高层剪力墙结构住宅含钢量控制措施

1、高层剪力墙结构住宅含钢量控制措施一、结构体系与结构布置1.1结构体系1.1.1高层住宅结构设计应优先选用钢筋混凝土剪力墙结构体系1.1.2 短肢剪力墙受力性能不好，且内力调整、轴压比限值及构造要求均高于普通剪力墙，经济性较差，应尽量减少或避免使用。1.1.3 局部因建筑功能及结构受力需要时，可采用设少量框架柱的剪力墙结构，其受力性能和经济性能均优于短肢剪力墙。1.1.4住宅组合平面长度超过50m时,应优先在中部设置变形缝，尽量形成长度较小、平面规则的结构单元，否则应采取有效措施加强薄弱部位及解决平面超长带来的不利影响，带来的造价增加往往大于设缝费用。1.1.5 当裙楼连接多个主楼时，宜在主楼之

2、间裙楼部分设置抗震缝，避免形成超长大底盘多塔结构。1.1.6 高层住宅的结构体系及布置应使结构具有适宜的侧向刚度宜使计算的最大楼层层间位移角接近国家规范的限值。1.1.7 地下面积较大时，应根据地下平面的形状、尺寸及工程所在地的经验确定是否需要设置伸缩缝。当地下室平面不存在特别不规则及狭长的薄弱部位时，地下室可不设缝，但应有可靠措施控制楼板及侧墙的裂缝，减小温度作用对混凝土构件的不利影响。1.2 结构布置1.2.1 建筑方案配合。建筑方案是所有设计工作的基础，此阶段的不合理需要在后期用大量的复杂处理来解决，对于结构经济性往往具有绝定性因素。在方案设计阶段，即应配合建筑师，尽量减少因建筑体形与功

3、能对结构带来的不利影响。建筑方案中的以下几方面对经济性影响较大，应尽量避免，当不可避免时，应视其程度和数量适当调高经济指标：（1）高宽比过大、无缝单元平面长度超45m。（2）楼层平面凹凸过大、出现细腰型、开大洞口、出现大于梁高的错层。（2）主楼在裙楼范围内严重偏置、部分楼层大尺度收进。（4）跃层剪力墙、下层层高远大于上层层高、局部夹层、剪力墙不落地。（5）转角窗等不利因素过多、外纵墙数量过少、内横墙不对齐。1.2.2 住宅建筑的结构布置应充分结合建筑平面布置，结构布置除满足结构承载力要求外，应尽量使建筑室内空间达到“无梁无柱”的效果，提高空间及平面的利用效率，降低使用及装修成本。1.2.3 剪

4、力墙平面布置（1）剪力墙布置应尽量使两个方向刚度接近，两个主轴方向第一平动周期差异不宜超过20%。当位移为风荷载控制时，应使受风面较大的方向刚度偏大，以降低结构造价，避免浪费。（2）优先采用长墙，减少墙肢数量。尽量避免采用短肢剪力墙及“一字型”剪力墙。20层以下剪力墙可采用较短墙体分散布置，以减小结构刚度；20层及以上剪力墙尽量采用长墙大开间集中布置，避免分散布置，以提高剪力墙抗侧效率，增大结构刚度、减小墙体轴压比。（3）墙地比和柱墙比是前期控制用钢量的重要的两个量化参数。建议常规户型18-22层住宅6、7度区墙地比控制在4.6%以下，柱墙比控制在55%以下；28-33层住宅6度区墙地比控制在

5、6.0%以下，柱墙比控制在55%以下；28-33层住宅7度区墙地比控制在6.5%以下，柱墙比控制在50%以下。（4）剪力墙布置在满足结构刚度的前提下，以尽量减少边缘构件数量为原则。（5）纵横双向墙体布置均衡。不应采用无内纵墙的方案，外纵墙窗间可不全部做成剪力墙，但不应使外墙全部为框架梁。（6）剪力墙的竖向受荷应以平面内为主，较大跨度的主梁（跨度超4m）不宜垂直搭在剪力墙平面外，不应垂直搭设于一字型剪力墙端头。（7）尽量不要在墙端做较大的端柱。（8）剪力墙上开大洞口或者不开洞，避免采用小洞口。根据测算，当洞口尺寸Wl.2m时，洞口附件钢筋用量要高于相同范围内剪力墙的配筋量，因此开洞尺寸不宜少于1

