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◆抗震设计的双肢剪力墙,其墙肢不宜出现小偏心受拉;当任一墙肢为偏心受拉时,另一墙肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘以增大系数1.25。(说明:剪力墙墙肢不同受力状态的延性优劣:大偏压【优】→小偏压→大偏拉→小偏拉【劣】)
◆剪力墙应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力验算。在集中荷载作用下,墙内无暗柱时还应进行局都受压承载力验算。 ◆一级抗震时,墙体的水平施工缝处应进行抗滑移验算 ◆剪力墙的截面厚度应符合下列规定:
1,应符合《高规》附录D的墙体稳定验算要求。
2,一、二级剪力墙:底部加强部位不应小于200mm,且不宜小于层高或无支长度的1/16;其他部位不应小于160mm,且不宜小于层高或无支长度的1/20;无端柱或翼墙的一字形墙底部加强部位不应小于220mm,且不宜小于层高或无支长度的1/12,其他部位不应小于180mm,且不宜小于层高或无支长度的1/16。
3,三、四级剪力墙:底部加强部位不应小于160mm,且不宜小于层高或无支长度的1/20;其他部位不应小于160mm,且不宜小于层高或无支长度的1/25;无端柱或翼墙的一字形墙的底部加强部位尚不应小于180mm,且不宜小于层高或无支长度的1/16。
4,非抗震设计时不应小于160mm,且不宜小于层高或无支长度的1/25。
5,剪力墙井筒中,分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小,但不宜小于160mm。
6、截面尺寸还应符合受剪计算要求。剪压比:无地震作用组合时:0.25;有地震作用组合时:0.235(剪跨比大于2.5时)或0.176(剪跨比不大于2.5时)。 ◆轴压比限值:
1、一般剪力墙重力荷载代表值作用下,一、二、三级剪力墙墙肢的轴压比不宜超过下列数值:二、三级抗震0.6、一级抗震(7度)0.5。
注:墙肢轴压比是指重力荷载代表值作用下墙肢承受的轴压力设计值与墙肢的全截面面积和
混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。
2、短肢剪力墙的轴压比限值:一级不宜大于0.45、二级0.50、三级0.55,一字形截面的限值应相应减少0.1。
◆砼强度等级:不应低于C20,带有筒体不应低于C30;不宜高于C60。 ◆截面配筋:
1、竖向和水平钢筋不应单排设置。截面厚度hw≤400mm时,可双排配筋;400<截面厚度hw≤700mm时,宜三排配筋;截面厚度hw>700mm时,宜四排配筋。各排分布钢筋之间拉筋的间距不应大于600mm,直径不应小于6mm;在约束边缘构件以外的拉筋间距尚应适当加密。
2、端部纵筋:墙肢每端的竖向钢筋不宜少于4φ12或2φ16,该处对应的箍筋或拉筋直径不小于6mm(间距250mm)(《砼规》9.4.8);非抗震设计的剪力墙,墙肢端部应配置不少于4φ12的纵向钢筋,箍筋直径不应小于6mm、间距不宜大于250mm。《高(规》7.2.16-5);
3、剪力墙竖向及水平分布钢筋采用搭接连接时,一、二级剪力墙的底部加强部位,接头位置应错开,同一截面连接的钢筋数量不宜超过总数量的50%,错开净距不宜小于500mm;其他情况剪力墙的钢筋可在同一截面连接。分布钢筋的搭接长度,非抗震设计时不应小于1.2la,抗震设计时不应小于1.2laE。
暗柱及端柱内纵向钢筋连接和锚固要求宜与框架柱相同。(见《高规》6.5节) 4、竖向和水平分布钢筋:
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一般剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率,一、二、三级时均不应小于0.25%,四级和非抗震设计时均不应小于0.20%。间距均不宜大于300mm;直径不应小于8mm,并不宜大于墙厚的1/10。
以下特殊部位的剪力墙的水平和竖向分布钢筋应加强,最小配筋率不应小于0.25%,间距不应大于200mm:房屋顶层剪力墙、长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙、端开间的纵向剪力墙、端山墙;
短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率,底部加强部位一、二级不宜小于1.2%,三、四级不宜小于1.0%;其他部位一、二级不宜小于1.0%,三、四级不宜小于0.8%。
5、重要部位的剪力墙,水平和竖向分布钢筋的配筋率宜适当提高;墙中温度、收缩应力较大的部位,水平分布钢筋的配筋率宜适当提高。(《砼规》9.4.4)
