7.1 一般規(guī)定
7.1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)具有適宜的側(cè)向剛度,其布置應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 平面布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則,宜沿兩個(gè)主軸方向或其他方向雙向布置,兩個(gè)方向的側(cè)向剛度不宜相差過大??拐鹪O(shè)計(jì)時(shí),不應(yīng)采用僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置。
2 宜自下到上連續(xù)布置,避免剛度突變。
3 門窗洞口宜上下對(duì)齊、成列布置,形成明確的墻肢和連梁;宜避免造成墻肢寬度相差懸殊的洞口設(shè)置;抗震設(shè)計(jì)時(shí),一、二、三級(jí)剪力墻的底部加強(qiáng)部位不宜采用上下洞口不對(duì)齊的錯(cuò)洞墻,全高均不宜采用洞口局部重疊的疊合錯(cuò)洞墻。
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7.1.1 高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)有較好的空間工作性能,剪力墻應(yīng)雙向布置,形成空間結(jié)構(gòu)。特別強(qiáng)調(diào)在抗震結(jié)構(gòu)中,應(yīng)避免單向布置剪力墻,并宜使兩個(gè)方向剛度接近。
剪力墻的抗側(cè)剛度較大,如果在某一層或幾層切斷剪力墻, 易造成結(jié)構(gòu)剛度突變,因此,剪力墻從上到下宜連續(xù)設(shè)置。
剪力墻洞口的布置,會(huì)明顯影響剪力墻的力學(xué)性能。規(guī)則開洞,洞口成列、成排布置,能形成明確的墻肢和連梁,應(yīng)力分布比較規(guī)則,又與當(dāng)前普遍應(yīng)用程序的計(jì)算簡(jiǎn)圖較為符合,設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果安全可靠。錯(cuò)洞剪力墻和疊合錯(cuò)洞剪力墻的應(yīng)力分布復(fù)雜,計(jì)算、構(gòu)造都比較復(fù)雜和困難。剪力墻底部加強(qiáng)部位,是塑性鉸出現(xiàn)及保證剪力墻安全的重要部位,一、二和三級(jí)剪力墻的底部加強(qiáng)部位不宜采用錯(cuò)洞布置,如無法避免錯(cuò)洞墻,應(yīng)控制錯(cuò)洞墻洞口間的水平距離不小于2m,并在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行仔細(xì)計(jì)算分析,在洞口周邊采取有效構(gòu)造措施(圖6a、b)。此外,一、二、三級(jí)抗震設(shè)計(jì)的剪力墻全高都不宜采用疊合錯(cuò)洞墻,當(dāng)無法避免疊合錯(cuò)洞布置時(shí),應(yīng)按有限元方法仔細(xì)計(jì)算分析,并在洞口周邊采取加強(qiáng)措施(圖6c),或在洞口不規(guī)則部位采用其他輕質(zhì)材料填充,將疊合洞口轉(zhuǎn)化為規(guī)則洞口(圖6d,其中陰影部分表示輕質(zhì)填充墻體)。
錯(cuò)洞墻或疊合錯(cuò)洞墻的內(nèi)力和位移計(jì)算均應(yīng)符合本規(guī)程第5章的有關(guān)規(guī)定。若在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中采用桿系、薄壁桿系模型或?qū)Χ纯谧髁撕?jiǎn)化處理的其他有限元模型時(shí),應(yīng)對(duì)不規(guī)則開洞墻的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、判斷,并進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算和校核。目前除了平面有限元方法外,尚沒有更好的簡(jiǎn)化方法計(jì)算錯(cuò)洞墻。采用平面有限元方法得到應(yīng)力后,可不考慮混凝土的抗拉作用,按應(yīng)力進(jìn)行配筋,并加強(qiáng)構(gòu)造措施。
本規(guī)程所指的剪力墻結(jié)構(gòu)是以剪力墻及因剪力墻開洞形成的連梁組成的結(jié)構(gòu),其變形特點(diǎn)為彎曲型變形,目前有些項(xiàng)目采用了大部分由跨高比較大的框架梁聯(lián)系的剪力墻形成的結(jié)構(gòu)體系,這樣的結(jié)構(gòu)雖然剪力墻較多,但受力和變形特性接近框架結(jié)構(gòu),當(dāng)層數(shù)較多時(shí)對(duì)抗震是不利的,宜避免。
