剪力墙设计解读课件

一、课程作业设置

xxxx

项目，场地位于

xxxx

市，高层住宅建筑地面以上

xxxx层，建筑物总高度为

xxxx米。

资料：建筑图，结构设计说明，并针对实际结构中比较复杂的部分，采取一些简化措施：（1）不进行基础设计（包括不进行地下室设计），仅对地上结构建模，建筑底面设为嵌固；（2）结构类型采用全落地剪力墙结构，不采用框支剪力墙

（3）突出屋面结构忽略，但屋面荷载须考虑。1、结构设计说明（简化措施）一、课程作业设置xxxx项目，场地一、课程作业设置（4）图纸中设缝了的，可以仅选择任意一个单塔进行建模，可以不建整个多塔模型；可以不做裙房、架空层等的设计，均按标准层进行设计，建议每个小组选同一栋主楼建模。（5）楼梯可简化为0厚板+恒活载

（6）剪力墙的墙肢长度不变，但墙肢厚度可以有变化，建议取1-2层（或1-3层）为一个标准层，3-32层（或4-32层）为一个标准层（变厚度），屋面为一个标准层（变荷载）（7）墙肢最小厚度建议取200mm。墙体厚度缩进采用外墙外平齐，内墙收。1、结构设计说明（简化措施）一、课程作业设置（4）图纸中设缝了的，可以仅一、课程作业设置第一阶段：每位同学按自己家乡情况，查规范，确定各自的抗震信息、抗震等级、风载信息、轴压比和配筋限值等；第二阶段：根据设计依据和资料，确定结构布置图；第三阶段：完成建模分析和分析结果比较；第四阶段：完成标准层梁墙平法图、屋面结构局部大样图。最终阶段：完成以上四个阶段的内容，提交纸质版和对应电子版各一份。2、作业内容（分四个阶段）一、课程作业设置第一阶段：每位同学按自己家乡情况，查规范，确一、课程作业设置设置作业讨论小组，小组组长、副组长帮助组员完成作业，加分奖励；结构布置图更合理；设计计算书更为详细，分析结果比较更为准确，数据处理绘图采用origin软件；结合本设计，比较抗震设防烈度、风荷载、剪力墙厚度、混凝土强度等各因素对结构性能的影响（包括经济性分析）采用两个设计分析软件对比计算；平法图和大样图更为完整、准确、规范；采用探索者TSSD绘图。3、作业评分（按完成度给分，设置加分项目）一、课程作业设置设置作业讨论小组，小组组长、副组长帮助组员完

二、剪力墙结构设计1、剪力墙结构设计要点2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求3、如何确定剪力墙厚度？4、一般剪力墙、短肢剪力墙、柱形墙肢的认识5、剪力墙的开洞处理6、剪力墙连梁超筋如何处理？7、楼面梁与墙平面外连接的处理8、剪力墙边缘构件的设置二、剪力墙结构设计1、剪力墙结构设计要点剪力墙结构可结合建筑隔墙灵活布置，结构侧向刚度大，连梁具有很好的耗能性能，因而在民用建筑（主要用在高层住宅）中广为采用。1、剪力墙结构设计要点但剪力墙结构也具有剪切变形相对较大、平面外较薄弱的不利性能，且开洞后的剪力墙形式变化多，受力状况比较复杂。在剪力墙结构的设计中，应正确把握一般剪力墙、短肢剪力墙及柱形墙肢之间的区别，把握边缘构件及连梁设计计算等要点。剪力墙结构可结合建筑隔墙灵活布置，结构侧向刚度大，连梁具有很【问】剪力墙设计中抗侧力结构的布置应遵循哪些基本原则？

结构设计中如何把握？2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求抗侧力结构的平面布置宜均匀对称，并结合房屋的使用功能调整抗侧力结构的布局，使结构的刚度中心与质量中心重合或基本重合，减少结构的扭转结构的侧向刚度宜均匀变化，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。主要通过对两个主轴方向的周期、阵型和位移曲线来判别，对周期而言，相差宜在20%以内。【问】剪力墙设计中抗侧力结构的布置应遵循哪些基本原则？2、剪2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求提示：（1）利用对称性；（2）避开门窗洞口，保证使用功能；（3）双向均匀布置，不要太集中，局部避免太密集；（4）单片剪力墙宜布置为带翼墙剪力墙，不宜布置为“一”字形剪力墙。楼梯与电梯井位置的剪力墙布置示意图2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求提示：（1）利用对称性；（2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求【问】为何剪力墙宜布置为带翼墙剪力墙，不宜布置为“一”