◆边缘构件设置范围:剪力墙两端和洞口两侧应设置边缘构件,并应符合下列规定:
1,一级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比一级大于0.2,二、三级大于0.3时,以及部分框支剪力墙结构的剪力墙,应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件;
2,除上述所列部位外,剪力墙应设置构造边缘构件; ◆剪力墙约束边缘构件:
剪力墙的约束边缘构件可为暗柱、端柱和翼墙(图6),并应符合下列规定: 1,约束边缘构件沿墙肢的长度lc和箍筋配箍特征值λv应符合表4的要求。
表4 约束边缘构件沿墙肢的长度lc及其配箍特征值λv 项目 lc(暗柱) lc(翼墙或端柱) λv 一级(9度) μN≤0.2 0.20hw 0.15hw 0.12 μN>0.2 0.25hw 0.20hw 0.20 一级(6、7、8度) μN≤0.3 0.15hw 0.10hw 0.12 μN>0.3 0.20hw 0.15hw 0.20 二、三级 μN≤0.4 0.15hw 0.10hw 0.12 μN>0.4 0.20hw 0.15hw 0.20 注:1,μN为墙肢在重力荷载代表值作用下的轴压比,hw为墙肢的长度;
2,剪力墙的翼墙长度小于翼墙厚度的3倍或端柱截面边长小于2倍墙厚时按无翼墙、无端柱查表;
3,lc为约束边缘构件沿墙肢的长度(图7.2.15)。对暗柱不应小于墙厚和400mm的较大值;有翼墙或端柱时,不应小于翼墙厚度或端柱沿墙肢方向截面高度加300mm。
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图6 剪力墙的约束边缘构件
2,剪力墙约束边缘构件阴影部分(图6)的竖向钢筋除应满足正截面受压(受拉)承载力计算要求外,其配筋率一、二、三级时分别不应小于1.2%、1.0%和1.0%,并分别不应少于8φ16、6φ16和6φ14的钢筋(φ表示钢筋直径);
3,约束边缘构件内箍筋或拉筋沿竖向的间距,一级不宜大于100mm,二、三级不宜大于150mm;箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍。
◆剪力墙的构造边缘构件:
1、构造边缘构件的范围见下图:
图7 剪力墙的构造边缘构件
2、最小配筋率应符合下表规定: 底部加强部位 箍筋 抗震等级 纵向钢筋最小量(取较大值) 0.010Ac,6φ16 0.008Ac,6φ14 0.006Ac,6φ12 0.005Ac,4φ12 最小直径(mm) 8 8 6 6 沿竖向最大间距(mm) 100 150 150 200 纵向钢筋最小量(取较大值) 0.008Ac,6φ14 0.006Ac,6φ12 0.005Ac,4φ12 0.004Ac,4φ12 其它部位 箍筋 沿竖向最小直最大间径(mm) 距(mm) 8 8 6 6 150 200 200 250 一 二 三 四 注:1,Ac为构造边缘构件的截面面积,即图7.2.16剪力墙截面的阴影部分; 2,符号φ表示钢筋直径;
3,其他部位的转角处宜采用箍筋。
3、箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍。
4,竖向配筋应满足正截面受压(受拉)承载力的要求;
5,当端柱承受集中荷载时,其竖向钢筋、箍筋直径和间距应满足框架柱的相应要求。
◆当剪力墙端部为端柱时,端柱的纵筋和箍筋宜按框架柱的构造要求配置。 ◆连梁:
1、跨高比大于5时,按框架梁设计; 2、楼面主梁不宜支承在连梁上;
3、连梁可作刚度折减,折减系数不低于0.5;
4、连梁应进行斜截面抗剪承载力计算,当连梁截面尺寸不满足抗剪要求(剪力设计值超限,其剪压比同上文中墙体的剪压比)时,可如下处理:
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①减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施。 ②抗震设计剪力墙连梁的弯矩可塑性调幅;内力计算时已经按上述第3条降低了刚度的连梁,其弯矩值不宜再调幅,或限制再调幅范围。此时,应取弯矩调幅后相应的剪力设计值校核其是否满足剪力设计值超限的规定;剪力墙中其他连梁和墙肢的弯矩设计值宜视调幅连梁数量的多少而相应适当增大; ③当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可按独立墙肢的计算简图进行第二次多遇地震作用下的内力分析,墙肢截面应按两次计算的较大值计算配筋。 5、纵筋设置:
①跨高比(l/hb)不大于1.5的连梁,非抗震设计时,其纵向钢筋的最小配筋率可取为0.2%;抗震设计时,其纵向钢筋的最小配筋率宜符合表5的要求;跨高比大于1.5的连梁,其纵向钢筋的最小配筋率可按框架梁的要求采用。
