摘要：本文措施适用于10-13层（含10层、13层），抗震设防烈度为6度、7度，带有一层地下室（非人防设计），结构体系采用短肢剪力墙–一般剪力墙（不得采用纯短肢剪力墙）钢筋混凝土结构的高层住宅结构设计。以实际工程为例，论述了基础选型及剪力墙的设计对整个建筑物具有重大意义。
关键词：钢筋混凝土；剪力墙；短肢剪力墙结构
如何在设计过程中把关使结构方案经济合理很有必要，由于目前设计周期短任务重，先假定好构件尺寸，通过电算来调整结构周期、位移、刚度比、稳定性等结构参数及梁柱配筋等，对整个方案、构件尺寸是否合理，不太研究，会造成浪费。设计时必须强调概念设计，在平面布置和构造设计上使结构合理。
1.上部结构方案与结构体系
防震缝的设置：根据各工程情况而定。小高层住宅宜采用以短肢剪力墙（自振周期宜0.05n～0.10n，n为结构计算层数）为主，部分加一般剪力墙的结构体系。短肢剪力墙肢长一般按不小于5倍墙厚控制，尽量避免异形柱和一字形墙。
剪力墙布置原则为：（1）剪力墙布置应尽量规整、均匀、对称，且贯通全高，使建筑物具备合理的双向刚度；并尽可能使结构的刚度中心和质量中心重合，以减少扭转。（2）控制结构楼层层间最大位移与层高之比≤1/1000。剪力墙的竖向布置应自下而上逐渐减小，避免刚度突变，楼层的侧向刚度不宜小于相邻上一层的70%和其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%。（3）楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%。（4）筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。当不能判断时，可控制第一振型下一般剪力墙底部地震剪力不应小于总剪力的50%。（5）应尽量控制楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）不大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍；当不能控制在1.2倍以内时不应超过1.5倍，且此时空间计算模型应计及双向扭转影响。（6）房间内不出现凸角，剪力墙的门窗洞宜上、下对齐。
长墙应通过设置结构洞分成联肢墙以改善结构整体刚度并使刚度合理分布，不宜出现单肢短肢剪力墙。（7）剪力墙的连梁上不应布置楼面主梁，否则应采取可靠的构造加强措施；（8）剪力墙二侧楼板不宜同时开大洞。
剪力墙抗震等级：
（1）主体结构剪力墙抗震等级按下表取用：
（2）地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分，其抗震等级与主体结构剪力墙相同。
（3）与主楼连为整体的裙楼的抗震等级取与主楼相同的抗震等级。
结构重要构造原则与措施：
（1）需设防震缝的建筑，缝宽度按下表取用：
（2）剪力墙的轴压比限值：
（1）楼板厚度：a.地下室顶板厚≥160mm；b.作为上部结构嵌固部位的地下室顶板应采用梁板结构，楼板厚度≥180mm，混凝土强度等级≥C30，采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率≥0.3％（HRB400，HRB335级钢筋）；c.一般楼层现浇楼板厚度≥100mm；d.顶层楼板厚度≥120mm，双层双向配筋；e.楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半。楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30%。在扣除凹入或开洞后，楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5m，且开洞后每一边楼板的净宽度不应小于2m，否则按JGJ3-2002中第4.3.8条采取构造措施予以加强。
（2）剪力墙的厚度：外围墙≥240mm；内隔墙≥200mm.
（3）短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率：底部加强部位不宜小于1.2％，其他部位不宜小于1.0％，
配筋不应小于：
（4）一般剪力墙竖向和水平分布筋的配筋率：
二、三级抗震设计时≥0.25％，四级抗震设计时≥0.20％，配筋不应小于：
（5）跨高比不大于2.5的连梁，梁两侧的纵向构造钢筋（腰筋）的面积配筋率不应小于0.3％；跨高比≥5时，宜按框架梁设计构造。
（6）框架梁/剪力墙连梁上部纵筋一般贯通2根，当梁宽≥350mm时，不足4根贯通筋时补架立筋2φ14；当梁宽为300mm、纵筋多于4根时，中间应加单肢拉筋。
（7）连梁垂直支于240、200厚剪力墙上时，支座钢筋水平段锚固按0.35laE控制，同时末端应带135°弯钩或其他机械锚固措施。（即支座宽240时，二级抗震等级负筋≤Φ16，三、四级抗震等级负筋≤Φ18；支座宽200时，负筋≤Φ14）
（8）梁每边抗扭纵筋按相应边长占周长的比例进行分配（梁高≤300mm时，梁两侧可不参与分配）；
（9）梁腹板高≥450mm时，需设侧向纵向构造钢筋（腰筋），构造设置时每侧纵向构造钢筋（不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋）的截面面积不小于腹板截面面积的0.1％，且其间距不宜大于200mm。当抗扭计算需要时不受此限（指hw<450mm也可设）。
（10）横向附加筋优先选用箍筋，不够时可结合采用吊筋。
（11）框架梁/剪力墙连梁纵向受拉钢筋最大配筋率：
（12）剪力墙的底部加强部位为墙肢总高度的1/8和底部两层（包括地下室在内为三层）的较大值，且不大于15m。
