11.7.1 一級抗震等級剪力墻各墻肢截面考慮地震組合的彎矩設計值,底部加強部位應按墻肢截面地震組合彎矩設計值采用,底部加強部位以上部位應按墻肢截面地震組合彎矩設計值乘增大系數(shù),其值可取1.2;剪力設計值應作相應調(diào)整。
11.7.2 考慮剪力墻的剪力設計值Vw應按下列規(guī)定計算:
11.7.9 各抗震等級的剪力墻及筒體洞口連梁,當配置普通箍筋時,其截面限制條件及斜截面受剪承載力應符合下列規(guī)定:
11.7.10 對于一、二級抗震等級的連梁,當跨高比不大于2.5時,除普通箍筋外宜另配置斜向交叉鋼筋,其截面限制條件及斜截面受剪承載力可按下列規(guī)定計算:
1 當洞口連梁截面寬度不小于250mm時,可采用交叉斜筋配筋(圖11.7.10—1),其截面限制條件及斜截面受剪承載力應符合下列規(guī)定:
2 當連梁截面寬度不小于400mm時,可采用集中對角斜筋配筋(圖11.7.10—2)或?qū)前祿闻浣?圖11.7.10—3),其截面限制條件及斜截面受剪承載力應符合下列規(guī)定:
1)受剪截面應符合式(11.7.10—1)的要求。
2)斜截面受剪承載力應符合下列要求:
11.7.11 剪力墻及筒體洞口連梁的縱向鋼筋。斜筋及箍筋的構(gòu)造應符合下列要求:
1 連梁沿上、下邊緣單側(cè)縱向鋼筋的最小配筋率不應小于0.15%,且配筋不宜少于2Φ12;交叉斜筋配筋連梁單向?qū)切苯畈灰松儆?Φ12,單組折線筋的截面面積可取為單向?qū)切苯罱孛婷娣e的一半,且直徑不宜小于12mm;集中對角斜筋配筋連梁和對角暗撐連梁中每組對角斜筋應至少由4根直徑不小于14mm的鋼筋組成。
2 交叉斜筋配筋連梁的對角斜筋在梁端部位應設置不少于3根拉筋,拉筋的間距不應大于連梁寬度和200mm的較小值,直徑不應小于6mm;集中對角斜筋配筋連梁應在梁截面內(nèi)沿水平方向及豎直方向設置雙向拉筋,拉筋應勾住外側(cè)縱向鋼筋,間距不應大于200mm,直徑不應小于8mm;對角暗撐配筋連梁中暗撐箍筋的外緣沿梁截面寬度方向不宜小于梁寬的一半,另一方向不宜小于梁寬的1/5;對角暗撐約束箍筋的間距不宜大于暗撐鋼筋直徑的6倍,當計算間距小于100mm時可取100mm,箍筋肢距不應大于350mm。
除集中對角斜筋配筋連梁以外,其余連梁的水平鋼筋及箍筋形成的鋼筋網(wǎng)之間應采用拉筋拉結(jié),拉筋直徑不宜小于6mm,間距不宜大于400mm。
3 沿連梁全長箍筋的構(gòu)造宜按本規(guī)范第11.3.6條和第11.3.8條框架梁梁端加密區(qū)箍筋的構(gòu)造要求采用;對角暗撐配筋連梁沿連梁全長箍筋的間距可按本規(guī)范表11.3.6—2中規(guī)定值的兩倍取用。
4 連梁縱向受力鋼筋、交叉斜筋伸入墻內(nèi)的錨固長度不應小于laE,且不應小于600mm;頂層連梁縱向鋼筋伸入墻體的長度范圍內(nèi),應配置間距不大于150mm的構(gòu)造箍筋,箍筋直徑應與該連梁的箍筋直徑相同。
5 剪力墻的水平分布鋼筋可作為連梁的縱向構(gòu)造鋼筋在連梁范圍內(nèi)貫通。當梁的腹板高度hw不小于450mm時,其兩側(cè)面沿梁高范圍設置的縱向構(gòu)造鋼筋的直徑不應小于10mm,間距不應大于200mm;對跨高比不大于2.5的連梁,梁兩側(cè)的縱向構(gòu)造鋼筋的面積配筋率尚不應小于0.3%。
11.7.12 剪力墻的墻肢截面厚度應符合下列規(guī)定:
1 剪力墻結(jié)構(gòu):一、二級抗震等級時,一般部位不應小于160mm,且不宜小于層高或無支長度的1/20;三、四級抗震等級時,不應小于140mm,且不宜小于層高或無支長度的1/25。一、二級抗震等級的底部加強部位,不應小于200mm,且不宜小于層高或無支長度的1/16,當墻端無端柱或翼墻時,墻厚不宜小于層高或無支長度的1/12。
2 框架-剪力墻結(jié)構(gòu):一般部位不應小于160mm,且不宜小于層高或無支長度的1/20;底部加強部位不應小于200mm,且不宜小于層高或無支長度的1/16。
3 框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu):一般部位不應小于160mm,且不宜小于層高或無支長度的1/20;底部加強部位不應小于200mm,且不宜小于層高或無支長度的1/16。筒體底部加強部位及其上一層不宜改變墻體厚度。