字形剪力墙？概念上理解——“一”字形剪力墙，墙两端没有约束，上下楼板对墙有约束，从水平方向来看，“一”字形剪力墙与“两对边支承板”类似；而带翼墙的剪力墙，墙两端会增加约束，相当于“三边支承”、“四边支承”的板。显然，翼墙能加强对剪力墙的约束，提高剪力墙的稳定性，尤其当剪力墙轴压比较大的时候，带翼墙剪力墙使结构更安全。2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求【问】为何剪力墙宜布置为带2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求规范中理解——《高规》附录D墙体稳定性验算2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求规范中理解——《高规》附录【问】如何确定剪力墙的厚度？3、如何确定剪力墙的厚度剪力墙的墙肢截面厚度，除了应满足承载力要求以外，还要满足稳定性的要求。工程结构中的楼板是剪力墙的侧向支承，可防止剪力墙由于平面外变形而失稳；与剪力墙平面外相交的墙体也是剪力墙的侧向支承。【问】如何确定剪力墙的厚度？3、如何确定剪力墙的厚度剪力墙的【问】如何确定剪力墙的厚度？3、如何确定剪力墙的厚度本作业剪力墙的墙肢长度不变，但墙肢厚度可以变化，建议取1-2层（或1-3层）为一个标准层，3-32层（或4-32层）为一个标准层（变厚度），屋面为一个标准层（变荷载）。按《高规》7.1.4，底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值。本作业底部加强部位为？层。墙肢最小厚度建议取200mm。墙体厚度缩进采用外墙外平齐，内墙收主要功能位（比如说墙的两边，一边是卧室、一边是客厅，收客厅，扩大客厅使用面积）。【问】如何确定剪力墙的厚度？3、如何确定剪力墙的厚度本作业剪4、一般剪力墙、短肢剪力墙、柱形墙肢的认识《高规》7.1.7条，7.1.8条注，对柱形墙肢、短肢剪力墙进行定义和限制定义：hw/bw＞8是一般剪力墙；8≥hw/bw＞4是短肢剪力墙；4≥hw/bw可称为柱形墙肢【问】什么是一般剪力墙、短肢剪力墙和柱形剪力墙？4、一般剪力墙、短肢剪力墙、柱形墙肢的认识《高规》7.1.74、一般剪力墙、短肢剪力墙、柱形墙肢的认识短肢剪力墙有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重，但短肢剪力墙抗震性能较差，为安全起见，需要对短肢剪力墙的使用（最大适用高度、使用范围、抗震等级等）进行限制在剪力墙结构中设置少量的短肢剪力墙是允许的，设置少量的短肢剪力墙并不影响对原结构体系的判别，但短肢剪力墙本身要按《高规》7.2.2条采取相应措施。【问】短肢剪力墙的特点？对短肢剪力墙较多的剪力墙结构，还应控制短肢剪力墙的倾覆力矩比。4、一般剪力墙、短肢剪力墙、柱形墙肢的认识短肢剪力墙有利于住【问】为什么要对剪力墙开洞？什么情况下需要对剪力墙进行开洞处理？5、剪力墙的开洞处理为满足建筑功能的要求，需对剪力墙开洞。比如电梯井位置，需要预留电梯口通道，要对剪力墙开洞。为了使结构的侧向刚度均匀，减少结构的扭转，对剪力墙进行开洞处理。通过对剪力墙开洞，可以降低目标剪力墙的刚度，有意识的使整体结构的侧向刚度更均匀，也可以有意识的调整结构的刚度中心位置，使其与形心尽量重合，减少结构的扭转。【问】为什么要对剪力墙开洞？什么情况下需要对剪力墙进行开洞处【问】为什么要对剪力墙开洞？什么情况下需要对剪力墙进行开洞处理？5、剪力墙的开洞处理墙长超过8m的剪力墙（属超长墙肢），由于其单片墙的刚度很大，吸收了大量的地震作用，还由于超长墙肢的延性较差，地震时往往不能充分发挥作用，导致其他墙肢承担比计算大得多的地震作用。为了确保结构安全，应对超长墙肢进行开洞处理，墙肢之间设置适当刚度的连梁。注意：对超长墙肢的开洞处理，其真正目的在于确保其他