（13）楼板在楼层大阳角处附加45°板角筋，8Φ10@100，L＝1500，锚入周边梁柱中不小于LaE。
（14）整个结构不允许在四个角部均设转角窗；在设转角窗的房间，楼板厚度取150mm，并加设斜暗梁（宽500mm且满足框架梁的构造要求），同时剪力墙端柱配筋适当加强（ρ≈1.2%）。a.不宜在设转角窗部位同时设短肢剪力墙。如设置为短肢剪力墙，其厚度应≥300mm；b.转角窗两侧均应按悬挑梁设计和构造，各自独立工作，并伸入剪力墙内长度至少为悬挑长度的1.5倍，有条件时应贯通剪力墙。 （15）一般剪力墙约束边缘构件和构造边缘构件的范围按JGJ3-2010第7.2.15条及第7.2.16条执行。其配筋要求按下表：（约束边缘构件设置范围为底部加强部位及其上一层）
（表中Ac为暗柱及全约束区截面面积）
（16）地下室外墙混凝土保护层厚度按，迎水面钢筋保护层厚度取50mm。外加Φ6@150双向钢筋网片（可采用冷轧带肋钢筋），此时裂缝验算时，混凝土保护层厚度取30mm。
（17）地下室抗浮计算时应按设计水位取值，当无设计水位时可取最高洪水位作为偶然作用。
（18）受弯构件、受拉构件需作裂缝宽度验算，一般构件裂缝宽度不超过0.30mm，地下室底板、侧板与土壤接触面裂缝宽度不超过0.20mm。
（19）控制剪重比不小于：六度时0.8%、七度时按JGJ3-2010中表4.3.12取值；振型有效质量系数不小于90%；结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比不大于0.9；结构整体稳定应满足JGJ3-2010第5.4.4条的要求。
（20）尽量避免剪力墙平面外的弯距。楼面梁不宜单侧垂直搁置于一字形短肢剪力墙上。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时（特别是端山墙剪力墙），按规范JGJ3-2010中7.1.6条采取措施。
2．上部结构计算方法
2.1主要计算方法与计算程序
结构的内力与位移可按弹性方法计算，采用中国建筑科学研究院PKPM建筑结构CAD系列软件进行整体电算（以SATWE高层版或PMSAP为主）。
2.2地震作用计算方法
SRSS+考虑质量偶然偏心（规则结构）
CQC+考虑质量偶然偏心（不规则结构）
CQC+考虑双向地震作用扭转效应（质量和刚度明显不对称、不均匀结构）
对于两个方向均为3 2.3结构构件设计的各种参数或标准
采用SATWE程序计算时各构件的主要参数：
A.梁的刚度增大系数1.0（按全楼弹性楼板考虑时）；1.5（按刚性楼板考虑时）；
B.梁端弯距调幅系数0.9；
C.梁跨中弯矩增大系数1. 1；
D.连梁刚度折减系数0.70；（非连梁（跨高比≥5）及支承楼面主梁的连梁刚度不应折减）
E.梁扭矩折减系数0.4～0.7；（无楼板相连的梁折减系数应放大或不折减）
F.柱、墙活荷载不折减；
G.传给基础的活荷载按规范折减；
H.回填土对地下室的约束取为3；
I.考虑模拟施工加载2；
J.地震作用振型组合数取不少于9个（分塔时不少于（9X塔数）个）；当考虑扭转耦联时，振型数不应小于15个。同时振型数应保证振型参与质量不小于总质量的90%。
K.考虑梁、柱、混凝土墙的粉刷重量，混凝土容重取26KN/m2；
L.活荷质量折减系数取0.5；
M.风荷载信息中的结构基本周期T1宜按实际计算结果填写；
N.周期折减系数取 0.85；
O.结构的阻尼比取5％；
P.考虑 P-Δ效应，但满足JGJ3-2010第5.4.1条时不考虑；
Q.梁箍筋加密区间距按100mm输入，柱按100mm输入，墙水平筋按150mm输入；
R.梁柱重叠部分作为刚域计算；
S.一般情况下楼板按刚性楼板计算，仅楼面大开洞的楼层按弹性楼板计算；
T.设防震缝的结构整体计算时应分塔，此时风荷载应按实际输入；另外再应进行单塔计算；
U.结构的地震反应分析方法，宜采用“总刚计算方法”。
3.地基基础设计
根据各工程地质勘察报告决定。研究地基基础对建筑抗震能力的影响，作出适当的选择，已成为高层建筑结构设计的重要组成部分，一幢房屋如果没有坚实可靠的基础，再好的上部结构也不能正常发挥作用，甚至可能导致上部结构的破坏和倾斜。基础类型的选择影响因素很多，所以设计要谨慎。高层建筑的基础类型，应根据地基的性质、结构类型、荷载特点、施工条件等因素综合考虑。
目前小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。如何对基础进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如上部为12层带二层地下室，根据勘探报告，采用￠900人工挖孔桩，桩端持力层为强风化安山岩，桩长为6米，单桩承载力特征值是2400KN，需要94根，如采用预应力管桩就很不经济，岩层很浅，故用管桩摩擦力很小，满堂布置不经济，因此认为基础选型应作为方案比较，才能选定经济合理的方案。另外筏板厚度的取值，应考虑桩冲切、角桩冲切、墙冲切及板配筋多方面因素。另外筏板的长度设置问题，考虑到地下室的使用合理性，采用后浇带解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，但给施工带来麻烦，甚至会引起后浇带漏水及裂缝。
4.结语
小高层设计中，我们首先要考虑做好概念设计，根据根据建筑的建造地点、平立面的体型，层数，在满足安全性、耐久性与舒适性要求前提采用合理的结构体系。严格执行规范及构造要求对整个建筑，保证安全，降低造价有巨大影响，这也是作为结构设计中不断提高和改进。
参考文献
1.姜学诗。混凝土结构设计问题实录[J]，机械工业出版社，2009
2.方鄂华。高层建筑钢筋混凝土结构概念设计[J]，机械工业出版社，2004