11.7.13 剪力墻厚度大于140mm時,其豎向和水平向分布鋼筋不應少于雙排布置。
11.7.14 剪力墻的水平和豎向分布鋼筋的配筋應符合下列規(guī)定:
1 一、二、三級抗震等級的剪力墻的水平和豎向分布鋼筋配筋率均不應小于0.25%;四級抗震等級剪力墻不應小于0.2%;
2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻底部加強部位,水平和豎向分布鋼筋配筋率不應小于0.3%。
注:對高度小于24m且剪壓比很小的四級抗震等級剪力墻,其豎向分布筋最小配筋率應允許按0.15%采用。
11.7.15 剪力墻水平和豎向分布鋼筋的間距不宜大于300mm,直徑不宜大于墻厚的1/10,且不應小于8mm 豎向分布鋼筋直徑不宜小于10mm。
部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的底部加強部位,剪力墻水平和豎向分布鋼筋的間距不宜大于200mm。
11.7.16 一、二、三級抗震等級的剪力墻,其底部加強部位的墻肢軸壓比不宜超過表11.7.16的限值。
注:剪力墻肢軸壓比指在重力荷載代表值作用下墻的軸壓力設計值與墻的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積的比值。
11.7.17 剪力墻兩端及洞口兩側(cè)應設置邊緣構(gòu)件,并宜符合下列要求:
1 一、二、三級抗震等級剪力墻,在重力荷載代表值作用下,當墻肢底截面軸壓比大于表11.7.17規(guī)定時,其底部加強部位及其以上一層墻肢應按本規(guī)范第11.7.18條的規(guī)定設置約束邊緣構(gòu)件;當墻肢軸壓比不大于表11.7.17規(guī)定時,可按本規(guī)范第11.7.19條的規(guī)定設置構(gòu)造邊緣構(gòu)件;
2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中,一、二、三級抗震等級落地剪力墻的底部加強部位及以上一層的墻肢兩端,宜設置翼墻或端柱,并應按本規(guī)范第11.7.18條的規(guī)定設置約束邊緣構(gòu)件;不落地的剪力墻,應在底部加強部位及以上一層剪力墻的墻肢兩端設置約束邊緣構(gòu)件;
3 一、二、三級抗震等級的剪力墻的一般部位剪力墻以及四級抗震等級剪力墻,應按本規(guī)范第11.7.19條設置構(gòu)造邊緣構(gòu)件;
4 對框架-核心筒結(jié)構(gòu),一、二、三級抗震等級的核心筒角部墻體的邊緣構(gòu)件尚應按下列要求加強:底部加強部位墻肢約束邊緣構(gòu)件的長度宜取墻肢截面高度的1/4,且約束邊緣構(gòu)件范圍內(nèi)宜全部采用箍筋;底部加強部位以上宜按本規(guī)范圖11.7.18的要求設置約束邊緣構(gòu)件。
11.7.18 剪力墻端部設置的約束邊緣構(gòu)件(暗柱、端柱、翼墻和轉(zhuǎn)角墻)應符合下列要求(圖11.7.18):
1 約束邊緣構(gòu)件沿墻肢的長度lc及配箍特征值λv宜滿足表11.7.18的要求,箍筋的配置范圍及相應的配箍特征值λv和λv/2的區(qū)域如圖11.7.18所示,其體積配筋率ρv應符合下列要求:
計算體積配箍率時,可適當計入滿足構(gòu)造要求且在墻端有可靠錨固的水平分布鋼筋的截面面積。
2 一、二、三級抗震等級剪力墻約束邊緣構(gòu)件的縱向鋼筋的截面面積,對圖11.7.18所示暗柱、端柱、翼墻與轉(zhuǎn)角墻分別不應小于圖中陰影部分面積的1.2%、1.0%和1.0%。
3 約束邊緣構(gòu)件的箍筋或拉筋沿豎向的間距,對一級抗震等級不宜大于100mm,對二、三級抗震等級不宜大于150mm。
條文說明
11.7 剪力墻及連梁
11.7.1 根據(jù)研究成果和地震震害經(jīng)驗,本條規(guī)定一級抗震等級剪力墻底部加強部位高度范圍內(nèi)各墻肢截面的彎矩設計值不再取用墻肢底部截面的組合彎矩設計值。由于從剪力墻底部截面向上的縱向受拉鋼筋中高應力區(qū)向整個塑性鉸區(qū)高度的擴展,也導致塑性鉸區(qū)以上墻肢各截面的作用彎矩相應有所增大,故本條規(guī)定對底部加強部位以上墻肢各截面的組合彎矩設計值乘以1.2的增大系數(shù)。彎矩調(diào)整增大后,剪力設計值應相應提高。
