5.1.1 本章規(guī)定的剪力墻結(jié)構(gòu)適用于以下結(jié)構(gòu)形式(框支剪力墻結(jié)構(gòu)詳?shù)?章):
1 內(nèi)、外墻均為現(xiàn)澆混凝土墻;
2 縱、橫內(nèi)墻均為現(xiàn)澆混凝土墻,縱向外墻為框架的多層剪力墻結(jié)構(gòu);
3 帶有短肢剪力墻或具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu),“短肢剪力墻”及“具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)”等的定義及應(yīng)用范圍詳5.1.14條。
5.1.2 本措施將剪力墻結(jié)構(gòu)按高度或?qū)訑?shù)分為多層剪力墻結(jié)構(gòu)和高層剪力墻結(jié)構(gòu)。
1 本章設(shè)計規(guī)定適用于非抗震設(shè)計和抗震設(shè)防烈度為6~9度、表5.1.2范圍內(nèi)的丙類和乙類一般剪力墻結(jié)構(gòu)和丙類具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。
2 本章中關(guān)于多層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)僅適用于9層及9層以下且高度不超過28m的住宅建筑和高度不超過24m的其他丙類、乙類民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)。
表5.1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)適用的房屋最大高度
注:1 房屋高度H是指室外地面到主要屋面板頂?shù)母叨?不包括局部突出屋頂?shù)碾娞輽C(jī)房、水箱、構(gòu)架等高度);
2 平面和豎向均不規(guī)則的高層剪力墻結(jié)構(gòu),其最大適用高度H宜適當(dāng)降低;
3 乙類建筑可按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其適用的最大高度。
說明:剪力墻結(jié)構(gòu)因其抗震性能較好加上房間內(nèi)無梁、無柱,深受用戶和建筑師的歡迎,這種結(jié)構(gòu)體系不僅在高層建筑中廣泛應(yīng)用,在多層建筑中尤其是量大面廣的多層住宅建筑中也有廣泛的應(yīng)用。
按照《民用建筑設(shè)計通則》GB 50362-2005的規(guī)定,將10層及10層以上或高度超過28m的住宅劃分為高層建筑,《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011-2010對多層剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要求與高層剪力墻結(jié)構(gòu)有了區(qū)分,《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010將適用范圍規(guī)定在10層及10層以上或高度超過28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他高層民用建筑,因此,本措施將10層或高度28m(住宅建筑)和24m(其他民用建筑)作為多、高層抗震等級的高度分界,并提出一些針對多層剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計建議。
5.1.3 A級高度和B級高度高層剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級應(yīng)按表5.1.3-1和表5.1.3-2確定;
表5.1.3-1 A級高度高層剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級
注:1 表中括號內(nèi)抗震等級僅用于按其采用抗震構(gòu)造措施,抗震措施中的其它要求(如按概念設(shè)計要求的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)等)仍需按無括號的抗震等級采用;當(dāng)表欄內(nèi)無括號時,表示抗震構(gòu)造措施與其他措施的抗震等級
相同。
2 當(dāng)建筑場地為Ⅰ類時,應(yīng)允許按表中括號內(nèi)抗震等級采取抗震構(gòu)造措施;當(dāng)建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類時,宜按表中括號內(nèi)抗震等級采取抗震構(gòu)造措施;表中抗震等級一*、二*、三*級,應(yīng)分別比一、二、三級抗震等級采取更有效的抗震構(gòu)造措施。
3 當(dāng)建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類時,對設(shè)計基本地震加速度為0.15g的地區(qū),總高度大于100m的丙類建筑宜按一級抗震等級采取抗震措施。
表5.1.3-2 B級高度高層剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級
注:1 對設(shè)計基本地震加速度為0.15g的地區(qū),當(dāng)建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類且建筑總高度大于130m時,丙類建筑宜比一級抗震等級采取更有效的抗震構(gòu)造措施,乙類建筑宜按特一級抗震等級采取抗震措施。