墙肢的安全。【问】为什么要对剪力墙开洞？什么情况下需要对剪力墙进行开洞处【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连梁与弱连梁应如何把握？对连梁应采用梁元模型还是墙元模型？5、剪力墙的开洞处理参考《高规》7.1.3，可以按跨高比对连梁进行划分。跨高比小于5的连梁一般称为强连梁，强连梁的刚度更大，耗能能力更强；跨高比不小于5的连梁属于弱连梁，连梁刚度较小，按框架梁设计。【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连梁与弱连梁应如何把握？对连梁应采用梁元模型还是墙元模型？5、剪力墙的开洞处理对于强连梁，宜按剪力墙开洞来模拟，连梁作为墙的一部分，连梁四角与墙肢协调，采用墙元模型。对于弱连梁，宜按梁元（即杆元，两节点之间布置梁）模拟，连梁两端与墙肢变形协调。【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连梁与弱连梁应如何把握？对连梁应采用梁元模型还是墙元模型？5、剪力墙的开洞处理这两种模型来比较，采用梁元模型，连梁的抗弯刚度计算值更小，结构的抗侧刚度计算值较小，结构的侧向位移较大（较难满足规范的限值要求）。一般情况下，连梁超筋较少，剪力墙配筋数值较大。但从建模输入的角度来考虑，梁元模型与框架梁相同，定义截面尺寸，定位节点输入；剪力墙开洞则需定位置和标高，不那么直接和形象。所以梁元模型输入更便利。【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连梁与弱连梁应如何把握？对连梁应采用梁元模型还是墙元模型？5、剪力墙的开洞处理本作业的建模分析，可以先全部采用梁元模型（直接按框架梁建模），看计算结果的“结构的侧向位移”是否满足规范要求。如果满足，就按梁元模型计算出图。如果不满足（尤其是抗震设防烈度8度地区），强连梁按剪力墙开洞建模对减小“结构侧向位移”有利。【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连【问】剪力墙开洞与连梁设计应注意的问题？5、剪力墙的开洞处理剪力墙开洞应进行结构的规则化处理，使洞口上下对齐，成列布置，形成明确的墙肢和连梁，避免直接采用错洞墙当结构侧向刚度足够（楼层层间最大弹性位移角离规范限值较远）时，可对连梁的截面高度进行适当归并。剪力墙结构通常侧向刚度大，而延性较差，通过设置连梁或调整连梁，利用连梁的变形来耗能，可以改善剪力墙结构的延性。连梁刚度小，变形能力更强，但连梁的刚度也不是越小越好，过小的连梁刚度，减弱了连梁的耗能能力，使剪力墙结构成为独立墙肢加弱连梁的壁式框架结构，对抗震不利。【问】剪力墙开洞与连梁设计应注意的问题？5、剪力墙的开洞处理【问】剪力墙连梁的工作机理？6、剪力墙连梁超筋如何处理连梁是连接两片剪力墙共同工作的梁。连梁的设计要求：小震和风荷载作用下，连梁起着联系墙肢、加大剪力墙刚度的作用；中震作用下，连梁先于剪力墙发生弯曲屈服，耗散地震能量；大震作用下，可能、也允许它剪切破坏。弹性工作状态下，墙的刚度远大于连梁的刚度，在墙稍有变形的情况下，连梁会承担极大的弯矩和剪力。且连梁截面越大，刚度越大，对相邻两片墙的约束越大，所承担的弯矩和剪力越大（剪力主要由约束弯矩产生），连梁就很容易超筋（抗剪超筋）。【问】剪力墙连梁的工作机理？6、剪力墙连梁超筋如何处理连梁是【问】剪力墙连梁超筋如何处理？6、剪力墙连梁超筋如何处理剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象。弯矩调幅法：考虑连梁塑性内力重分布，降低连梁计算内力刚度折减：内力计算前，直接将连梁刚度进行折减，将内力转移到墙体上；降低连梁的截面高度，减小连梁计算内力【问】剪力墙连梁超筋如何处理？6、剪力墙连梁超筋如何处理剪力【问】框架梁与墙平面外连接，如何做加强措施？7、楼面梁与墙平面外的连接处理在框架梁与剪力墙平面外连接中，当墙体厚度较小时，往往较难满足梁端钢筋的直段锚固要求（0.4La或0.4LaE）。此时，应采取相应的加强措施，如下图所示。梁与墙平面外连接的加强措施【问】框架梁与墙平面外连接，如何做加强措施？7、楼面梁与墙平8、剪力墙边缘构件的设置边缘构件，是暗柱和端柱的统称，分为“约束边缘构件”和“构造边缘构件”。都设置在剪力墙的两端，起到改善剪力墙受力性能的作用。从剪力墙截面的弯矩分布可知，剪力墙端部是压应力最大的位置，在端部设置边缘构件，加配纵筋和箍筋，加强对墙端混凝土的约束，可以有效提高剪力墙端部的受压承载力。而且，剪力墙底部加强部位的压应力更大，所以底部加强部位应设置更为严格的“约束边缘构件”。说明：剪力墙边缘构件设置、水平和竖向分布钢筋多为构造

要求，在大样图中要体现。8、剪力墙边缘构件的设置边缘构件，是暗柱和

四、PKPM建模分析1、结构设计参数2、PKPM中“七个比”的控制和调整3、答疑四、PKPM建模分析1、结构设计参数

1、结构参数见“13高层作业结构设计技术

条件”1、结构参数见“13高层作业结构设计技术

2、PKPM中“七个比”的控制和调整轴压比剪重比刚度比刚重比层间受剪承载力比周期比位移比结构整体性能控制的“七个比”2、PKPM中“七个比”的控制和调整轴压比结构整体性

2-1、轴压比轴压比的定义及限值——《高规》7.2.13轴压比——主要为控制结构的延性2-1、轴压比轴压比的定义及限值——《高规》7.2.

2-1、轴压比轴压比的查看

轴压比超限的调整措施增大该墙、柱截面（增大厚度、增加长度）提高该楼层墙、柱混凝土强度2-1、轴压比轴压比的查看轴压比超限的调整措施增大该

2-2、剪重比剪重比的定义及限值——《高规》4.3.122-2、剪重比剪重比的定义及限值——《高规》4.3.

2-2、剪重比剪重比——为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性。如果算出来的地震剪力如果达不到规范的最低要求，就要人为提高，并按这个最低要求完成后续的计算本作业剪重比基本不会超限剪重比的查看

2-2、剪重比剪重比——为控制各楼层最小地震剪力，确

2-3、刚度比刚度比的定义及限值——《高规》3.5.2刚度比——主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层2-3、刚度比刚度比的定义及限值——《高规》3.5.

2-3、刚度比刚度比的查看

本作业刚度比基本不会超限2-3、刚度比刚度比的查看本作业刚度比基本不会超限

2-4、刚重比刚重比的定义及限值——《高规》5.4.1、5.4.42-4、刚重比刚重比的定义及限值——《高规》5.4.