11.7.2 對于剪力墻肢底部截面同樣需要考慮“強剪弱彎”的要求,即對其作用剪力設計值通過增強系數(shù)予以增大。對于9度設防烈度的剪力墻肢要求按底部截面縱向鋼筋實際配置情況確定作用剪力的增大幅度,具體做法是用底部截面的“實配彎矩”Mwua與該截面的組合彎矩設計值的比值與一個增強系數(shù)的乘積來增大作用剪力設計值。其中Mwua按材料強度的標準值及底部截面縱向鋼筋實際布置的位置和數(shù)量計算。
11.7.3 國內(nèi)外剪力墻的受剪承載力試驗結(jié)果表明,剪跨比λ大于2.5時,大部分墻的受剪承載力上限接近于0.25fcbh0;在反復荷載作用下,其受剪承載力上限下降約20%。據(jù)此給出了抗震剪力墻肢的受剪承載力上限值。
11.7.4 剪力墻的反復和單調(diào)加載受剪承載力對比試驗表明,反復加載時的受剪承載力比單調(diào)加載時降低約15%~20%。因此,將非抗震受剪承載力計算公式中各個組成項均乘以降低系數(shù)0.8,作為抗震偏心受壓剪力墻肢的斜截面受剪承載力計算公式。鑒于對高軸壓力作用下的受剪承載力尚缺乏試驗研究,公式中對軸壓力的有利作用給予了必要的限制,即不超過0.2fcbh。
11.7.5 對偏心受拉剪力墻的受剪承載力未做過試驗研究。本條根據(jù)其受力特征,參照一般偏心受拉構(gòu)件的受剪性能規(guī)律及偏心受壓剪力墻的受剪承載力計算公式,給出了偏心受拉剪力墻的受剪承載力計算公式。
11.7.6 水平施工縫處的豎向鋼筋配置數(shù)量需滿足受剪要求。根據(jù)剪力墻水平縫剪摩擦理論以及對剪力墻施工縫滑移問題的試驗研究,并參照國外有關規(guī)范的規(guī)定提出本條的要求。
11.7.7 剪力墻及筒體的洞口連梁因跨度通常不大,豎向荷載相對偏小,主要承受水平地震作用產(chǎn)生的彎矩和剪力。其中,彎矩作用的反彎點位于跨中,各截面所受的剪力基本相等。在地震反復作用下,連梁通常采用上、下縱向鋼筋用量基本相等的配筋方式,在受彎承載力極限狀態(tài)下,梁截面的受壓區(qū)高度很小,如忽略截面中縱向構(gòu)造鋼筋的作用,正截面受彎承載力計算時截面的內(nèi)力臂可近似取為截面有效高度h0與 的差值。在設置有斜筋的連梁中,受彎承載力中應考慮穿過連梁端截面頂部和底部的斜向鋼筋在梁端截面中的水平分量的抗彎作用。
11.7.8 為了實現(xiàn)強剪弱彎,使連梁具有一定的延性,對于普通配筋連梁給出了連梁剪力設計值的增大系數(shù)。對于配置斜筋的連梁,由于斜筋的水平分量會提高梁的抗彎能力,而豎向分量會提高梁的抗剪能力,因此對配置斜筋的連梁,不能通過增加斜筋數(shù)量單純提高梁的抗剪能力,形成強剪弱彎。考慮到滿足本規(guī)范第11.7.10條規(guī)定的連梁已具有必要的延性,故對這幾種配置斜筋連梁的剪力增大系數(shù)??扇?.0。
11.7.9~11.7.11 02版規(guī)范缺少對跨高比小于2.5的剪力墻連梁抗震受剪承載力設計的具體規(guī)定。目前在進行小跨高比剪力墻連梁的抗震設計中,為防止連梁過早發(fā)生剪切破壞,通常在進行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時,采用較大幅度地折減連梁的剛度以降低連梁的作用剪力。近年來對混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的非線性動力反應分析以及對小跨高比連梁的抗震受剪性能試驗表明,較大幅度人為折減連梁剛度的做法將導致地震作用下連梁過早屈服,延性需求增大,并且仍不能避免發(fā)生延性不足的剪切破壞。國內(nèi)外進行的連梁抗震受剪性能試驗表明,通過改變小跨高比連梁的配筋方式,可在不降低或有限降低連梁相對作用剪力(即不折減或有限折減連梁剛度)的條件下提高連梁的延性,使該類連梁發(fā)生剪切破壞時,其延性能力能夠達到地震作用時剪力墻對連梁的延性需求。在對試驗結(jié)果及相關成果進行分析研究的基礎上,本次規(guī)范修訂補充了跨高比小于2.5的連梁的抗震受剪設計規(guī)定。