2 B級高度建筑中不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu);其他注同表5.1.3-1的注1和注2。
5.1.4 多層剪力墻結(jié)構(gòu)可按表5.1.4確定抗震等級。
表5.1.4 多層剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級
注:同表5.1.3-1的注1和注2。
說明:對于Ⅰ類場地,允許比Ⅱ類場地降低抗震構(gòu)造措施,但應(yīng)注意抗震構(gòu)造措施不等同于抗震措施。對于Ⅰ類場地,僅降低抗震構(gòu)造措施,不降低抗震措施中的其他要求,如按概念設(shè)計要求的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)則不應(yīng)降低。
5.1.5 抗震措施包括抗震構(gòu)造措施和其他抗震措施兩部分:
1 抗震構(gòu)造措施指規(guī)范中除計算以外對各部分采取的各種細(xì)部抗震要求,應(yīng)按相應(yīng)抗震等級滿足5.3節(jié)要求,如最小墻厚、分布筋最小配筋率、軸壓比限值、剪力墻的邊緣構(gòu)件等構(gòu)造要求。
2 其他抗震措施指從抗震概念設(shè)計出發(fā),對各類剪力墻結(jié)構(gòu)提出的除抗震構(gòu)造措施之外的抗震設(shè)計要求,應(yīng)按相應(yīng)抗震等級滿足5.2節(jié)計算要求,即計算中對各類構(gòu)件內(nèi)力進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,如滿足強(qiáng)剪弱彎要求進(jìn)行的內(nèi)力調(diào)整,塑性鉸出現(xiàn)在規(guī)定的部位等要求。
5.1.6 多層剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)、外墻均為現(xiàn)澆混凝土墻時,墻的數(shù)量不必很多,多層剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度不宜過大。
5.1.7 剪力墻的門窗洞口宜上下對齊、成列布置,形成明確的墻肢和連梁。一、二、三級抗震等級剪力墻的底部加強(qiáng)部位不宜采用上下洞口不對齊的錯洞墻,一、二、三級剪力墻所有部位均不宜采用疊合錯洞墻。當(dāng)采用錯洞墻和疊合錯洞墻時,應(yīng)按有限元方法仔細(xì)計算分析,并在洞口周邊采取加強(qiáng)措施,或?qū)B合洞口轉(zhuǎn)化為規(guī)則洞口。
5.1.8 較長的剪力墻宜開設(shè)洞口,將其分為抗側(cè)剛度較為均勻的若干墻段,墻段之間宜采用對墻產(chǎn)生約束彎矩較小的弱連梁連接,弱連梁的跨高比宜大于6,每個墻段的總高度與其墻段長度之比不宜小于3。每個墻段宜設(shè)計成有連梁連接的雙肢墻或多肢墻,以保證剪力墻的延性,一、二級剪力墻的洞口連梁,跨高比不宜大于5,且梁截面高度不宜小于400mm;實(shí)體墻或小開口的墻段,其墻段長度不宜大于8m。
圖5.1.8 剪力墻墻段劃分示意圖
說明:剪力墻是截面高度大而厚度相對很小的片狀構(gòu)件,具有平面內(nèi)承載力大、剛度大等優(yōu)點(diǎn),但也有剪切變形相對較大,平面外較薄弱,易發(fā)生脆性剪切破壞的缺點(diǎn)。剪力墻的破壞形態(tài)可以歸納為彎曲破壞、彎剪破壞、剪切破壞和滑移破壞幾種形態(tài),彎曲破壞具有較好延性,剪切破壞是脆性破壞,對結(jié)構(gòu)安全不利,應(yīng)采取措施盡量避免。
影響剪力墻破壞形態(tài)的主要因素是剪跨比M/(Vhw),剪跨比表示截面上彎矩與剪力的相對大小,剪跨比的大小與剪力墻的高寬比H/hw有一定的對應(yīng)關(guān)系。
懸臂剪力墻試驗(yàn)表明:當(dāng)M/(Vhw)≥2(相當(dāng)于高寬比H/hw≥2~3)時,剪力墻一般發(fā)生彎曲破壞;當(dāng)1<M/(Vhw)<2(相當(dāng)于高寬比1<H/hw<2)時,容易發(fā)生出現(xiàn)剪切斜裂縫的破壞,若設(shè)計措施得當(dāng),能按強(qiáng)剪弱彎合理設(shè)計,可能實(shí)現(xiàn)延性尚好的彎剪破壞;當(dāng)M/(Vhw)≤1(相當(dāng)于H/hw≤1)時屬于矮墻,一般都是剪切破壞。
剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時,宜將墻肢設(shè)計成延性較好的以彎曲變形為主的墻肢,即剪跨比(
)大于等于2的墻肢。因此在本條中提出對較長的剪力墻宜開設(shè)洞口,將其分為抗側(cè)剛度較為均勻的若干墻段,墻段之間宜采用弱連梁連接,每個獨(dú)立墻段的總高度H與其總長度之比不宜小于3,其目的就是為了避免和減少剪力墻的剪切破壞。
對于各層層高、剛度基本相同的懸臂剪力墻,近似用底部剪力法分析其底層的彎矩與剪力,從而得出剪力墻高寬比與剪跨比的近似對應(yīng)關(guān)系如表5.1.8。
表5.1.8 剪力墻高寬比與剪跨比的對應(yīng)關(guān)系
可見對于懸臂剪力墻,當(dāng)M/(Vhw)=2時,H/hw≈2~3,H/hw隨層數(shù)增加而增加,因此,由實(shí)體墻、整體小開口墻或聯(lián)肢墻形成的每個獨(dú)立墻段的總高度與其截面高度之比不宜小于3。
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010第7.1.2條提出每個墻段不宜大于8m,因?yàn)楫?dāng)墻段很長時,易發(fā)生脆性破壞。此外,受彎后產(chǎn)生的裂縫寬度會較大,墻體配筋容易拉斷,因此其長度不宜過大。