7.1.2 剪力墻不宜過長(zhǎng),較長(zhǎng)剪力墻宜設(shè)置跨高比較大的連梁將其分成長(zhǎng)度較均勻的若干墻段,各墻段的高度與墻段長(zhǎng)度之比不宜小于3,墻段長(zhǎng)度不宜大于8m。
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7.1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)具有延性,細(xì)高的剪力墻(高寬比大于3)容易設(shè)計(jì)成具有延性的彎曲破壞剪力墻。當(dāng)墻的長(zhǎng)度很長(zhǎng)時(shí),可通過開設(shè)洞口將長(zhǎng)墻分成長(zhǎng)度較小的墻段,使每個(gè)墻段成為高寬比大于3的獨(dú)立墻肢或聯(lián)肢墻,分段宜較均勻。用以分割墻段的洞口上可設(shè)置約束彎矩較小的弱連梁(其跨高比一般宜大于6)。
此外,當(dāng)墻段長(zhǎng)度(即墻段截面高度)很長(zhǎng)時(shí),受彎后產(chǎn)生的裂縫寬度會(huì)較大,墻體的配筋容易拉斷,因此墻段的長(zhǎng)度不宜過大,本規(guī)程定為8m。
7.1.3 跨高比小于5的連梁應(yīng)按本章的有關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì),跨高比不小于5的連梁宜按框架梁設(shè)計(jì)。
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7.1.3 兩端與剪力墻在平面內(nèi)相連的梁為連梁。如果連梁以水平荷載作用下產(chǎn)生的彎矩和剪力為主,豎向荷載下的彎矩對(duì)連梁影響不大(兩端彎矩仍然反號(hào)),那么該連梁對(duì)剪切變形十分敏感,容易出現(xiàn)剪切裂縫,則應(yīng)按本章有關(guān)連梁設(shè)計(jì)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì),一般是跨度較小的連梁;反之,則宜按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì),其抗震等級(jí)與所連接的剪力墻的抗震等級(jí)相同。
7.1.4 抗震設(shè)計(jì)時(shí),剪力墻底部加強(qiáng)部位的范圍,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 底部加強(qiáng)部位的高度,應(yīng)從地下室頂板算起;
2 底部加強(qiáng)部位的高度可取底部?jī)蓪雍蛪w總高度的1/10二者的較大值,部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)符合本規(guī)程第10.2.2條的規(guī)定;
3 當(dāng)結(jié)構(gòu)計(jì)算嵌固端位于地下一層底板或以下時(shí),底部加強(qiáng)部位宜延伸到計(jì)算嵌固端。
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7.1.4 抗震設(shè)計(jì)時(shí),為保證剪力墻底部出現(xiàn)塑性鉸后具有足夠大的延性,應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)塑性鉸的部位加強(qiáng)抗震措施,包括提高其抗剪切破壞的能力,設(shè)置約束邊緣構(gòu)件等,該加強(qiáng)部位稱為“底部加強(qiáng)部位”。剪力墻底部塑性鉸出現(xiàn)都有一定范圍,一般情況下單個(gè)塑性鉸發(fā)展高度約為墻肢截面高度hw,但是為安全起見,設(shè)計(jì)時(shí)加強(qiáng)部位范圍應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大。本規(guī)定統(tǒng)一以剪力墻總高度的1/10與兩層層高二者的較大值作為加強(qiáng)部位(02規(guī)程要求加強(qiáng)部位是剪力墻全高的1/8)。第3款明確了當(dāng)?shù)叵率艺w剛度不足以作為結(jié)構(gòu)嵌固端,而計(jì)算嵌固部位不能設(shè)在地下室頂板時(shí),剪力墻底部加強(qiáng)部位的設(shè)計(jì)要求宜延伸至計(jì)算嵌固部位。
7.1.5 樓面梁不宜支承在剪力墻或核心筒的連梁上。
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7.1.5 樓面梁支承在連梁上時(shí),連梁產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),一方面不能有效約束樓面梁,另一方面連梁受力十分不利,因此要盡量避免。