6、.5m左右。1.2.4剪力墙厚度取值根据高规7.2.1在满足墙体稳定的前提下，一、二级剪力墙：底部加强部位不应小于200mm，其他部位不应小于160mm；一字形独立剪力墙底部加强部位不应小于220mm，其他部位不应小于180mm；三、四级剪力墙：不应小于160mm,字形独立剪力墙的底部加强部位尚不应小于180mm。建议做法：A、20层以下住宅：地上部分：无特殊情况采用180厚，带转角窗住宅的转角窗处墙厚，采用200厚。地下部分：内墙，在满足轴压比及稳定的前提下，上部墙体直接落下来，延续上部墙厚，筏板或桩筏基础时，接基础那一层内墙改为200厚；外墙，均采用250厚。外墙为挡土墙时根据计算确定，一

7、般层高不超过3米时，采用250厚即可。B、28-34层住宅：地上部分：无特殊情况采用200厚，带转角窗住宅的转角窗处墙厚，采用250厚，6度区时上面约1/3楼层可以根据计算将墙厚减为180。地下部分：内墙，在满足轴压比及稳定的前提下，上部墙体直接落下来，延续上部墙厚；外墙，均采用250厚。外墙为挡土墙时根据计算确定，般层高不超过3米时，采用250厚即可。1.2.5剪力墙配筋率。剪力墙、边缘构件配筋率应严格执行高层建筑混凝土结构技术规程中的规定，计算不需要时，不得随意放大配筋。1.2.6梁板布置。合理控制梁截面高度，一般控制梁（框架梁）配筋率在1.0%左右为宜。一般住宅类剪力墙结构中，板跨的划分

8、多由建筑房间布置决定，结构专业可调整的余地不大。但应尽量根据建筑房间布置合理控制板的跨度，减少次梁布置，充分发挥楼板钢筋强度作用，使板的配筋由内力控制而非按构造配筋，或使板计算配筋接近构造配筋。跨度较小的梁可取消，采用大板块方案。例如主卧室套间内的卫生间，卫生间小梁可取消，做折板。二、材料与荷载统计2.1 材料2.1.1 钢筋。优先选用高强钢筋，剪力墙、梁、板等构件受力筋可采用HRB400钢筋，分布筋可采用HPB300钢筋。2.1.2 混凝土。由于计算软件中未扣除混凝土构件交叉重叠区域的混凝土体积，计算时混凝土容重可取2526KN/m3。在满足结构承载力及刚度要求的前提下，应提高竖向构件混凝土

9、强度等级以减小截面厚度。高度100m的建筑，竖向构件混凝土强度等级可取C50C30。梁板混凝土强度等级采用C30。2.2 荷载统计除特殊情况外，荷载应按现行建筑结构荷载规范取值，特殊荷载参照全国民用建筑工程设计技术措施（结构篇）取值。2.2.1 风荷载。风荷载应根据建筑结构荷载规范按结构设计使用年限要求及工程所在地的具体情况选用。对风荷载比较敏感（高度超过60m）的高层建筑，承载力计算时应按基本风压的1.1倍采用。2.2.2 楼面荷载统计。楼面附加恒荷载计算应根据建筑楼面做法厚度分层计算，活荷载应根据房间功能准确选取建筑结构荷载规范中的规定取值。2.2.3 隔墙荷载。梁上线荷载计算时，应取隔墙

10、净高计算，并应扣除门窗洞口荷载。直接砌筑于板上的隔墙应采用100mm厚轻质材料隔墙，隔墙荷载按等效荷载原则考虑为楼面活荷载。三、结构计算与参数选取3.1 结构计算程序结构计算应采用通过国家认定或获得国际广泛认可的计算软件，包括PKPM系列软件、盈建科系列软件、广厦系列软件、MIDAS、ETABS、SAP等。3.2 计算简图3.2.1 结构计算简图应基本符合原结构的受力特征、传力关系和边界条件。3.2.2 梁柱节点应考虑刚域作用，考虑刚域的计算模型会提高结构的整体刚度。3.2.3 垂直搭与剪力墙上的梁，梁端宜按铰接输入；当墙厚不小于梁高的0.8倍时，可按刚接输入。3.2.4 当楼板存在凹凸不规则

