受竖向荷载的能力。本文将讨论高层建筑剪力墙中连梁设计的几个问题，并提出相应的建议。对于一端与墙相连，一端与框架柱相连的梁，可以看成是连梁的一个特例。 一联肢墙在水平力作用下的破坏机制 高层建筑联肢墙在水平力作用下的破坏分为脆性破坏（即剪切破坏）和延性破坏（即弯曲破坏）两种。联肢墙的脆性破坏又可分为两种情况。一种是脆性破坏发生于墙肢。墙肢由于抗剪能力不够而发生剪切破坏，会使剪力墙很快丧失承载能力。造成结构的突然倒塌。这是设计所应该绝对避免的。抗震规范里规定了抗震墙截面的剪压比限值和抗震等级为一、二级时抗震墙底部加强部位剪力设计值的放大系数，就是为了防止剪力墙早于弯曲破坏而发生剪切破坏。脆性破坏的第二种情况是连梁发生剪切破坏。连梁发生剪切破坏会使联肢墙各墙肢丧失连梁对墙肢的约束作用。在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时，联肢墙的各墙肢将成为单片的独立墙，这会使结构的侧向刚度大大降低，墙肢弯矩j加大。抗震规范里规定了连梁截面的剪压比限值和抗震等级为一、二级时连梁端部剪力设计值的调整系数，也是为了防止连梁早于弯曲破坏发生剪切破坏。但是，和第一种墙肢发生剪切破坏相比，连梁发生剪切破坏时结构尚未丧失承载能力，在墙肢破坏前，只要所考虑的连梁不承担较大的竖向荷载，还不会造成结构的倒塌。 剪力墙的延性破坏也可分为两种情况。一种是连梁不屈服，墙肢首先发生弯曲破坏，这种墙在破坏时的极限变形较小。因此，对有抗震设防要求的建筑来说，它虽然是一种延性破坏，但吸收地震能量的能力是较低的。设计中应避免这种情况的发生。延性破坏的第二种是连梁先屈服，最后是墙肢的屈服。当连梁有足够的延性时，它能通过塑性铰的变形吸收大量的地震能量。同时，通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用，使联肢墙保持足够的刚度和强度。这是设计时应首先考虑做到的。为了保证联肢墙的延性要求，对连梁的延性要求是非常高的。因此，在设计高层建筑剪力墙时，必须十分注意保证连梁的延性要求。 以上主要从抗震的角度分析了联肢墙的破坏机制。对于非抗震的情况，水平作用力主要是风荷载。风荷载是一种实实在在的荷载，不能通过结构的塑性变形来减少风荷载。但可以通过结构的塑性变形将荷载分布到其他尚未屈服的构件。通过内力重分布提高结构的整体承载能力，避免由于个别构件的破坏造成整个结构丧失承载能力。因此，以上关于联肢墙破坏机制的讨论在非抗震设计中是同样有意义的。