跨高比小于2.5時的連梁抗震受剪試驗結(jié)果表明,采取不同的配筋方式,連梁達到所需延性時能承受的最大剪壓比是不同的。本次修訂增加了跨高比小于2.5適用于兩個剪壓比水平的3種不同配筋形式連梁各自的配筋計算公式和構(gòu)造措施。其中配置普通箍筋連梁的設計規(guī)定是參考我國現(xiàn)行行業(yè)標準《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》JGJ 3的相關規(guī)定和國內(nèi)外的試驗結(jié)果得出的;交叉斜筋配筋連梁的設計規(guī)定是根據(jù)近年來國內(nèi)外試驗結(jié)果及分析得出的;集中對角斜筋配筋連梁和對角暗撐配筋連梁是參考美國ACI 318—08規(guī)范的相關規(guī)定和國內(nèi)外進行的試驗結(jié)果給出的。國內(nèi)外各種配筋形式連梁的試驗結(jié)果表明,發(fā)生破壞時連梁位移延性指標,能夠達到非線性地震反應分析時結(jié)構(gòu)對連梁的延性需求,設計時可根據(jù)連梁的適應條件以及連梁寬度等要求選擇相應的配筋形式和設計方法。
11.7.12 為保證剪力墻的承載力和側(cè)向(平面外)穩(wěn)定要求,給出了各種結(jié)構(gòu)體系剪力墻肢截面厚度的規(guī)定。與02版規(guī)范相比,本次修訂根據(jù)近年來的工程經(jīng)驗對各類結(jié)構(gòu)中剪力墻的最小厚度規(guī)定作了進一步的細化和局部調(diào)整。
因端部無端柱或翼墻的剪力墻與端部有端柱或翼墻的剪力墻相比,其正截面受力性能、變形能力以及端部側(cè)向穩(wěn)定性能均有一定降低。試驗表明,極限位移將減小一半左右,耗能能力將降低20%左右。故適當加大了一、二級抗震等級墻端無端柱或翼墻的剪力墻的最小墻厚。
本次修訂,對剪力墻最小厚度除具體尺寸要求外,還給出了用層高或無支長度的分數(shù)表示的厚度要求。其中,無支長度是指墻肢沿水平方向上無支撐約束的最大長度。
11.7.13 為了提高剪力墻側(cè)向穩(wěn)定和受彎承載力,規(guī)定了剪力墻厚度大于140mm時,應配置雙排或多排鋼筋。
11.7.14 根據(jù)試驗研究和設計經(jīng)驗,并參考國外有關規(guī)范的規(guī)定,按不同的結(jié)構(gòu)體系和不同的抗震等級規(guī)定了水平和豎向分布鋼筋的最小配筋率的限值。
美國ACI 318規(guī)定,當抗震結(jié)構(gòu)墻的設計剪力小于 為腹板截面面積, 為混凝土的規(guī)定抗壓強度,該設計剪力對應的剪壓比小于0.02)時,腹板的豎向分布鋼筋允許降到同非抗震的要求。因此,本次修訂,四級抗震墻的剪壓比低于上述數(shù)值時,豎向分布筋允許按不小于0.15%控制。
11.7.15 給出了剪力墻分布鋼筋最大間距、最大直徑和最小直徑的規(guī)定。
11.7.16~11.7.19 剪力墻肢和筒壁墻肢的底部在罕遇地震作用下有可能進入屈服后變形狀態(tài)。該部位也是防止剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下發(fā)生倒塌的關鍵部位。為了保證該部位的抗震延性能力和塑性耗能能力,通常采用的抗震構(gòu)造措施包括:(1)對一、二、三級抗震等級的剪力墻肢和筒壁墻肢的軸壓比進行限制;(2)對一、二、三級抗震等級的剪力墻肢和筒壁墻肢,當?shù)撞枯S壓比超過一定限值后,在墻肢或筒壁墻肢兩側(cè)設置約束邊緣構(gòu)件,同時對約束邊緣構(gòu)件中縱向鋼筋的最低配置數(shù)量以及約束邊緣構(gòu)件范圍內(nèi)箍筋的最低配置數(shù)量作出限制。
設計中應注意,表11.7.16中的軸壓比限值是一、二、三級抗震等級的剪力墻肢和筒壁墻肢應滿足的基本要求。而表11.7.17中的“最大軸壓比”則是在剪力墻肢和筒壁墻肢底部設置約束邊緣構(gòu)件的必要條件。
對剪力墻肢和筒壁墻肢底部約束邊緣構(gòu)件中縱向鋼筋最低數(shù)量作出規(guī)定,除為了保證剪力墻肢和筒壁墻肢底部所需的延性和塑性耗能能力之外,也是為了對剪力墻肢和筒壁墻肢底部的抗彎能力作必要的加強,以便在聯(lián)肢剪力墻和聯(lián)肢筒壁墻肢中使塑性鉸首先在各層洞口連梁中形成,而使剪力墻肢和筒壁墻肢底部的塑性鉸推遲形成。