5.1.9 對于跨高比不小于5的連梁宜按框架梁設(shè)計,其抗震等級與其所連接的剪力墻的抗震等級相同,計算時其剛度不宜按連梁進(jìn)行折減。
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010第7.1.2條提出每個墻段不宜大于8m,首先是為了避免和減小剪力墻的剪切破壞。此外,當(dāng)墻段很長時,受彎后產(chǎn)生的裂縫寬度會較大,墻體配筋容易拉斷,因此其長度不宜過大。
5.1.10 剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度均應(yīng)自地下室頂板算起并應(yīng)符合下列規(guī)定。當(dāng)結(jié)構(gòu)計算嵌固端位于地下一層底板或以下樓層板或基礎(chǔ)頂時,剪力墻底部加強(qiáng)部位宜向下延伸到計算嵌固端。
1 一般高層剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻,其底部加強(qiáng)部位的高度,可取地下室頂板以上墻體總高度的1/10和首、二層總高度二者的較大者。
2 一般多層剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻,其底部加強(qiáng)部位的高度可取至首層頂。
說明:為了避免剪力墻的脆性破壞,控制墻肢塑性鉸產(chǎn)生的部位,改善整個結(jié)構(gòu)的抗震性能,應(yīng)設(shè)置剪力墻底部加強(qiáng)部位,其高度均應(yīng)自地下室頂板算起;對于有地下室的剪力墻結(jié)構(gòu),當(dāng)計算嵌固端不在地下一層頂板時,尚應(yīng)將剪力墻底部加強(qiáng)部位向下延伸。
對于多層剪力墻結(jié)構(gòu),其高度較低、層數(shù)較少,如果沿用高層剪力墻結(jié)構(gòu)關(guān)于剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度不低于地上二層頂板的規(guī)定,勢必造成剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度相對偏大,因此本條明確規(guī)定,一般多層剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻,其底部加強(qiáng)部位的高度可取至首層頂。
5.1.11 較大跨度的樓、屋面梁不宜支承在剪力墻連梁上,不可避免時應(yīng)采取可靠措施,保證較大地震時該連梁不發(fā)生剪切破壞,如在連梁內(nèi)設(shè)置型鋼或采取有效的配筋構(gòu)造做法等。
5.1.12 剪力墻支承與其平面外相交、荷載較大、跨度不小于5m或梁端高度大于2倍墻厚度的大梁時,宜設(shè)置扶壁柱或暗柱承受梁端彎矩,暗柱寬度可取梁寬加2倍墻厚,并設(shè)箍筋,也可按寬度為梁寬加2倍墻厚對應(yīng)的暗柱剛度計算梁端所受彎矩。
當(dāng)單面有大跨梁與剪力墻中暗柱連接時,可對梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅,但梁端頂部和底部縱向鋼筋配筋率不應(yīng)少于最小配筋率;當(dāng)梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)小于0.5時,宜按假定梁端與暗柱鉸接計算的梁彎矩圖核算梁其他部位截面受彎承載力;考慮對梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅設(shè)計時,暗柱受彎承載力尚不宜小于梁端截面受彎承載力的1.1倍。在剪力墻支座處大梁縱向鋼筋宜采用直徑較小的鋼筋以便于滿足鋼筋錨固要求,當(dāng)錨固長度不足時也可按有關(guān)規(guī)范要求在鋼筋末端采用機(jī)械錨固或設(shè)置錨頭以減小錨固長度。
說明:當(dāng)現(xiàn)澆剪力墻或窗間墻作為跨度大于5m的梁的支座時,在地震作用下剪力墻上可能出現(xiàn)豎向裂縫,如果彎矩較大,而剪力墻平面外剛度和承載力不足,也會出現(xiàn)平面外的破壞,而且目前有些計算軟件未給出剪力墻平面外的內(nèi)力和配筋,容易產(chǎn)生安全隱患,設(shè)計人應(yīng)給予充分的注意。
當(dāng)單面有大跨梁與剪力墻中暗柱連接時,為避免梁端彎矩過大造成暗柱破壞,在盡量減少梁頂部和底部裂縫對正常使用影響的前提下,可對梁端彎矩進(jìn)行較大調(diào)幅,但梁端頂部和底部縱向鋼筋配筋率不應(yīng)少于最小配筋率。考慮對梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅設(shè)計時暗柱受彎承載力不應(yīng)小于梁端截面受彎承載力的1.1倍,暗柱尚應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)下的要求。
5.1.13 抗震設(shè)防烈度為9度的剪力墻結(jié)構(gòu)和B級高度的高層剪力墻結(jié)構(gòu)不應(yīng)在外墻開設(shè)角窗??拐鹪O(shè)防烈度為7度和8度時,高層剪力墻結(jié)構(gòu)不宜在外墻角部開設(shè)角窗,必須設(shè)置時應(yīng)加強(qiáng)其抗震措施,如:
1 抗震計算時應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)影響;
2 角窗兩側(cè)墻肢厚度不宜小于250mm;
3 宜提高角窗兩側(cè)墻肢的抗震等級,并按提高后的抗震等級滿足軸壓比限值的要求;