11、、不连续或平面内变形较明显，应按弹性楼板补充计算。3.2.5 带斜屋面的结构，应按实际情况输入斜屋面布置，支撑斜屋面的柱墙构件应考虑斜梁水平推力对其产生的附加弯矩。3.2.6 剪力墙较小墙垛的输入问题。小墙垛的抗震性能较差，且宜应力集中，不能保证其性能的发挥，可不考虑其对结构整体抗震性能的贡献。因此，自墙边算起净长度不大于250的墙垛计算时可不输入。但其对垂直梁的锚固非常重要，应进行设计，可按构造配筋，满足梁支座锚固的要求。净长度大于250的墙垛，不宜忽视其实际作用，可按实际长度输入。3.2.7 连梁跨高比小于2.5的按洞口输入，跨高比介于2.5-5.0按梁输入。3.2.8 当位移比均小于1.

12、2时，不考虑双向水平地震作用；3.2.9 连梁刚度折减系数：计算地震内力时，连梁刚度可折减，计算位移时，可不折减。折减系数一般取0.6，不得小于0.5。3.2.10 梁墙及梁梁垂直相交的铰接处理（1）梁与剪力墙垂直相交时，梁端按铰接处理，减小对墙的影响，满足钢筋锚固；（2）次梁与外墙主梁垂直相交时，次梁端按铰接处理，满足次梁钢筋锚固；（3）次梁与内部主梁垂直相交时，次梁端一般可按刚接处理，主梁受力计算清楚，且可节省钢筋，但支座节点应采用满足锚固的构造；3.3结构整体计算参数3.3.1 总信息(1) 水平力与整体坐标夹角：仅需改变风荷载作用方向时采用，一般填0。(2) 混凝土容重：2526KN/

13、m3，钢材容重：78KN/m3。(3)嵌固端所在层号：取底部嵌固部位之上一层的自然层号。程序将底部加强区延伸至嵌固端下一层。(4)地下室层数：埋入土中超过半层高度的所有层数。(5)对所有楼层采用强制刚性楼板假定：仅较规则结构计算位移比和周期比时勾选。较规则结构计算内力和配筋时，以及特别不规则结构计算所有指标时均不勾选。(6)地下室采用强制楼板假定：一般应勾选。但对于地下室顶板开大洞及在此处有跃层柱的结构不能勾选。(7)强制刚性楼板假定时保留弹性板面外刚度：仅对设置弹性板3和6的结构适用。当地下室采用板柱结构时必须勾选。(8)墙梁跨中结点作为刚性楼板从节点：一般应勾选。不勾选时墙梁剪力一般会减小

14、，但相应整体结构刚度变小，周期加长，侧移加大。(9)计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘：勾选。使结构中框架、短肢墙、普通墙的倾覆力矩统计结果更为合理。具体见混规9.4.3条及抗规6.2.13条条文说明。(10)弹性板与梁变形协调：勾选。实现梁板变形协调，计算结果更为合理。（11）恒活荷载计算信息：一般选用“模拟施工3”，对于钢结构或没有标准层概念的大型体育场馆应选择“一次性加载”。对于转换、悬吊等复杂传力的结构，应指定施工次序。（12）规定水平力确定方式：一般情况选择“规范算法”，楼层概念不清晰的不规则结构选择“CQC算法”倾覆力矩的输出结果中，一般情况首选“抗规方法”，当结构为框支转换或上

15、部短肢墙，下部普通墙时，应按“轴力方法”计算结果。3.2.2 风荷载信息（1）地面粗糙度类别：根据规范选择，D类慎用。（2）修正后的基本风压：一般为50年一遇的基本风压。（3）x、y向结构基本周期：为不考虑周期折减的结构第一平动周期。（4）风荷载作用下结构的阻尼比：砼结构一般5%。（5）承载力设计时风荷载效应放大系数：高度不大于60米的结构取1.0，高度大于60米的结构取1.1。（6）考虑顺向风振影响：勾选。（7）考虑横向风振影响：高度超过150m或高宽比大于5的高层建筑，以及高度超过30m且高宽比大于4的构筑物，应勾选。（8）考虑扭转风振影响：根据荷规8.5.4条条文说明勾选。（9）水平风体