樓板次梁等截面較小的梁支承在連梁上時(shí),次梁端部可按鉸接處理。
7.1.6 當(dāng)剪力墻或核心筒墻肢與其平面外相交的樓面梁剛接時(shí),可沿樓面梁軸線方向設(shè)置與梁相連的剪力墻、扶壁柱或在墻內(nèi)設(shè)置暗柱,并應(yīng)符合下列規(guī)定;
1 設(shè)置沿樓面梁軸線方向與梁相連的剪力墻時(shí),墻的厚度不宜小于梁的截面寬度;
2 設(shè)置扶壁柱時(shí),其截面寬度不應(yīng)小于梁寬,其截面高度可計(jì)入墻厚;
3 墻內(nèi)設(shè)置暗柱時(shí),暗柱的截面,高度可取墻的厚度,暗柱的截面寬度可取梁寬加2倍墻厚;
4 應(yīng)通過計(jì)算確定暗柱或扶壁柱的縱向鋼筋(或型鋼),縱向鋼筋的總配筋率不宜小于表7.1.6的規(guī)定。
表7.1.6 暗柱、扶壁柱縱向鋼筋的構(gòu)造配筋率
| 設(shè)計(jì)狀況 | 抗 震 設(shè) 計(jì) | 非抗震設(shè)計(jì) |
| 一級(jí) | 二級(jí) | 三級(jí) | 四級(jí) |
| 配筋率(%) | 0.9 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.5 |
注:采用400MPa、335MPa級(jí)鋼筋時(shí),表中數(shù)值宜分別增加0.05和0.10。
5 樓面梁的水平鋼筋應(yīng)伸入剪力墻或扶壁柱,伸入長(zhǎng)度應(yīng)符合鋼筋錨固要求。鋼筋錨固段的水平投影長(zhǎng)度,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于0.4lab,抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于0.4labE;當(dāng)錨固段的水平投影長(zhǎng)度不滿足要求時(shí),可將樓面梁伸出墻面形成梁頭,梁的縱筋伸入梁頭后彎折錨固(圖7.1.6),也可采取其他可靠的錨固措施。
6 暗柱或扶壁柱應(yīng)設(shè)置箍筋,箍筋直徑,一、二、三級(jí)時(shí)不應(yīng)小于8mm,四級(jí)及非抗震時(shí)不應(yīng)小于6mm,且均不應(yīng)小于縱向鋼筋直徑的1/4;箍筋間距,一、二、三級(jí)時(shí)不應(yīng)大于150mm,四級(jí)及非抗震時(shí)不應(yīng)大于200mm。
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7.1.6 剪力墻的特點(diǎn)是平面內(nèi)剛度及承載力大,而平面外剛度及承載力都很小,因此,應(yīng)注意剪力墻平面外受彎時(shí)的安全問題。當(dāng)剪力墻與平面外方向的大梁連接時(shí),會(huì)使墻肢平面外承受彎矩,當(dāng)梁高大于約2倍墻厚時(shí),剛性連接梁的梁端彎矩將使剪力墻平面外產(chǎn)生較大的彎矩,此時(shí)應(yīng)當(dāng)采取措施,以保證剪力墻平面外的安全。
本條所列措施,是02規(guī)程7.1.7條內(nèi)容的修改和完善。是指在樓面梁與剪力墻剛性連接的情況下,應(yīng)采取措施增大墻肢抵抗平面外彎矩的能力。在措施中強(qiáng)調(diào)了對(duì)墻內(nèi)暗柱或墻扶壁柱進(jìn)行承載力的驗(yàn)算,增加了暗柱、扶壁柱豎向鋼筋總配筋率的最低要求和箍筋配置要求,并強(qiáng)調(diào)了樓面梁水平鋼筋伸入墻內(nèi)的錨固要求,鋼筋錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的有關(guān)規(guī)定。
當(dāng)梁與墻在同一平面內(nèi)時(shí),多數(shù)為剛接,梁鋼筋在墻內(nèi)的錨固長(zhǎng)度應(yīng)與梁、柱連接時(shí)相同。當(dāng)梁與墻不在同一平面內(nèi)時(shí),可能為剛接或半剛接,梁鋼筋錨固都應(yīng)符合錨固長(zhǎng)度要求。
此外,對(duì)截面較小的樓面梁,也可通過支座彎矩調(diào)幅或變截面梁實(shí)現(xiàn)梁端鉸接或半剛接設(shè)計(jì),以減小墻肢平面外彎矩。此時(shí)應(yīng)相應(yīng)加大梁的跨中彎矩,這種情況下也必須保證梁縱向鋼筋在墻內(nèi)的錨固要求。
7.1.7 當(dāng)墻肢的截面高度與厚度之比不大于4時(shí),宜按框架柱進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。