4 角窗兩側(cè)的墻肢應(yīng)沿全高均按5.3.16條的要求設(shè)置約束邊緣構(gòu)件;
5 轉(zhuǎn)角窗房間的樓板宜適當(dāng)加厚,配筋適當(dāng)加強(qiáng),轉(zhuǎn)角窗兩側(cè)墻肢間的樓板宜設(shè)暗梁;
6 加強(qiáng)角窗窗臺挑梁的配筋與構(gòu)造。
說明:建筑物的四角是保證結(jié)構(gòu)整體性的重要部位,在地震作用下,建筑物發(fā)生平動、扭轉(zhuǎn)和彎曲變形,位于建筑物四角的結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力較為復(fù)雜,其安全性又直接影響建筑物角部甚至整體建筑的抗倒塌能力。但是,近年來,在城市住宅和辦公樓建筑中,為了取得最佳景觀,不惜在建筑的四角開角窗,這種做法削弱了結(jié)構(gòu)的整體性。在國內(nèi)外的每一次地震中,包括汶川地震中,都發(fā)生了建筑四角的破壞和倒塌。因此,提出了本條加強(qiáng)措施。
5.1.14 短肢剪力墻和具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)
1 短肢剪力墻是指墻厚不大于300mm,并且各肢墻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;但當(dāng)截面高度與厚度之比大于4但不大于8的墻肢兩端均與較強(qiáng)的連梁(連梁凈跨與連梁截面高度之比Lb/hb≤2.5,且連梁高度hb≥400mm)相連時,可不作為“短肢剪力墻”。
2 具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)的定義是,必須設(shè)置筒體或一般剪力墻,由短肢剪力墻與一般剪力墻共同抵抗水平力,在規(guī)定的水平力作用下,短肢剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩不小于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的30%但不宜大于50%的剪力墻結(jié)構(gòu)。
3 具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)的房屋適用高度應(yīng)比一般剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度適當(dāng)降低,應(yīng)滿足表5.1.2的要求。B級高度高層建筑以及抗震設(shè)防烈度為9度的A級高度高層建筑,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)。
4 具有短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)中,一般剪力墻或筒體宜均勻分布,并滿足框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻間距的要求。
5 剪力墻結(jié)構(gòu)中的短肢剪力墻尚應(yīng)滿足5.2.2條與5.3.2條中對短肢剪力墻的內(nèi)力調(diào)整和軸壓比限值要求。
6 不宜在一字形短肢剪力墻上布置平面外與其相交的跨度較大的單側(cè)樓面梁。高層建筑中承受較大豎向荷載的墻肢不宜采用一字形短肢剪力墻。
說明:目前設(shè)計人員對短肢剪力墻的定義和具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)的定義的理解存在較大差異。本措施認(rèn)為,當(dāng)短肢剪力墻的兩端與較強(qiáng)的連梁(Lb/hb≤2.5)相連時,應(yīng)屬于延性和抗震性能較好的聯(lián)肢墻;當(dāng)墻厚較厚(>300mm)也有較好的抗震性能,均不屬于短肢剪力墻;帶較長翼緣(其截面高度與厚度之比大于8)的短肢墻比一字形短肢墻的抗震性能好,也可不計入短肢剪力墻范圍。為了便于操作,本條明確當(dāng)在規(guī)定的水平力作用下由短肢剪力墻底部承受的傾覆力矩不小于總傾覆力矩的30%,才屬于本章所定義的“具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)”
剪力墻結(jié)構(gòu)中允許采用短肢剪力墻較多的結(jié)構(gòu),但應(yīng)認(rèn)識到具有較多短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是短肢剪力墻不僅要承擔(dān)較大的水平力,它還要承擔(dān)建筑物的大部分豎向荷載,有的工程達(dá)到80%以上。具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)往往主要是由短肢剪力墻與跨度較大的樓板或梁(弱連梁)形成的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)體系類似于抗震性能較差的弱框架結(jié)構(gòu)或異形柱框架結(jié)構(gòu),特別是較大面積連續(xù)布置短肢墻,將對進(jìn)入彈塑性階段后繼續(xù)抵抗地震作用和承受豎向荷載造成危險,因此短肢剪力墻必須與一般剪力墻或剪力墻筒體共同使用,以增加抗震防線,抗震設(shè)計時,在規(guī)定的水平力作用下,短肢剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的50%,同時這類結(jié)構(gòu)的適用高度必須降低。本措施按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010的精神對具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)提出更嚴(yán)的承載力和延性的設(shè)計要求。