本次修訂提高了三級抗震等級剪力墻的設計要求。
11.7.9 各抗震等級的剪力墻及筒體洞口連梁,當配置普通箍筋時,其截面限制條件及斜截面受剪承載力應符合下列規(guī)定:
11.7.10 對于一、二級抗震等級的連梁,當跨高比不大于2.5時,除普通箍筋外宜另配置斜向交叉鋼筋,其截面限制條件及斜截面受剪承載力可按下列規(guī)定計算:
1 當洞口連梁截面寬度不小于250mm時,可采用交叉斜筋配筋(圖11.7.10—1),其截面限制條件及斜截面受剪承載力應符合下列規(guī)定:
2 當連梁截面寬度不小于400mm時,可采用集中對角斜筋配筋(圖11.7.10—2)或?qū)前祿闻浣?圖11.7.10—3),其截面限制條件及斜截面受剪承載力應符合下列規(guī)定:
1)受剪截面應符合式(11.7.10—1)的要求。
2)斜截面受剪承載力應符合下列要求:
11.7.11 剪力墻及筒體洞口連梁的縱向鋼筋。斜筋及箍筋的構(gòu)造應符合下列要求:
1 連梁沿上、下邊緣單側(cè)縱向鋼筋的最小配筋率不應小于0.15%,且配筋不宜少于2Φ12;交叉斜筋配筋連梁單向?qū)切苯畈灰松儆?Φ12,單組折線筋的截面面積可取為單向?qū)切苯罱孛婷娣e的一半,且直徑不宜小于12mm;集中對角斜筋配筋連梁和對角暗撐連梁中每組對角斜筋應至少由4根直徑不小于14mm的鋼筋組成。
2 交叉斜筋配筋連梁的對角斜筋在梁端部位應設置不少于3根拉筋,拉筋的間距不應大于連梁寬度和200mm的較小值,直徑不應小于6mm;集中對角斜筋配筋連梁應在梁截面內(nèi)沿水平方向及豎直方向設置雙向拉筋,拉筋應勾住外側(cè)縱向鋼筋,間距不應大于200mm,直徑不應小于8mm;對角暗撐配筋連梁中暗撐箍筋的外緣沿梁截面寬度方向不宜小于梁寬的一半,另一方向不宜小于梁寬的1/5;對角暗撐約束箍筋的間距不宜大于暗撐鋼筋直徑的6倍,當計算間距小于100mm時可取100mm,箍筋肢距不應大于350mm。
除集中對角斜筋配筋連梁以外,其余連梁的水平鋼筋及箍筋形成的鋼筋網(wǎng)之間應采用拉筋拉結(jié),拉筋直徑不宜小于6mm,間距不宜大于400mm。
3 沿連梁全長箍筋的構(gòu)造宜按本規(guī)范第11.3.6條和第11.3.8條框架梁梁端加密區(qū)箍筋的構(gòu)造要求采用;對角暗撐配筋連梁沿連梁全長箍筋的間距可按本規(guī)范表11.3.6—2中規(guī)定值的兩倍取用。
4 連梁縱向受力鋼筋、交叉斜筋伸入墻內(nèi)的錨固長度不應小于laE,且不應小于600mm;頂層連梁縱向鋼筋伸入墻體的長度范圍內(nèi),應配置間距不大于150mm的構(gòu)造箍筋,箍筋直徑應與該連梁的箍筋直徑相同。
5 剪力墻的水平分布鋼筋可作為連梁的縱向構(gòu)造鋼筋在連梁范圍內(nèi)貫通。當梁的腹板高度hw不小于450mm時,其兩側(cè)面沿梁高范圍設置的縱向構(gòu)造鋼筋的直徑不應小于10mm,間距不應大于200mm;對跨高比不大于2.5的連梁,梁兩側(cè)的縱向構(gòu)造鋼筋的面積配筋率尚不應小于0.3%。
11.7.12 剪力墻的墻肢截面厚度應符合下列規(guī)定:
1 剪力墻結(jié)構(gòu):一、二級抗震等級時,一般部位不應小于160mm,且不宜小于層高或無支長度的1/20;三、四級抗震等級時,不應小于140mm,且不宜小于層高或無支長度的1/25。一、二級抗震等級的底部加強部位,不應小于200mm,且不宜小于層高或無支長度的1/16,當墻端無端柱或翼墻時,墻厚不宜小于層高或無支長度的1/12。
2 框架-剪力墻結(jié)構(gòu):一般部位不應小于160mm,且不宜小于層高或無支長度的1/20;底部加強部位不應小于200mm,且不宜小于層高或無支長度的1/16。
3 框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu):一般部位不應小于160mm,且不宜小于層高或無支長度的1/20;底部加強部位不應小于200mm,且不宜小于層高或無支長度的1/16。筒體底部加強部位及其上一層不宜改變墻體厚度。
11.7.13 剪力墻厚度大于140mm時,其豎向和水平向分布鋼筋不應少于雙排布置。