16、形系数：体型分段数可只考虑上部结构，程序自动扣除地下室部分风载。3.2.3 地震信息(1)结构规则性信息：不规则。(2)设计地震分组、设防烈度：根据抗规附录A选用。(3)场地类别：根据地勘报告确定。(强条)(4) 抗震等级：根据抗规表6.1.2或高规表3.9.3、3.9.4 选择。1.3.5钢框架抗震等级：根据抗规8.1.3条确定。(5)抗震构造措施的抗震等级：根据抗规3.3.2条、3.3.3条、6.1.34条及高规3.9.1条、3.9.7条确定抗震构造措施的提高或降低。(6) 中震(或大震)设计：用于结构性能设计。弹性和不屈服设计均不考虑风荷载组合，不屈服设计增加柱、墙抗剪截面验算。(7)

17、斜交抗侧力构件方向附加地震数及相应角度：有斜交抗侧力构件或最大地震作用方向大于15度时在此输入，不改变风荷载方向。(8)考虑偶然偏心：勾选。计算位移比时，必须考虑偶然偏心，计算层间位移角时，可不考虑偶然偏心。(9)考虑双向地震作用：不考虑偶然偏心时，楼层最大位移与平均位移之比超过1.2，则勾选，否则不勾选。以免引起竖向构件内力的不必要放大。(10)计算振型个数：取3的倍数，偶联时不小于9个。应注意有效质量参与系数不能小于90%。(11)重力荷载代表值的活荷载组合值系数：一般结构取0.5，根据楼层使用功能而不同。（12）周期折减系数：按高规4.3.17条取值。填充墙为砌块时，周期折减系数取大值：

18、剪力墙结构0.9。周期折减系数不改变自振特性，仅改变地震影响系数。3.2.4 活荷信息（1）柱、墙设计时活荷载折减：折减。但应注意此折减不能与PMCAD中“楼面荷载传导计算”中的荷载折减项同时选择，否则会造成折减系数累加，使结构不安全。（2）传给基础的活荷载:折减。但应注意，此折减并不传给JCCAD,设计基础时，还应在JCCAD的“荷载参数”中输入相应的折减系数。（3）梁活荷载不利布置最高层号：取全部楼层高。活荷载不利布置仅对梁起作用，墙、柱等竖向构件程序仅考虑一次性满布活载。（4）柱、墙、基础活荷载折减系数：按荷规表4.1.2填写。新版程序对每个柱墙计算截面上方的楼层数自动分析计算，从而使带

19、裙楼的高层结构取得正确的折减系数。3.2.5 调整信息（1）梁端负弯矩调幅系数：一般取0.85。（2）梁活荷载内力放大系数：取1.0，但应在前面考虑活荷载不利布置。（3）梁扭矩折减系数：一般取默认值0.4。本参数对于弧形梁、不与楼板相连的独立梁均不起作用。在“特殊构建补充定义”中的“特殊梁”菜单下，可交互修改各梁的扭矩折减系数，用于需特殊验算抗扭的梁。(4) 薄弱层地震内力放大系数：无特殊情况时，多层取1.15，高层取1.25。(5) 连梁刚度折减系数：计算地震内力时，连梁刚度可折减，计算位移时，可不折减。折减系数一般取0.7，不得小于0.5。(6) 梁刚度放大系数按2010规范取值：勾选。(7) 砼矩形梁转T型：勾选。(8)按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力：勾选。(强条)(9)指定的薄弱层个数及层号：除程序自动判断放大的楼层外，对于转换层，层高差异较大的下部楼层，及转换桁架的上下层，应指定为薄弱层。高层薄弱层地震力放大系数1.25，多层薄弱层地震力放大系数1.15。(10) 全楼地震力放大系数：一般取1.0。但对于需用小震弹性时程补