2-4、刚重比刚重比——主要为控制结构的稳定性，避免结构在风载或地震力的作用下整体失稳。刚重比不满足要求，说明结构的刚度相对于重力荷载过小；但刚重比过分大，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。刚重比——必须满足《高规》5.4.4；——可以不满足5.4.1，如满足5.4.1，SATWE

参数设置“设计信息”，不勾选“P-Δ

效应”，否则应勾选。2-4、刚重比刚重比——主要为控制结构的稳定性，避免

2-4、刚重比刚重比的查看

2-4、刚重比刚重比的查看

2-5、层间受剪承载力比层间受剪承载力比的定义及限值——《高规》3.5.3层间受剪承载力——控制竖向不规则性，以免竖向楼层受剪承载力突变，形成薄弱层。对于形成的薄弱层应按《高规》3.5.8予以加强。2-5、层间受剪承载力比层间受剪承载力比的定义及限值

2-5、层间受剪承载力比层间受剪承载力比的查看

本作业层间受剪承载力比基本不会超限2-5、层间受剪承载力比层间受剪承载力比的查看本作业

2-6、周期比周期比的定义及限值——《高规》3.4.52-6、周期比周期比的定义及限值——《高规》3.4.

2-6、周期比周期比——主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响。周期比不满足要求，说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，结构扭转效应过大。周期比的查看

2-6、周期比周期比——主要为控制结构扭转效应，减小

2-6、周期比周期比超限的调整措施调整结构布置，提高结构的扭转刚度；总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度，适当削弱结构中间墙、柱的刚度。2-6、周期比周期比超限的调整措施调整结构布置，提高

2-7、位移比位移比的分类弹性层间位移角位移比1（楼层最大位移与层平均位移的比值）位移比2（最大层间位移与平均层间位移的比值）弹塑性层间位移角（略）位移比——主要为控制结构平面规则性，以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。2-7、位移比位移比的分类弹性层间位移角位移比——主

2-7、位移比弹性层间位移角的定义和限值——《高规》3.7.32-7、位移比弹性层间位移角的定义和限值——《高规》

2-7、位移比限值弹性层间位移角的目的保证结构基本处于弹性受力状态，避免混凝土墙或柱出现裂缝；保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好；满足设备的使用要求但《广东省高规》已开始放宽弹层间位移角，由1/1000放宽至1/800。2-7、位移比限值弹性层间位移角的目的保证结构基本处

2-7、位移比位移比的定义和限值——《高规》3.4.52-7、位移比位移比的定义和限值——《高规》3.4.

2-7、位移比位移比不宜大于1.2，不应大于1.5。意思是：位移比可以大于1.2，但一定不能大于1.5。

位移比的查看

利用程序的节点搜索功能在SATWE的“分析结果图形和文本显示”中的“各层配筋构件编号简图”中快速找到位移最大的节点，加强该节点对应的墙、柱等构件的刚度；也可找出位移最小的节点削弱其刚度；直到位移比满足要求。2-7、位移比位移比不宜大于1.2，不应大于1.5。

五、结构布置的问题与处理1、结构布置的常见问题2、闲谈“结构之美”3、调模型（结构布置）的思路4、尝试、比较、思考五、结构布置的问题与处理1、结构布置的常见问题1、结构布置中的常见问题墙体影响了建筑功能，需满足一楼的流通功能；电梯井、楼梯间位置的剪力墙布置不符合“惯例”剪力墙过长，属超长墙肢，必须开洞处理；设置了“多折角”墙肢；剪力墙设置得过于密集；剪力墙墙肢长度偏小，整体刚度偏小；从抗倾覆的角度来看剪力墙结构布置，中部剪力墙对结构抗倾覆贡献小；1、结构布置中的常见问题墙体影响了建筑功能，需满足一楼的流通1、结构布置中的常见问题刚度不均匀，X、Y向刚度不足；阳台梁的设置；拉梁的设置；边缘构件的设置；客厅异形板的设置，避免客厅露梁；电梯井、楼梯间位置板厚加强；1、结构布置中的常见问题刚度不均匀，X、Y向刚度不足；2、闲谈“结构之美”简单、规则、对称，减少偏心。类似于束筒结构2、闲谈“结构之美”简单、规则、对称，减少偏心。类似于束筒结3、调模型（结构布置）的思路调模型是结构工程师的重要工作，也是结构设计中经常遇到的流程；调模型是体现对软件的理解、结构概念、结构师功力的时候；针对初学者，调模型更是一条任重道远的过程，为了追求更合理、经济的结构模型，调几次、几十次都是很正常的；调模型可以大改（大范围动墙和梁），也可以小调（仅仅调整一个构件，比较该构件的影响）首先，需要明确：3、调模型（结构布置）的思路调模型是结构工程师的重要工作，也3、调模型（结构布置）的思路结构布置的合理是概念上的判别，但更需要落到实处，通过对模型的调整和计算对比，不断优化；调模型的可以比较不同结构类型、抗震等级、风荷载等对结构的影响，也还可以比较一根构件的“留”或“删”对结构的影响；调模型是通过“实践”检验方案的好坏；每次的调模型就是一点点的提高，本次作业的目的也在于促进大家“从无到有”的提高。其次，本次作业的重点就在于调模型：3、调模型（结构布置）的思路结构布置的合理是概念上的判别，但3、调模型（结构布置）的思路调完模型一定要及时计算，PKPM计算的速度比较快每个模型的计算都要改名另存（建议按在文件后加上时间），方便对比；建议每个人都保存每次的模型，并记录调模型的原因和对比效果，不断优化；交第三阶段作业时，交第一次算通过的模型以及最终模型，提交压缩文件，命名为“第三阶段作业+姓名+学号”，命名不规则，不接收。然后，调模型注意事项？3、调模型（结构布置）的思路调完模型一定要及时计算，PKPM3、调模型（结构布置）的思路然后，调模型的内容？计算结果不理想，调整结构布置（层间位移角、周期比等超限）；增加或删除一个构件的影响；梁抗剪超筋，调整梁截面高度；降低或增加结构高度（增加标准层数目），各自的计算结果如何；改变抗震设防烈度，6、7、8或9度的影响；改变风荷载标准值、地面粗糙度等的影响；经济配筋率1%-1.5%，经济截面高度1650mm；