11.7.14 剪力墻的水平和豎向分布鋼筋的配筋應符合下列規(guī)定:
1 一、二、三級抗震等級的剪力墻的水平和豎向分布鋼筋配筋率均不應小于0.25%;四級抗震等級剪力墻不應小于0.2%;
2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻底部加強部位,水平和豎向分布鋼筋配筋率不應小于0.3%。
注:對高度小于24m且剪壓比很小的四級抗震等級剪力墻,其豎向分布筋最小配筋率應允許按0.15%采用。
11.7.15 剪力墻水平和豎向分布鋼筋的間距不宜大于300mm,直徑不宜大于墻厚的1/10,且不應小于8mm 豎向分布鋼筋直徑不宜小于10mm。
部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的底部加強部位,剪力墻水平和豎向分布鋼筋的間距不宜大于200mm。
11.7.16 一、二、三級抗震等級的剪力墻,其底部加強部位的墻肢軸壓比不宜超過表11.7.16的限值。
注:剪力墻肢軸壓比指在重力荷載代表值作用下墻的軸壓力設計值與墻的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積的比值。
11.7.17 剪力墻兩端及洞口兩側(cè)應設置邊緣構(gòu)件,并宜符合下列要求:
1 一、二、三級抗震等級剪力墻,在重力荷載代表值作用下,當墻肢底截面軸壓比大于表11.7.17規(guī)定時,其底部加強部位及其以上一層墻肢應按本規(guī)范第11.7.18條的規(guī)定設置約束邊緣構(gòu)件;當墻肢軸壓比不大于表11.7.17規(guī)定時,可按本規(guī)范第11.7.19條的規(guī)定設置構(gòu)造邊緣構(gòu)件;
2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中,一、二、三級抗震等級落地剪力墻的底部加強部位及以上一層的墻肢兩端,宜設置翼墻或端柱,并應按本規(guī)范第11.7.18條的規(guī)定設置約束邊緣構(gòu)件;不落地的剪力墻,應在底部加強部位及以上一層剪力墻的墻肢兩端設置約束邊緣構(gòu)件;
3 一、二、三級抗震等級的剪力墻的一般部位剪力墻以及四級抗震等級剪力墻,應按本規(guī)范第11.7.19條設置構(gòu)造邊緣構(gòu)件;
4 對框架-核心筒結(jié)構(gòu),一、二、三級抗震等級的核心筒角部墻體的邊緣構(gòu)件尚應按下列要求加強:底部加強部位墻肢約束邊緣構(gòu)件的長度宜取墻肢截面高度的1/4,且約束邊緣構(gòu)件范圍內(nèi)宜全部采用箍筋;底部加強部位以上宜按本規(guī)范圖11.7.18的要求設置約束邊緣構(gòu)件。
11.7.18 剪力墻端部設置的約束邊緣構(gòu)件(暗柱、端柱、翼墻和轉(zhuǎn)角墻)應符合下列要求(圖11.7.18):
1 約束邊緣構(gòu)件沿墻肢的長度lc及配箍特征值λv宜滿足表11.7.18的要求,箍筋的配置范圍及相應的配箍特征值λv和λv/2的區(qū)域如圖11.7.18所示,其體積配筋率ρv應符合下列要求:
計算體積配箍率時,可適當計入滿足構(gòu)造要求且在墻端有可靠錨固的水平分布鋼筋的截面面積。
2 一、二、三級抗震等級剪力墻約束邊緣構(gòu)件的縱向鋼筋的截面面積,對圖11.7.18所示暗柱、端柱、翼墻與轉(zhuǎn)角墻分別不應小于圖中陰影部分面積的1.2%、1.0%和1.0%。
3 約束邊緣構(gòu)件的箍筋或拉筋沿豎向的間距,對一級抗震等級不宜大于100mm,對二、三級抗震等級不宜大于150mm。
條文說明
11.7 剪力墻及連梁
11.7.1 根據(jù)研究成果和地震震害經(jīng)驗,本條規(guī)定一級抗震等級剪力墻底部加強部位高度范圍內(nèi)各墻肢截面的彎矩設計值不再取用墻肢底部截面的組合彎矩設計值。由于從剪力墻底部截面向上的縱向受拉鋼筋中高應力區(qū)向整個塑性鉸區(qū)高度的擴展,也導致塑性鉸區(qū)以上墻肢各截面的作用彎矩相應有所增大,故本條規(guī)定對底部加強部位以上墻肢各截面的組合彎矩設計值乘以1.2的增大系數(shù)。彎矩調(diào)整增大后,剪力設計值應相應提高。