表5 跨高比不大于1.5的连梁纵向钢筋的最小配筋率(%) 跨高比 l/hb≤0.5 0.5<l/hb≤1.5 最小配筋率(采用较大值) 0.20,45ft/fy 0.25,55ft/fy (但纵筋在保证受弯承载力的前提下,应越小越好,以使连梁在地震作用下尽早屈服、耗散能量,形成抗震的第一道防线。)
②剪力墙结构连梁中,非抗震设计时,顶面及底面单侧纵向钢筋的最大配筋率不宜大于2.5%;抗震设计时,顶面及底面单侧纵向钢筋的最大配筋率宜符合表6的要求。如不满足,则应按实配钢筋进行连梁强剪弱弯的验算。
表6 连梁纵向钢筋的最大配筋率(%) 跨高比 l/hb≤1.0 1.0<l/hb≤2.0 2.0<l/hb≤2.5 最大配筋率 0.6 1.2 1.5 ③顶面、底面纵向受力钢筋伸入墙内的锚固长度,抗震和非抗震设计分别不应小于laEE和la,且不应小于600mm。 6、箍筋设置: ①抗震设计时,沿连梁全长箍筋的构造应符合框架梁梁端箍筋加密区的箍筋构造要求。
②洞口连梁全长配箍:直径≥6mm,间距≤150;
③顶层连梁纵向水平钢筋伸人墙肢的长度范围内应配置箍筋,箍筋间距不宜大于150mm,直径应与该连梁的箍筋直径相同。 7、腰筋设置:
①连梁高度范围内的墙肢水平分布钢筋应在连梁内拉通作为连梁的腰筋。连梁范围内,墙体的水平分布筋应作为连梁的腰筋拉通连续配置(一般情况下,连梁腰筋即为墙体水平分布筋)
②连梁截面高度大于700mm时,其两侧面腰筋的直径不应小于8mm,间距不应大于200mm。
③跨高比不大于2.5的连梁,其两侧腰筋的总面积配筋率不应小于0.3%。 ④腰筋置于连梁箍筋的外侧。
⑤对于一、二级抗震等级的连梁,当跨高比不大于2.5时,除普通箍筋外宜另配置斜向交叉钢筋。具体计算和构造要求详见《砼规》11.7.10、11.7.11条。
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◆开洞、错洞:
1,剪力墙开有边长小于800mm的小洞口、且在结构整体计算中不考虑其影响时,应在洞口上、下和左、右配置补强钢筋,补强钢筋的直径不应小于12mm,截面面积应分别不小于被截断的水平分布钢筋和竖向分布钢筋的面积;
2,穿过连梁的管道宜预埋套管,洞口上、下的截面有效高度不宜小于梁高的1/3,且不宜小于200mm;被洞口削弱的截面应进行承载力验算,洞口处应配置补强纵向钢筋和箍筋,补强纵向钢筋的直径不应小于12mm。
3、剪力墙面内边长小于300mm的洞口要按要求预留; 4、洞口错开时,宜将连梁锚入暗柱内,形成暗框架。 ◆楼盖:
1、高度超过50m时,宜采用现浇楼盖;
2、房屋高度不超过50m时,6、7度抗震设计时可采用装配整体式楼盖,且应符合下列要求:
①无现浇叠合层的预制板,极端搁置在梁上的长度不宜小于50mm。 ②预制板板端宜预留胡子筋,其长度不宜小于100mm。
③预制空心板孔端应有堵头,堵头深度不宜小于60mm,并应采用强度等级不低于C20的混凝土浇灌密实。
④楼盖的预制板板缝上缘宽度不宜小于40mm,板缝大于40mm时应在板缝内配置钢筋,并宜贯通整个结构单元。现浇板缝、板缝梁的混凝土强度等级宜高于预制板的混凝土强度等级。
⑤楼盖每层宜设置钢筋混凝土现浇层。现浇层厚度不应小于50mm,并应双向配置直径不小于6mm、间距不大于200mm的钢筋网,钢筋应锚固在梁或剪力墙内。
2、现浇楼盖砼强度宜在C20~C40之间,板厚可按跨度的1/35~1/45采用; 3、房屋的顶层、结构转换层、大底盘多塔楼结构的底盘顶层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。
4、一般楼层现浇楼板厚度不应小于80mm,当板内预埋暗管时不宜小于100mm;顶层楼板厚度不宜小于120mm,宜双层双向配筋;
5、转换层楼板应符合《高规》第10章的有关规定;
6、普通地下室顶板厚度不宜小于160mm;作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。
7、楼板开大洞削弱后,如下措施予以加强:
①加厚洞口附近楼板,提高楼板配筋率,双层双向布筋,加配斜向钢筋; ②洞口边缘设边梁、暗梁; ③楼板洞口角部配置斜向钢筋。 ◆施工图绘制
l、地上和地下部分,剪力墙的水平分布筋均在竖向分布筋之外侧。 2、设计说明:
①剪力墙的底部加强区的范围;
②剪力墙的拉筋为φ6@600,底部加强区为φ6@400;
③转角窗(阳台)的窗下填充墙,在转角处设置构造柱,并增设水平配筋腰带与两侧剪力墙端连接,构造柱配筋按框架柱构造要求。
◆他山之石
剪力墙结构设计要点(新规范6、7度)
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