建筑结构设计中常见的疑惑和解决方法（下篇）

剪力墙在不同方向的布置合理性

在长方形平面的酒店、公寓等建筑项目中，因设计要求常常会出现某一方向剪力墙数量多且长度较长，而另一方向剪力墙数量少且长度较短的结构配置。这种结构形式在某一方向采用纯剪力墙以解决受力问题，而在另一个方向则表现为框剪受力状态，可能会导致抗震性能不足。因此，建议在墙体较短且数量较少的方向上尽可能增加剪力墙的布置，避免出现此类不合理结构。

如果这种情况无法避免，则应采取有效措施以提高剪力墙在数量少且长度短方向的抗震性能，例如提升该方向剪力墙及框架梁的抗震等级。

剪力墙住宅结构的剪重比规律

对于层数超过20层的剪力墙住宅结构，计算剪重比时通常遵循以下规律：

1. 在6度设防区，剪重比的计算结果通常低于规范要求，但不应低于规范要求的90%，若低于该值，应加强结构的抗侧刚度。

2. 在7度设防区，剪重比应尽量接近规范要求。

3. 在8度设防区，剪重比一般为规范要求的1.5至2倍。

高层结构的自振周期要求

根据高层建筑设计规范，仅要求第一扭转主振型的周期与第一平动主振型周期之比小于0.9。同时，规定两个主轴方向的第一自振周期与以扭转为主的第一振型周期之比均应小于0.9。在工程设计中，允许出现“平动、扭转、平动”的振型，但应当注意两个主轴方向第一平动周期的比值不得大于0.8。若超过此比值，表明两个主轴方向的抗侧刚度差异过大，需要进行结构布置的调整和优化。

高层结构周期比不符合规范要求

依据公式T=2π(m/k)^(1/2)，可知周期的本质与刚度相关，因此周期比的实质为结构平面抗扭刚度与平动刚度之间的比值。当周期比不符合规范要求时，通常表明结构平面抗扭刚度不足或平动刚度过大。

对此可采取如下两种解决措施：

1. 若结构抗侧刚度适中，应提高抗扭刚度，最有效的方法是在距离刚心最远的位置设置剪力墙或延长剪力墙的长度。

2. 若结构抗侧刚度过大且层间位移角明显小于规范限值，可考虑削弱中间部位的剪力墙或核心筒，以降低平动刚度。

3. 注意，应谨慎采用将核心筒弱化为离散单独墙肢的方案，因为核心筒提供了高效的抗震性能。

连梁抗震等级的确定

连梁作为剪力墙的组成部分，其抗震等级应与所连接的剪力墙保持一致，无论连梁的跨高比是否小于5。当连梁跨高比大于5时，应按照框架梁进行设计，且其箍筋的加密不必全长进行。

连梁的输入方式

连梁在剪力墙设计中占据关键地位。连梁的跨高比对整体结构刚度和抗震性能具有决定性影响，建议将跨高比控制在2.5至5.0之间。对于跨高比大于5的连梁，应采用梁输入进行计算分析；跨高比小于2.5的连梁则可按剪力墙开洞的方式进行输入计算，而跨高比在2.5至5.0之间的连梁则需根据具体工程情况判断采用合适的计算方式。

剪力墙结构的平均重度经验数据

在工程设计中，常见的高层剪力墙住宅项目（使用轻质隔墙材料）平均重度的规律通常如下：

在6度设防地区：20层为13.0KN/㎡；30层为14.0KN/㎡；40层为15.0KN/㎡；

在7度设防地区：20层为14.0KN/㎡；30层为15.0KN/㎡；40层为16.0KN/㎡；

在8度设防地区：20层为15.0KN/㎡；30层为16.0KN/㎡；40层为17.0KN/㎡；

当户型较小且隔墙较多时，平均重度往往偏大；当户型较大且隔墙较少时，平均重度则可能偏小。

若SATWE计算结果中的平均重度与上述规律相差超过10%，应仔细查阅PMCAD中“②平面荷载显示校核”的部分，以确保荷载输入的准确性。当计算结果显示平均重度偏大时，通常可能由于荷载输入过大或重复输入线荷载所致；反之，若计算结果显示平均重度偏小时，可能是由于荷载输入遗漏的问题。