11.7.2 對于剪力墻肢底部截面同樣需要考慮“強剪弱彎”的要求,即對其作用剪力設計值通過增強系數(shù)予以增大。對于9度設防烈度的剪力墻肢要求按底部截面縱向鋼筋實際配置情況確定作用剪力的增大幅度,具體做法是用底部截面的“實配彎矩”Mwua與該截面的組合彎矩設計值的比值與一個增強系數(shù)的乘積來增大作用剪力設計值。其中Mwua按材料強度的標準值及底部截面縱向鋼筋實際布置的位置和數(shù)量計算。
11.7.3 國內(nèi)外剪力墻的受剪承載力試驗結(jié)果表明,剪跨比λ大于2.5時,大部分墻的受剪承載力上限接近于0.25fcbh0;在反復荷載作用下,其受剪承載力上限下降約20%。據(jù)此給出了抗震剪力墻肢的受剪承載力上限值。
11.7.4 剪力墻的反復和單調(diào)加載受剪承載力對比試驗表明,反復加載時的受剪承載力比單調(diào)加載時降低約15%~20%。因此,將非抗震受剪承載力計算公式中各個組成項均乘以降低系數(shù)0.8,作為抗震偏心受壓剪力墻肢的斜截面受剪承載力計算公式。鑒于對高軸壓力作用下的受剪承載力尚缺乏試驗研究,公式中對軸壓力的有利作用給予了必要的限制,即不超過0.2fcbh。
11.7.5 對偏心受拉剪力墻的受剪承載力未做過試驗研究。本條根據(jù)其受力特征,參照一般偏心受拉構(gòu)件的受剪性能規(guī)律及偏心受壓剪力墻的受剪承載力計算公式,給出了偏心受拉剪力墻的受剪承載力計算公式。
11.7.6 水平施工縫處的豎向鋼筋配置數(shù)量需滿足受剪要求。根據(jù)剪力墻水平縫剪摩擦理論以及對剪力墻施工縫滑移問題的試驗研究,并參照國外有關規(guī)范的規(guī)定提出本條的要求。
11.7.7 剪力墻及筒體的洞口連梁因跨度通常不大,豎向荷載相對偏小,主要承受水平地震作用產(chǎn)生的彎矩和剪力。其中,彎矩作用的反彎點位于跨中,各截面所受的剪力基本相等。在地震反復作用下,連梁通常采用上、下縱向鋼筋用量基本相等的配筋方式,在受彎承載力極限狀態(tài)下,梁截面的受壓區(qū)高度很小,如忽略截面中縱向構(gòu)造鋼筋的作用,正截面受彎承載力計算時截面的內(nèi)力臂可近似取為截面有效高度h0與 的差值。在設置有斜筋的連梁中,受彎承載力中應考慮穿過連梁端截面頂部和底部的斜向鋼筋在梁端截面中的水平分量的抗彎作用。
11.7.8 為了實現(xiàn)強剪弱彎,使連梁具有一定的延性,對于普通配筋連梁給出了連梁剪力設計值的增大系數(shù)。對于配置斜筋的連梁,由于斜筋的水平分量會提高梁的抗彎能力,而豎向分量會提高梁的抗剪能力,因此對配置斜筋的連梁,不能通過增加斜筋數(shù)量單純提高梁的抗剪能力,形成強剪弱彎。考慮到滿足本規(guī)范第11.7.10條規(guī)定的連梁已具有必要的延性,故對這幾種配置斜筋連梁的剪力增大系數(shù)??扇?.0。
11.7.9~11.7.11 02版規(guī)范缺少對跨高比小于2.5的剪力墻連梁抗震受剪承載力設計的具體規(guī)定。目前在進行小跨高比剪力墻連梁的抗震設計中,為防止連梁過早發(fā)生剪切破壞,通常在進行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時,采用較大幅度地折減連梁的剛度以降低連梁的作用剪力。近年來對混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的非線性動力反應分析以及對小跨高比連梁的抗震受剪性能試驗表明,較大幅度人為折減連梁剛度的做法將導致地震作用下連梁過早屈服,延性需求增大,并且仍不能避免發(fā)生延性不足的剪切破壞。國內(nèi)外進行的連梁抗震受剪性能試驗表明,通過改變小跨高比連梁的配筋方式,可在不降低或有限降低連梁相對作用剪力(即不折減或有限折減連梁剛度)的條件下提高連梁的延性,使該類連梁發(fā)生剪切破壞時,其延性能力能夠達到地震作用時剪力墻對連梁的延性需求。在對試驗結(jié)果及相關成果進行分析研究的基礎上,本次規(guī)范修訂補充了跨高比小于2.5的連梁的抗震受剪設計規(guī)定。