等等。。。3、调模型（结构布置）的思路然后，调模型的内容？计算结果不理

尝试、比较、思考尝试、比较、思考考试安排时间：19周周六（1月31日）晚上7点-9点地点：暂定综合楼501（上课的教室）模式：开卷考试，可以带书籍和电脑题型和分值：选择题20题，每题2分，40分

问答题10题，每题4分，40分

计算题1题，每题20分，20分考试安排时间：19周周六（1月31日）晚上7点-9点作业安排

第三阶段作业：交两个计算模型（首次计算通过的模型及最新的模型），提交压缩文件，文件命名为“第三阶段+姓名+学号”。提交时间“12周周日（12月1日）”截止。

第四阶段作业：完成标准层墙、梁平法图，及该标准层所有边缘构件、框架梁与剪力墙平面外连接加强部位的大样图、板配筋图。提交时间“与最终作业一起提交”。

标准层暂定为第四层（四层墙、五层梁、五层板）。作业安排第三阶段作业：交两个计算模型（首次计算通过的作业安排

最终作业：①第一阶段作业、②标准层墙布置图（注明尺寸）、③标准层梁布置图（注明尺寸）、④计算模型（最终版）、⑤计算书、⑥标准层墙平法图、⑦标准层梁平法图、⑧大样图、⑨加分项目。

提交纸质版和相应的电子版各一份。

最终作业提交时间：“20周周日（2月8日）”截止作业安排最终作业：①第一阶段作业、②标准层墙布置图（作业安排课程结束后，还会有资料分享、问题总结、作业格式等上传到群共享，请大家多留意；请各位同学按时完成作业，各位组长应帮助并督促本组成员完成作业；希望大家积极讨论作业中的问题，解决问题就是提高。作业安排课程结束后，还会有资料分享、问题总结、作业格式等上传

谢谢大家，再见！谢谢大家，再见！一、课程作业设置

xxxx

项目，场地位于

xxxx

市，高层住宅建筑地面以上

xxxx层，建筑物总高度为

xxxx米。

资料：建筑图，结构设计说明，并针对实际结构中比较复杂的部分，采取一些简化措施：（1）不进行基础设计（包括不进行地下室设计），仅对地上结构建模，建筑底面设为嵌固；（2）结构类型采用全落地剪力墙结构，不采用框支剪力墙

（3）突出屋面结构忽略，但屋面荷载须考虑。1、结构设计说明（简化措施）一、课程作业设置xxxx项目，场地一、课程作业设置（4）图纸中设缝了的，可以仅选择任意一个单塔进行建模，可以不建整个多塔模型；可以不做裙房、架空层等的设计，均按标准层进行设计，建议每个小组选同一栋主楼建模。（5）楼梯可简化为0厚板+恒活载

（6）剪力墙的墙肢长度不变，但墙肢厚度可以有变化，建议取1-2层（或1-3层）为一个标准层，3-32层（或4-32层）为一个标准层（变厚度），屋面为一个标准层（变荷载）（7）墙肢最小厚度建议取200mm。墙体厚度缩进采用外墙外平齐，内墙收。1、结构设计说明（简化措施）一、课程作业设置（4）图纸中设缝了的，可以仅一、课程作业设置第一阶段：每位同学按自己家乡情况，查规范，确定各自的抗震信息、抗震等级、风载信息、轴压比和配筋限值等；第二阶段：根据设计依据和资料，确定结构布置图；第三阶段：完成建模分析和分析结果比较；第四阶段：完成标准层梁墙平法图、屋面结构局部大样图。最终阶段：完成以上四个阶段的内容，提交纸质版和对应电子版各一份。2、作业内容（分四个阶段）一、课程作业设置第一阶段：每位同学按自己家乡情况，查规范，确一、课程作业设置设置作业讨论小组，小组组长、副组长帮助组员完成作业，加分奖励；结构布置图更合理；设计计算书更为详细，分析结果比较更为准确，数据处理绘图采用origin软件；结合本设计，比较抗震设防烈度、风荷载、剪力墙厚度、混凝土强度等各因素对结构性能的影响（包括经济性分析）采用两个设计分析软件对比计算；平法图和大样图更为完整、准确、规范；采用探索者TSSD绘图。3、作业评分（按完成度给分，设置加分项目）一、课程作业设置设置作业讨论小组，小组组长、副组长帮助组员完