表5.1.14列出了8度區(qū)(0.2g)具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)與一般高層剪力墻結(jié)構(gòu)(丙類建筑、Ⅱ類場地)在設(shè)計要求上的區(qū)別。
表5.1.14 A級高度時8度區(qū)(0.2g)具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)與一般剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要求比較

注:1 房屋高度H是指室外地面到主要屋面板頂?shù)母叨?不包括局部突出屋頂?shù)碾娞輽C(jī)房、水箱、構(gòu)架等高度);
2 平面和豎向均不規(guī)則的高層剪力墻結(jié)構(gòu),其最大適用高度H宜適當(dāng)降低;
3 乙類建筑可按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其適用的最大高度。
說明:剪力墻結(jié)構(gòu)因其抗震性能較好加上房間內(nèi)無梁、無柱,深受用戶和建筑師的歡迎,這種結(jié)構(gòu)體系不僅在高層建筑中廣泛應(yīng)用,在多層建筑中尤其是量大面廣的多層住宅建筑中也有廣泛的應(yīng)用。
按照《民用建筑設(shè)計通則》GB 50362-2005的規(guī)定,將10層及10層以上或高度超過28m的住宅劃分為高層建筑,《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011-2010對多層剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要求與高層剪力墻結(jié)構(gòu)有了區(qū)分,《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010將適用范圍規(guī)定在10層及10層以上或高度超過28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他高層民用建筑,因此,本措施將10層或高度28m(住宅建筑)和24m(其他民用建筑)作為多、高層抗震等級的高度分界,并提出一些針對多層剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計建議。
5.1.3 A級高度和B級高度高層剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級應(yīng)按表5.1.3-1和表5.1.3-2確定;
表5.1.3-1 A級高度高層剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級
注:1 表中括號內(nèi)抗震等級僅用于按其采用抗震構(gòu)造措施,抗震措施中的其它要求(如按概念設(shè)計要求的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)等)仍需按無括號的抗震等級采用;當(dāng)表欄內(nèi)無括號時,表示抗震構(gòu)造措施與其他措施的抗震等級
相同。
2 當(dāng)建筑場地為Ⅰ類時,應(yīng)允許按表中括號內(nèi)抗震等級采取抗震構(gòu)造措施;當(dāng)建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類時,宜按表中括號內(nèi)抗震等級采取抗震構(gòu)造措施;表中抗震等級一*、二*、三*級,應(yīng)分別比一、二、三級抗震等級采取更有效的抗震構(gòu)造措施。
3 當(dāng)建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類時,對設(shè)計基本地震加速度為0.15g的地區(qū),總高度大于100m的丙類建筑宜按一級抗震等級采取抗震措施。
表5.1.3-2 B級高度高層剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級
注:1 對設(shè)計基本地震加速度為0.15g的地區(qū),當(dāng)建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類且建筑總高度大于130m時,丙類建筑宜比一級抗震等級采取更有效的抗震構(gòu)造措施,乙類建筑宜按特一級抗震等級采取抗震措施。
2 B級高度建筑中不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu);其他注同表5.1.3-1的注1和注2。
5.1.4 多層剪力墻結(jié)構(gòu)可按表5.1.4確定抗震等級。
表5.1.4 多層剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級
注:同表5.1.3-1的注1和注2。
說明:對于Ⅰ類場地,允許比Ⅱ類場地降低抗震構(gòu)造措施,但應(yīng)注意抗震構(gòu)造措施不等同于抗震措施。對于Ⅰ類場地,僅降低抗震構(gòu)造措施,不降低抗震措施中的其他要求,如按概念設(shè)計要求的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)則不應(yīng)降低。
5.1.5 抗震措施包括抗震構(gòu)造措施和其他抗震措施兩部分:
1 抗震構(gòu)造措施指規(guī)范中除計算以外對各部分采取的各種細(xì)部抗震要求,應(yīng)按相應(yīng)抗震等級滿足5.3節(jié)要求,如最小墻厚、分布筋最小配筋率、軸壓比限值、剪力墻的邊緣構(gòu)件等構(gòu)造要求。
2 其他抗震措施指從抗震概念設(shè)計出發(fā),對各類剪力墻結(jié)構(gòu)提出的除抗震構(gòu)造措施之外的抗震設(shè)計要求,應(yīng)按相應(yīng)抗震等級滿足5.2節(jié)計算要求,即計算中對各類構(gòu)件內(nèi)力進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,如滿足強(qiáng)剪弱彎要求進(jìn)行的內(nèi)力調(diào)整,塑性鉸出現(xiàn)在規(guī)定的部位等要求。
5.1.6 多層剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)、外墻均為現(xiàn)澆混凝土墻時,墻的數(shù)量不必很多,多層剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度不宜過大。
5.1.7 剪力墻的門窗洞口宜上下對齊、成列布置,形成明確的墻肢和連梁。一、二、三級抗震等級剪力墻的底部加強(qiáng)部位不宜采用上下洞口不對齊的錯洞墻,一、二、三級剪力墻所有部位均不宜采用疊合錯洞墻。當(dāng)采用錯洞墻和疊合錯洞墻時,應(yīng)按有限元方法仔細(xì)計算分析,并在洞口周邊采取加強(qiáng)措施,或?qū)B合洞口轉(zhuǎn)化為規(guī)則洞口。
5.1.8 較長的剪力墻宜開設(shè)洞口,將其分為抗側(cè)剛度較為均勻的若干墻段,墻段之間宜采用對墻產(chǎn)生約束彎矩較小的弱連梁連接,弱連梁的跨高比宜大于6,每個墻段的總高度與其墻段長度之比不宜小于3。每個墻段宜設(shè)計成有連梁連接的雙肢墻或多肢墻,以保證剪力墻的延性,一、二級剪力墻的洞口連梁,跨高比不宜大于5,且梁截面高度不宜小于400mm;實(shí)體墻或小開口的墻段,其墻段長度不宜大于8m。
圖5.1.8 剪力墻墻段劃分示意圖
說明:剪力墻是截面高度大而厚度相對很小的片狀構(gòu)件,具有平面內(nèi)承載力大、剛度大等優(yōu)點(diǎn),但也有剪切變形相對較大,平面外較薄弱,易發(fā)生脆性剪切破壞的缺點(diǎn)。剪力墻的破壞形態(tài)可以歸納為彎曲破壞、彎剪破壞、剪切破壞和滑移破壞幾種形態(tài),彎曲破壞具有較好延性,剪切破壞是脆性破壞,對結(jié)構(gòu)安全不利,應(yīng)采取措施盡量避免。
影響剪力墻破壞形態(tài)的主要因素是剪跨比M/(Vhw),剪跨比表示截面上彎矩與剪力的相對大小,剪跨比的大小與剪力墻的高寬比H/hw有一定的對應(yīng)關(guān)系。
懸臂剪力墻試驗(yàn)表明:當(dāng)M/(Vhw)≥2(相當(dāng)于高寬比H/hw≥2~3)時,剪力墻一般發(fā)生彎曲破壞;當(dāng)1<M/(Vhw)<2(相當(dāng)于高寬比1<H/hw<2)時,容易發(fā)生出現(xiàn)剪切斜裂縫的破壞,若設(shè)計措施得當(dāng),能按強(qiáng)剪弱彎合理設(shè)計,可能實(shí)現(xiàn)延性尚好的彎剪破壞;當(dāng)M/(Vhw)≤1(相當(dāng)于H/hw≤1)時屬于矮墻,一般都是剪切破壞。
剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時,宜將墻肢設(shè)計成延性較好的以彎曲變形為主的墻肢,即剪跨比(
)大于等于2的墻肢。因此在本條中提出對較長的剪力墻宜開設(shè)洞口,將其分為抗側(cè)剛度較為均勻的若干墻段,墻段之間宜采用弱連梁連接,每個獨(dú)立墻段的總高度H與其總長度之比不宜小于3,其目的就是為了避免和減少剪力墻的剪切破壞。
對于各層層高、剛度基本相同的懸臂剪力墻,近似用底部剪力法分析其底層的彎矩與剪力,從而得出剪力墻高寬比與剪跨比的近似對應(yīng)關(guān)系如表5.1.8。
表5.1.8 剪力墻高寬比與剪跨比的對應(yīng)關(guān)系
可見對于懸臂剪力墻,當(dāng)M/(Vhw)=2時,H/hw≈2~3,H/hw隨層數(shù)增加而增加,因此,由實(shí)體墻、整體小開口墻或聯(lián)肢墻形成的每個獨(dú)立墻段的總高度與其截面高度之比不宜小于3。
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010第7.1.2條提出每個墻段不宜大于8m,因?yàn)楫?dāng)墻段很長時,易發(fā)生脆性破壞。此外,受彎后產(chǎn)生的裂縫寬度會較大,墻體配筋容易拉斷,因此其長度不宜過大。
5.1.9 對于跨高比不小于5的連梁宜按框架梁設(shè)計,其抗震等級與其所連接的剪力墻的抗震等級相同,計算時其剛度不宜按連梁進(jìn)行折減。
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010第7.1.2條提出每個墻段不宜大于8m,首先是為了避免和減小剪力墻的剪切破壞。此外,當(dāng)墻段很長時,受彎后產(chǎn)生的裂縫寬度會較大,墻體配筋容易拉斷,因此其長度不宜過大。
5.1.10 剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度均應(yīng)自地下室頂板算起并應(yīng)符合下列規(guī)定。當(dāng)結(jié)構(gòu)計算嵌固端位于地下一層底板或以下樓層板或基礎(chǔ)頂時,剪力墻底部加強(qiáng)部位宜向下延伸到計算嵌固端。