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7.1.7 剪力墻與柱都是壓彎構(gòu)件,其壓彎破壞狀態(tài)以及計(jì)算原理基本相同,但是截面配筋構(gòu)造有很大不同,因此柱截面和墻截面的配筋計(jì)算方法也各不相同。為此,要設(shè)定按柱或按墻進(jìn)行截面設(shè)計(jì)的分界點(diǎn)。為方便設(shè)置邊緣構(gòu)件和分布鋼筋,墻截面高厚比hw/bw宜大于4。本次修訂修改了以前的分界點(diǎn),規(guī)定截面高厚比hw/bw不大于4時(shí),按柱進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。
7.1.8 抗震設(shè)計(jì)時(shí),高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)全部采用短肢剪力墻;B級(jí)高度高層建筑以及抗震設(shè)防烈度為9度的A級(jí)高度高層建筑,不宜布置短肢剪力墻,不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 在規(guī)定的水平地震作用下,短肢剪力墻承擔(dān)的底部?jī)A覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的50%;
2 房屋適用高度應(yīng)比本規(guī)程表3.3.1—1規(guī)定的剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度適當(dāng)降低,7度、8度(0.2g)和8度(0.3g)時(shí)分別不應(yīng)大于100m、80m和60m。
注:1 短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻;
2 具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)是指,在規(guī)定的水平地震作用下,短肢剪力墻承擔(dān)的底部?jī)A覆力矩不小于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的30%的剪力墻結(jié)構(gòu)。
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7.1.8 厚度不大的剪力墻開大洞口時(shí),會(huì)形成短肢剪力墻,短肢剪力墻一般出現(xiàn)在多層和高層住宅建筑中。短肢剪力墻沿建筑高度可能有較多樓層的墻肢會(huì)出現(xiàn)反彎點(diǎn),受力特點(diǎn)接近異形柱,又承擔(dān)較大軸力與剪力,因此,本規(guī)程規(guī)定短肢剪力墻應(yīng)加強(qiáng),在某些情況下還要限制建筑高度。對(duì)于L形、T形、十字形剪力墻,其各肢的肢長(zhǎng)與截面厚度之比的最大值大于4且不大于8時(shí),才劃分為短肢剪力墻。對(duì)于采用剛度較大的連梁與墻肢形成的開洞剪力墻,不宜按單獨(dú)墻肢判斷其是否屬于短肢剪力墻。
由于短肢剪力墻抗震性能較差,地震區(qū)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不多,為安全起見,在高層住宅結(jié)構(gòu)中短肢剪力墻布置不宜過多,不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻承擔(dān)的傾覆力矩不小于結(jié)構(gòu)底部總傾覆力矩的30%時(shí),稱為具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu),此時(shí)房屋的最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低。B級(jí)高度高層建筑及9度抗震設(shè)防的A級(jí)高度高層建筑,不宜布置短肢剪力墻,不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。
本條還規(guī)定短肢剪力墻承擔(dān)的傾覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總傾覆力矩的50%,是在短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)中,對(duì)短肢剪力墻數(shù)量的間接限制。
7.1.9 剪力墻應(yīng)進(jìn)行平面內(nèi)的斜截面受剪、偏心受壓或偏心受拉、平面外軸心受壓承載力驗(yàn)算。在集中荷載作用下,墻內(nèi)無暗柱時(shí)還應(yīng)進(jìn)行局部受壓承載力驗(yàn)算。
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7.1.9 一般情況下主要驗(yàn)算剪力墻平面內(nèi)的偏壓、偏拉、受剪等承載力,當(dāng)平面外有較大彎矩時(shí),也應(yīng)驗(yàn)算平面外的軸心受壓承載力。