二、剪力墙结构设计1、剪力墙结构设计要点2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求3、如何确定剪力墙厚度？4、一般剪力墙、短肢剪力墙、柱形墙肢的认识5、剪力墙的开洞处理6、剪力墙连梁超筋如何处理？7、楼面梁与墙平面外连接的处理8、剪力墙边缘构件的设置二、剪力墙结构设计1、剪力墙结构设计要点剪力墙结构可结合建筑隔墙灵活布置，结构侧向刚度大，连梁具有很好的耗能性能，因而在民用建筑（主要用在高层住宅）中广为采用。1、剪力墙结构设计要点但剪力墙结构也具有剪切变形相对较大、平面外较薄弱的不利性能，且开洞后的剪力墙形式变化多，受力状况比较复杂。在剪力墙结构的设计中，应正确把握一般剪力墙、短肢剪力墙及柱形墙肢之间的区别，把握边缘构件及连梁设计计算等要点。剪力墙结构可结合建筑隔墙灵活布置，结构侧向刚度大，连梁具有很【问】剪力墙设计中抗侧力结构的布置应遵循哪些基本原则？

结构设计中如何把握？2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求抗侧力结构的平面布置宜均匀对称，并结合房屋的使用功能调整抗侧力结构的布局，使结构的刚度中心与质量中心重合或基本重合，减少结构的扭转结构的侧向刚度宜均匀变化，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。主要通过对两个主轴方向的周期、阵型和位移曲线来判别，对周期而言，相差宜在20%以内。【问】剪力墙设计中抗侧力结构的布置应遵循哪些基本原则？2、剪2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求提示：（1）利用对称性；（2）避开门窗洞口，保证使用功能；（3）双向均匀布置，不要太集中，局部避免太密集；（4）单片剪力墙宜布置为带翼墙剪力墙，不宜布置为“一”字形剪力墙。楼梯与电梯井位置的剪力墙布置示意图2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求提示：（1）利用对称性；（2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求【问】为何剪力墙宜布置为带翼墙剪力墙，不宜布置为“一”

字形剪力墙？概念上理解——“一”字形剪力墙，墙两端没有约束，上下楼板对墙有约束，从水平方向来看，“一”字形剪力墙与“两对边支承板”类似；而带翼墙的剪力墙，墙两端会增加约束，相当于“三边支承”、“四边支承”的板。显然，翼墙能加强对剪力墙的约束，提高剪力墙的稳定性，尤其当剪力墙轴压比较大的时候，带翼墙剪力墙使结构更安全。2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求【问】为何剪力墙宜布置为带2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求规范中理解——《高规》附录D墙体稳定性验算2、剪力墙抗侧力结构布置的基本要求规范中理解——《高规》附录【问】如何确定剪力墙的厚度？3、如何确定剪力墙的厚度剪力墙的墙肢截面厚度，除了应满足承载力要求以外，还要满足稳定性的要求。工程结构中的楼板是剪力墙的侧向支承，可防止剪力墙由于平面外变形而失稳；与剪力墙平面外相交的墙体也是剪力墙的侧向支承。【问】如何确定剪力墙的厚度？3、如何确定剪力墙的厚度剪力墙的【问】如何确定剪力墙的厚度？3、如何确定剪力墙的厚度本作业剪力墙的墙肢长度不变，但墙肢厚度可以变化，建议取1-2层（或1-3层）为一个标准层，3-32层（或4-32层）为一个标准层（变厚度），屋面为一个标准层（变荷载）。按《高规》7.1.4，底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值。本作业底部加强部位为？层。墙肢最小厚度建议取200mm。墙体厚度缩进采用外墙外平齐，内墙收主要功能位（比如说墙的两边，一边是卧室、一边是客厅，收客厅，扩大客厅使用面积）。【问】如何确定剪力墙的厚度？3、如何确定剪力墙的厚度本作业剪4、一般剪力墙、短肢剪力墙、柱形墙肢的认识《高规》7.1.7条，7.1.8条注，对柱形墙肢、短肢剪力墙进行定义和限制定义：hw/bw＞8是一般剪力墙；8≥hw/bw＞4是短肢剪力墙；4≥hw/bw可称为柱形墙肢【问】什么是一般剪力墙、短肢剪力墙和柱形剪力墙？4、一般剪力墙、短肢剪力墙、柱形墙肢的认识《高规》7.1.74、一般剪力墙、短肢剪力墙、柱形墙肢的认识短肢剪力墙有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重，但短肢剪力墙抗震性能较差，为安全起见，需要对短肢剪力墙的使用（最大适用高度、使用范围、抗震等级等）进行限制在剪力墙结构中设置少量的短肢剪力墙是允许的，设置少量的短肢剪力墙并不影响对原结构体系的判别，但短肢剪力墙本身要按《高规》7.2.2条采取相应措施。【问】短肢剪力墙的特点？对短肢剪力墙较多的剪力墙结构，还应控制短肢剪力墙的倾覆力矩比。4、一般剪力墙、短肢剪力墙、柱形墙肢的认识短肢剪力墙有利于住【问】为什么要对剪力墙开洞？什么情况下需要对剪力墙进行开洞处理？5、剪力墙的开洞处理为满足建筑功能的要求，需对剪力墙开洞。比如电梯井位置，需要预留电梯口通道，要对剪力墙开洞。为了使结构的侧向刚度均匀，减少结构的扭转，对剪力墙进行开洞处理。通过对剪力墙开洞，可以降低目标剪力墙的刚度，有意识的使整体结构的侧向刚度更均匀，也可以有意识的调整结构的刚度中心位置，使其与形心尽量重合，减少结构的扭转。【问】为什么要对剪力墙开洞？什么情况下需要对剪力墙进行开洞处【问】为什么要对剪力墙开洞？什么情况下需要对剪力墙进行开洞处理？5、剪力墙的开洞处理墙长超过8m的剪力墙（属超长墙肢），由于其单片墙的刚度很大，吸收了大量的地震作用，还由于超长墙肢的延性较差，地震时往往不能充分发挥作用，导致其他墙肢承担比计算大得多的地震作用。为了确保结构安全，应对超长墙肢进行开洞处理，墙肢之间设置适当刚度的连梁。注意：对超长墙肢的开洞处理，其真正目的在于确保其他