1 一般高層剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻,其底部加強(qiáng)部位的高度,可取地下室頂板以上墻體總高度的1/10和首、二層總高度二者的較大者。
2 一般多層剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻,其底部加強(qiáng)部位的高度可取至首層頂。
說明:為了避免剪力墻的脆性破壞,控制墻肢塑性鉸產(chǎn)生的部位,改善整個結(jié)構(gòu)的抗震性能,應(yīng)設(shè)置剪力墻底部加強(qiáng)部位,其高度均應(yīng)自地下室頂板算起;對于有地下室的剪力墻結(jié)構(gòu),當(dāng)計算嵌固端不在地下一層頂板時,尚應(yīng)將剪力墻底部加強(qiáng)部位向下延伸。
對于多層剪力墻結(jié)構(gòu),其高度較低、層數(shù)較少,如果沿用高層剪力墻結(jié)構(gòu)關(guān)于剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度不低于地上二層頂板的規(guī)定,勢必造成剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度相對偏大,因此本條明確規(guī)定,一般多層剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻,其底部加強(qiáng)部位的高度可取至首層頂。
5.1.11 較大跨度的樓、屋面梁不宜支承在剪力墻連梁上,不可避免時應(yīng)采取可靠措施,保證較大地震時該連梁不發(fā)生剪切破壞,如在連梁內(nèi)設(shè)置型鋼或采取有效的配筋構(gòu)造做法等。
5.1.12 剪力墻支承與其平面外相交、荷載較大、跨度不小于5m或梁端高度大于2倍墻厚度的大梁時,宜設(shè)置扶壁柱或暗柱承受梁端彎矩,暗柱寬度可取梁寬加2倍墻厚,并設(shè)箍筋,也可按寬度為梁寬加2倍墻厚對應(yīng)的暗柱剛度計算梁端所受彎矩。
當(dāng)單面有大跨梁與剪力墻中暗柱連接時,可對梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅,但梁端頂部和底部縱向鋼筋配筋率不應(yīng)少于最小配筋率;當(dāng)梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)小于0.5時,宜按假定梁端與暗柱鉸接計算的梁彎矩圖核算梁其他部位截面受彎承載力;考慮對梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅設(shè)計時,暗柱受彎承載力尚不宜小于梁端截面受彎承載力的1.1倍。在剪力墻支座處大梁縱向鋼筋宜采用直徑較小的鋼筋以便于滿足鋼筋錨固要求,當(dāng)錨固長度不足時也可按有關(guān)規(guī)范要求在鋼筋末端采用機(jī)械錨固或設(shè)置錨頭以減小錨固長度。
說明:當(dāng)現(xiàn)澆剪力墻或窗間墻作為跨度大于5m的梁的支座時,在地震作用下剪力墻上可能出現(xiàn)豎向裂縫,如果彎矩較大,而剪力墻平面外剛度和承載力不足,也會出現(xiàn)平面外的破壞,而且目前有些計算軟件未給出剪力墻平面外的內(nèi)力和配筋,容易產(chǎn)生安全隱患,設(shè)計人應(yīng)給予充分的注意。
當(dāng)單面有大跨梁與剪力墻中暗柱連接時,為避免梁端彎矩過大造成暗柱破壞,在盡量減少梁頂部和底部裂縫對正常使用影響的前提下,可對梁端彎矩進(jìn)行較大調(diào)幅,但梁端頂部和底部縱向鋼筋配筋率不應(yīng)少于最小配筋率。考慮對梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅設(shè)計時暗柱受彎承載力不應(yīng)小于梁端截面受彎承載力的1.1倍,暗柱尚應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)下的要求。
5.1.13 抗震設(shè)防烈度為9度的剪力墻結(jié)構(gòu)和B級高度的高層剪力墻結(jié)構(gòu)不應(yīng)在外墻開設(shè)角窗??拐鹪O(shè)防烈度為7度和8度時,高層剪力墻結(jié)構(gòu)不宜在外墻角部開設(shè)角窗,必須設(shè)置時應(yīng)加強(qiáng)其抗震措施,如:
1 抗震計算時應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)影響;
2 角窗兩側(cè)墻肢厚度不宜小于250mm;
3 宜提高角窗兩側(cè)墻肢的抗震等級,并按提高后的抗震等級滿足軸壓比限值的要求;
4 角窗兩側(cè)的墻肢應(yīng)沿全高均按5.3.16條的要求設(shè)置約束邊緣構(gòu)件;
5 轉(zhuǎn)角窗房間的樓板宜適當(dāng)加厚,配筋適當(dāng)加強(qiáng),轉(zhuǎn)角窗兩側(cè)墻肢間的樓板宜設(shè)暗梁;
6 加強(qiáng)角窗窗臺挑梁的配筋與構(gòu)造。
說明:建筑物的四角是保證結(jié)構(gòu)整體性的重要部位,在地震作用下,建筑物發(fā)生平動、扭轉(zhuǎn)和彎曲變形,位于建筑物四角的結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力較為復(fù)雜,其安全性又直接影響建筑物角部甚至整體建筑的抗倒塌能力。但是,近年來,在城市住宅和辦公樓建筑中,為了取得最佳景觀,不惜在建筑的四角開角窗,這種做法削弱了結(jié)構(gòu)的整體性。在國內(nèi)外的每一次地震中,包括汶川地震中,都發(fā)生了建筑四角的破壞和倒塌。因此,提出了本條加強(qiáng)措施。