高层住宅框剪结构在地震作用下的楼层最大层间位移角检测

根据检测结果，X方向层间位移角为1/2900，Y方向为1/1900。此结果表明X、Y方向的刚度差异较大，建议在设计中根据规范要求，将结构的动力特性控制在两个主轴方向相近的水平，通常建议两个方向的差异不超过20%。因此，有必要对结构布局进行调整。

短肢剪力墙的定义

根据《高规》第7.1.8条第注1的规定，“短肢剪力墙是指截面厚度不超过300mm（≤300mm）、各肢截面高度与厚度之比最大值在4至8之间的剪力墙。”例如，200X1500的结构便属短肢剪力墙，而200X1650则属于一般剪力墙，截面厚度超过300的350X1750则同样属于一般剪力墙。

需特别注意的是，《高规》第7.1.8条的说明中规定“对于L形、T形、十字形剪力墙，必须各肢的肢长与截面厚度之比的最大值在4至8之间，方可划分为短肢剪力墙。”例如，如果一个L形墙的某一肢长厚比大于8，而另一肢长厚比小于8，则此结构应被视为一般剪力墙。

容的规定只能在设计时作为参考。

在框架-剪力墙结构中，要形成具有二道防线的有机组合结构体系，应合理布置和设计剪力墙和框架，以使刚度特征值在1~2.5之间。经过相关研究和设计实践，当刚度特征值在1~2.5范围内时，在地震作用下，最大楼层位移角通常约为0.6H（H为楼层高度）。对于不同高度的建筑框架，其承受的倾覆弯矩百分比分别约为：20层约40%、30层约30%、40层约20%。此时，框架-剪力墙设计更合理，协同工作更为高效，结构造价也更为经济。

在部分框支剪力墙结构中，一般会出现转换层上一层剪力墙超筋的情况。这种情况通常是由于PKPM中框支梁采用梁单元模拟，而上部剪力墙采用墙单元模拟，导致实际情况与计算结果不符。为了解决这一问题，可以采取墙元模拟框支梁的方式或将转换层分成两层建模。对于地质情况和上部结构，快速选择基础类型的原则是对地基承载力特征值与结构总平均重度之间的关系进行考量，通常可选择独立基础、条形基础、筏板基础或桩基础等。

独立基础常见的锥形基础和阶梯形基础，通常会选用哪种应根据实际情况而定。锥形基础支模工作量较小、施工方便，但要求对混凝土塌落度控制严格；而阶梯形基础支模工作量较大，但混凝土塌落度控制相对宽松，因此更常用于实际工程中。至于阶梯形独立基础的最小配筋率计算，可按照最危险截面来确定，不一定需要对全截面进行控制。

筏板的合理厚度选择与柱网间距和楼层数量有关，通常与地基承载力也相关。根据研究，对于20层以上的高层剪力墙结构，6~7度倾角可按照50mm每层进行估算，8度倾角区则可按照35mm每层进行估算。对于框剪结构或框架-核心筒结构，筏板厚度可估算为50~60mm每层。若局部竖向构件处的冲切不符合规范要求，可采取局部加厚筏板或设置柱墩等措施进行处理。报告提供的地质资料，采用单向压缩分层总和法-弹性解修正模型计算。在计算过程中，需根据工程经验合理确定沉降调整系数，一般可考虑土质较差时取0.5，土质较好时取0.2。

最后，通常情况下，筏板基础无需进行裂缝验算。由于筏板基础与地基土接触紧密，类似于独立基础，因此受到地基土摩擦力有效约束，属于压弯构件。基于这一点，筏板基础无需进行裂缝验算，且最小配筋率可取0.15%。