墙肢的安全。【问】为什么要对剪力墙开洞？什么情况下需要对剪力墙进行开洞处【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连梁与弱连梁应如何把握？对连梁应采用梁元模型还是墙元模型？5、剪力墙的开洞处理参考《高规》7.1.3，可以按跨高比对连梁进行划分。跨高比小于5的连梁一般称为强连梁，强连梁的刚度更大，耗能能力更强；跨高比不小于5的连梁属于弱连梁，连梁刚度较小，按框架梁设计。【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连梁与弱连梁应如何把握？对连梁应采用梁元模型还是墙元模型？5、剪力墙的开洞处理对于强连梁，宜按剪力墙开洞来模拟，连梁作为墙的一部分，连梁四角与墙肢协调，采用墙元模型。对于弱连梁，宜按梁元（即杆元，两节点之间布置梁）模拟，连梁两端与墙肢变形协调。【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连梁与弱连梁应如何把握？对连梁应采用梁元模型还是墙元模型？5、剪力墙的开洞处理这两种模型来比较，采用梁元模型，连梁的抗弯刚度计算值更小，结构的抗侧刚度计算值较小，结构的侧向位移较大（较难满足规范的限值要求）。一般情况下，连梁超筋较少，剪力墙配筋数值较大。但从建模输入的角度来考虑，梁元模型与框架梁相同，定义截面尺寸，定位节点输入；剪力墙开洞则需定位置和标高，不那么直接和形象。所以梁元模型输入更便利。【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连梁与弱连梁应如何把握？对连梁应采用梁元模型还是墙元模型？5、剪力墙的开洞处理本作业的建模分析，可以先全部采用梁元模型（直接按框架梁建模），看计算结果的“结构的侧向位移”是否满足规范要求。如果满足，就按梁元模型计算出图。如果不满足（尤其是抗震设防烈度8度地区），强连梁按剪力墙开洞建模对减小“结构侧向位移”有利。【问】结构设计中经常遇到对剪力墙的开洞问题，对开洞形成的强连【问】剪力墙开洞与连梁设计应注意的问题？5、剪力墙的开洞处理剪力墙开洞应进行结构的规则化处理，使洞口上下对齐，成列布置，形成明确的墙肢和连梁，避免直接采用错洞墙当结构侧向刚度足够（楼层层间最大弹性位移角离规范限值较远）时，可对连梁的截面高度进行适当归并。剪力墙结构通常侧向刚度大，而延性较差，通过设置连梁或调整连梁，利用连梁的变形来耗能，可以改善剪力墙结构的延性。连梁刚度小，变形能力更强，但连梁的刚度也不是越小越好，过小的连梁刚度，减弱了连梁的耗能能力，使剪力墙结构成为独立墙肢加弱连梁的壁式框架结构，对抗震不利。【问】剪力墙开洞与连梁设计应注意的问题？5、剪力墙的开洞处理【问】剪力墙连梁的工作机理？6、剪力墙连梁超筋如何处理连梁是连接两片剪力墙共同工作的梁。连梁的设计要求：小震和风荷载作用下，连梁起着联系墙肢、加大剪力墙刚度的作用；中震作用下，连梁先于剪力墙发生弯曲屈服，耗散地震能量；大震作用下，可能、也允许它剪切破坏。弹性工作状态下，墙的刚度远大于连梁的刚度，在墙稍有变形的情况下，连梁会承担极大的弯矩和剪力。且连梁截面越大，刚度越大，对相邻两片墙的约束越大，所承担的弯矩和剪力越大（剪力主要由约束弯矩产生），连梁就很容易超筋（抗剪超筋）。【问】剪力墙连梁的工作机理？6、剪力墙连梁超筋如何处理连梁是【问】剪力墙连梁超筋如何处理？6、剪力墙连梁超筋如何处理剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象。弯矩调幅法：考虑连梁塑性内力重分布，降低连梁计算内力刚度折减：内力计算前，直接将连梁刚度进行折减，将内力转移到墙体上；降低连梁的截面高度，减小连梁计算内力【问】剪力墙连梁超筋如何处理？6、剪力墙连梁超筋如何处理剪力【问】框架梁与墙平面外连接，如何做加强措施？7、楼面梁与墙平面外的连接处理在框架梁与剪力墙平面外连接中，当墙体厚度较小时，往往较难满足梁端钢筋的直段锚固要求（0.4La或0.4LaE）。此时，应采取相应的加强措施，如下图所示。梁与墙平面外连接的加强措施【问】框架梁与墙平面外连接，如何做加强措施？7、楼面梁与墙平8、剪力墙边缘构件的设置边缘构件，是暗柱和端柱的统称，分为“约束边缘构件”和“构造边缘构件”。都设置在剪力墙的两端，起到改善剪力墙受力性能的作用。从剪力墙截面的弯矩分布可知，剪力墙端部是压应力最大的位置，在端部设置边缘构件，加配纵筋和箍筋，加强对墙端混凝土的约束，可以有效提高剪力墙端部的受压承载力。而且，剪力墙底部加强部位的压应力更大，所以底部加强部位应设置更为严格的“约束边缘构件”。说明：剪力墙边缘构件设置、水平和竖向分布钢筋多为构造