跨高比小于2.5時的連梁抗震受剪試驗結(jié)果表明,采取不同的配筋方式,連梁達到所需延性時能承受的最大剪壓比是不同的。本次修訂增加了跨高比小于2.5適用于兩個剪壓比水平的3種不同配筋形式連梁各自的配筋計算公式和構(gòu)造措施。其中配置普通箍筋連梁的設計規(guī)定是參考我國現(xiàn)行行業(yè)標準《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》JGJ 3的相關規(guī)定和國內(nèi)外的試驗結(jié)果得出的;交叉斜筋配筋連梁的設計規(guī)定是根據(jù)近年來國內(nèi)外試驗結(jié)果及分析得出的;集中對角斜筋配筋連梁和對角暗撐配筋連梁是參考美國ACI 318—08規(guī)范的相關規(guī)定和國內(nèi)外進行的試驗結(jié)果給出的。國內(nèi)外各種配筋形式連梁的試驗結(jié)果表明,發(fā)生破壞時連梁位移延性指標,能夠達到非線性地震反應分析時結(jié)構(gòu)對連梁的延性需求,設計時可根據(jù)連梁的適應條件以及連梁寬度等要求選擇相應的配筋形式和設計方法。
11.7.12 為保證剪力墻的承載力和側(cè)向(平面外)穩(wěn)定要求,給出了各種結(jié)構(gòu)體系剪力墻肢截面厚度的規(guī)定。與02版規(guī)范相比,本次修訂根據(jù)近年來的工程經(jīng)驗對各類結(jié)構(gòu)中剪力墻的最小厚度規(guī)定作了進一步的細化和局部調(diào)整。
因端部無端柱或翼墻的剪力墻與端部有端柱或翼墻的剪力墻相比,其正截面受力性能、變形能力以及端部側(cè)向穩(wěn)定性能均有一定降低。試驗表明,極限位移將減小一半左右,耗能能力將降低20%左右。故適當加大了一、二級抗震等級墻端無端柱或翼墻的剪力墻的最小墻厚。
本次修訂,對剪力墻最小厚度除具體尺寸要求外,還給出了用層高或無支長度的分數(shù)表示的厚度要求。其中,無支長度是指墻肢沿水平方向上無支撐約束的最大長度。
11.7.13 為了提高剪力墻側(cè)向穩(wěn)定和受彎承載力,規(guī)定了剪力墻厚度大于140mm時,應配置雙排或多排鋼筋。
11.7.14 根據(jù)試驗研究和設計經(jīng)驗,并參考國外有關規(guī)范的規(guī)定,按不同的結(jié)構(gòu)體系和不同的抗震等級規(guī)定了水平和豎向分布鋼筋的最小配筋率的限值。
美國ACI 318規(guī)定,當抗震結(jié)構(gòu)墻的設計剪力小于 為腹板截面面積, 為混凝土的規(guī)定抗壓強度,該設計剪力對應的剪壓比小于0.02)時,腹板的豎向分布鋼筋允許降到同非抗震的要求。因此,本次修訂,四級抗震墻的剪壓比低于上述數(shù)值時,豎向分布筋允許按不小于0.15%控制。
11.7.15 給出了剪力墻分布鋼筋最大間距、最大直徑和最小直徑的規(guī)定。
11.7.16~11.7.19 剪力墻肢和筒壁墻肢的底部在罕遇地震作用下有可能進入屈服后變形狀態(tài)。該部位也是防止剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下發(fā)生倒塌的關鍵部位。為了保證該部位的抗震延性能力和塑性耗能能力,通常采用的抗震構(gòu)造措施包括:(1)對一、二、三級抗震等級的剪力墻肢和筒壁墻肢的軸壓比進行限制;(2)對一、二、三級抗震等級的剪力墻肢和筒壁墻肢,當?shù)撞枯S壓比超過一定限值后,在墻肢或筒壁墻肢兩側(cè)設置約束邊緣構(gòu)件,同時對約束邊緣構(gòu)件中縱向鋼筋的最低配置數(shù)量以及約束邊緣構(gòu)件范圍內(nèi)箍筋的最低配置數(shù)量作出限制。
設計中應注意,表11.7.16中的軸壓比限值是一、二、三級抗震等級的剪力墻肢和筒壁墻肢應滿足的基本要求。而表11.7.17中的“最大軸壓比”則是在剪力墻肢和筒壁墻肢底部設置約束邊緣構(gòu)件的必要條件。
對剪力墻肢和筒壁墻肢底部約束邊緣構(gòu)件中縱向鋼筋最低數(shù)量作出規(guī)定,除為了保證剪力墻肢和筒壁墻肢底部所需的延性和塑性耗能能力之外,也是為了對剪力墻肢和筒壁墻肢底部的抗彎能力作必要的加強,以便在聯(lián)肢剪力墻和聯(lián)肢筒壁墻肢中使塑性鉸首先在各層洞口連梁中形成,而使剪力墻肢和筒壁墻肢底部的塑性鉸推遲形成。
本次修訂提高了三級抗震等級剪力墻的設計要求。


鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