5.1.14 短肢剪力墻和具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)
1 短肢剪力墻是指墻厚不大于300mm,并且各肢墻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;但當(dāng)截面高度與厚度之比大于4但不大于8的墻肢兩端均與較強(qiáng)的連梁(連梁凈跨與連梁截面高度之比Lb/hb≤2.5,且連梁高度hb≥400mm)相連時,可不作為“短肢剪力墻”。
2 具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)的定義是,必須設(shè)置筒體或一般剪力墻,由短肢剪力墻與一般剪力墻共同抵抗水平力,在規(guī)定的水平力作用下,短肢剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩不小于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的30%但不宜大于50%的剪力墻結(jié)構(gòu)。
3 具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)的房屋適用高度應(yīng)比一般剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度適當(dāng)降低,應(yīng)滿足表5.1.2的要求。B級高度高層建筑以及抗震設(shè)防烈度為9度的A級高度高層建筑,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)。
4 具有短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)中,一般剪力墻或筒體宜均勻分布,并滿足框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻間距的要求。
5 剪力墻結(jié)構(gòu)中的短肢剪力墻尚應(yīng)滿足5.2.2條與5.3.2條中對短肢剪力墻的內(nèi)力調(diào)整和軸壓比限值要求。
6 不宜在一字形短肢剪力墻上布置平面外與其相交的跨度較大的單側(cè)樓面梁。高層建筑中承受較大豎向荷載的墻肢不宜采用一字形短肢剪力墻。
說明:目前設(shè)計人員對短肢剪力墻的定義和具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)的定義的理解存在較大差異。本措施認(rèn)為,當(dāng)短肢剪力墻的兩端與較強(qiáng)的連梁(Lb/hb≤2.5)相連時,應(yīng)屬于延性和抗震性能較好的聯(lián)肢墻;當(dāng)墻厚較厚(>300mm)也有較好的抗震性能,均不屬于短肢剪力墻;帶較長翼緣(其截面高度與厚度之比大于8)的短肢墻比一字形短肢墻的抗震性能好,也可不計入短肢剪力墻范圍。為了便于操作,本條明確當(dāng)在規(guī)定的水平力作用下由短肢剪力墻底部承受的傾覆力矩不小于總傾覆力矩的30%,才屬于本章所定義的“具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)”
剪力墻結(jié)構(gòu)中允許采用短肢剪力墻較多的結(jié)構(gòu),但應(yīng)認(rèn)識到具有較多短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是短肢剪力墻不僅要承擔(dān)較大的水平力,它還要承擔(dān)建筑物的大部分豎向荷載,有的工程達(dá)到80%以上。具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)往往主要是由短肢剪力墻與跨度較大的樓板或梁(弱連梁)形成的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)體系類似于抗震性能較差的弱框架結(jié)構(gòu)或異形柱框架結(jié)構(gòu),特別是較大面積連續(xù)布置短肢墻,將對進(jìn)入彈塑性階段后繼續(xù)抵抗地震作用和承受豎向荷載造成危險,因此短肢剪力墻必須與一般剪力墻或剪力墻筒體共同使用,以增加抗震防線,抗震設(shè)計時,在規(guī)定的水平力作用下,短肢剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的50%,同時這類結(jié)構(gòu)的適用高度必須降低。本措施按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010的精神對具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)提出更嚴(yán)的承載力和延性的設(shè)計要求。
表5.1.14列出了8度區(qū)(0.2g)具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)與一般高層剪力墻結(jié)構(gòu)(丙類建筑、Ⅱ類場地)在設(shè)計要求上的區(qū)別。
表5.1.14 A級高度時8度區(qū)(0.2g)具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)與一般剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要求比較



鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