要求，在大样图中要体现。8、剪力墙边缘构件的设置边缘构件，是暗柱和

四、PKPM建模分析1、结构设计参数2、PKPM中“七个比”的控制和调整3、答疑四、PKPM建模分析1、结构设计参数

1、结构参数见“13高层作业结构设计技术

条件”1、结构参数见“13高层作业结构设计技术

2、PKPM中“七个比”的控制和调整轴压比剪重比刚度比刚重比层间受剪承载力比周期比位移比结构整体性能控制的“七个比”2、PKPM中“七个比”的控制和调整轴压比结构整体性

2-1、轴压比轴压比的定义及限值——《高规》7.2.13轴压比——主要为控制结构的延性2-1、轴压比轴压比的定义及限值——《高规》7.2.

2-1、轴压比轴压比的查看

轴压比超限的调整措施增大该墙、柱截面（增大厚度、增加长度）提高该楼层墙、柱混凝土强度2-1、轴压比轴压比的查看轴压比超限的调整措施增大该

2-2、剪重比剪重比的定义及限值——《高规》4.3.122-2、剪重比剪重比的定义及限值——《高规》4.3.

2-2、剪重比剪重比——为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性。如果算出来的地震剪力如果达不到规范的最低要求，就要人为提高，并按这个最低要求完成后续的计算本作业剪重比基本不会超限剪重比的查看

2-2、剪重比剪重比——为控制各楼层最小地震剪力，确

2-3、刚度比刚度比的定义及限值——《高规》3.5.2刚度比——主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层2-3、刚度比刚度比的定义及限值——《高规》3.5.

2-3、刚度比刚度比的查看

本作业刚度比基本不会超限2-3、刚度比刚度比的查看本作业刚度比基本不会超限

2-4、刚重比刚重比的定义及限值——《高规》5.4.1、5.4.42-4、刚重比刚重比的定义及限值——《高规》5.4.

2-4、刚重比刚重比——主要为控制结构的稳定性，避免结构在风载或地震力的作用下整体失稳。刚重比不满足要求，说明结构的刚度相对于重力荷载过小；但刚重比过分大，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。刚重比——必须满足《高规》5.4.4；——可以不满足5.4.1，如满足5.4.1，SATWE

参数设置“设计信息”，不勾选“P-Δ

效应”，否则应勾选。2-4、刚重比刚重比——主要为控制结构的稳定性，避免

2-4、刚重比刚重比的查看

2-4、刚重比刚重比的查看

2-5、层间受剪承载力比层间受剪承载力比的定义及限值——《高规》3.5.3层间受剪承载力——控制竖向不规则性，以免竖向楼层受剪承载力突变，形成薄弱层。对于形成的薄弱层应按《高规》3.5.8予以加强。2-5、层间受剪承载力比层间受剪承载力比的定义及限值

2-5、层间受剪承载力比层间受剪承载力比的查看

本作业层间受剪承载力比基本不会超限2-5、层间受剪承载力比层间受剪承载力比的查看本作业

2-6、周期比周期比的定义及限值——《高规》3.4.52-6、周期比周期比的定义及限值——《高规》3.4.

2-6、周期比周期比——主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响。周期比不满足要求，说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，结构扭转效应过大。周期比的查看

2-6、周期比周期比——主要为控制结构扭转效应，减小

2-6、周期比周期比超限的调整措施调整结构布置，提高结构的扭转刚度；总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度，适当削弱结构中间墙、柱的刚度。2-6、周期比周期比超限的调整措施调整结构布置，提高

2-7、位移比位移比的分类弹性层间位移角位移比1（楼层最大位移与层平均位移的比值）位移比2（最大层间位移与平均层间位移的比值）弹塑性层间位移角（略）位移比——主要为控制结构平面规则性，以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。2-7、位移比位移比的分类弹性层间位移角位移比——主

2-7、位移比弹性层间位移角的定义和限值——《高规》3.7.32-7、位移比弹性层间位移角的定义和限值——《高规》

2-7、位移比限值弹性层间位移角的目的保证结构基本处于弹性受力状态，避免混凝土墙或柱出现裂缝；保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好；满足设备的使用要求但《广东省高规》已开始放宽弹层间位移角，由1/1000放宽至1/800。2-7、位移比限值弹性层间位移角的目的保证结构基本处

2-7、位移比位移比的定义和限值——《高规》3.4.52-7、位移比位移比的定义和限值——《高规》3.4.

2-7、位移比位移比不宜大于1.2，不应大于1.5。意思是：位移比可以大于1.2，但一定不能大于1.5。

位移比的查看

利用程序的节点搜索功能在SATWE的“分析结果图形和文本显示”中的“各层配筋构件编号简图”中快速找到位移最大的节点，加强该节点对应的墙、柱等构件的刚度；也可找出位移最小的节点削弱其刚度；直到位移比满足要求。2-7、位移比位移比不宜大于1.2，不应大于1.5。

五、结构布置的问题与处理1、结构布置的常见问题2、闲谈“结构之美”3、调模型（结构布置）的思路4、尝试、比较、思考五、结构布置的问题与处理1、结构布置的常见问