多層剪力墻結(jié)構設計的相關問題

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　　在8度地震區(qū)如何對多層住宅剪力墻結(jié)構（層數(shù)為9層及9層以下或房屋高度不超過28m）進行設計，是一個值得探討的問題。

　　一、多層住宅剪力墻結(jié)構的抗震等級

　　對抗震設防烈度為8度的多層住宅剪力墻結(jié)構的抗震等級，抗震規(guī)范GB50011-2001和高規(guī)均規(guī)定：在抗震設防烈度為8度的地區(qū)，房屋高度不超過80m時，抗震等級為二級。

　　抗震規(guī)范GBJll-89把8度地震區(qū)，高度在35-80m范圍內(nèi)，屬于丙類建筑的剪力墻結(jié)構抗震等級定為二級，而把高度在35m以下屬于丙類筑的剪力墻結(jié)構的抗震等級定為三級。

　　建議抗震規(guī)范GB50011-2001在修訂時，把8度區(qū)層數(shù)不超過9層，高度不超過28m，屬于丙類建筑的剪力墻結(jié)構的抗震等級定為三級。

　　此外，建議對8度地震區(qū)的多層住宅短肢剪力墻結(jié)構和多層部分框支剪力墻結(jié)構的抗震設計，相應的規(guī)定也宜適當放寬。

　　二、多層剪力墻結(jié)構底部加強部位的高度

　　抗震規(guī)范GB50011—2001規(guī)定，剪力墻結(jié)構底部加強部位的高度可取墻肢總高度的l／8和底部2層二者的較大值，且不大于15m.即底部加強部位的高度至少為2層。這對于層數(shù)不超過6層的多層住宅剪力墻結(jié)構，顯然偏嚴。對比砌體結(jié)構，8度區(qū)6層及接近6層的砌體結(jié)構，除下部1／3樓層橫墻內(nèi)的構造柱間距要適當減小外，并無底部專門加強的規(guī)定。

　　建議取墻肢總高度的l／10和底部1層二者的較大值。

　　三、多層剪力墻結(jié)構無地下室時的底層層高

　　目前框架結(jié)構無地下室時，底層層高的計算方法大體有以下三種：

　?。?）按混凝土規(guī)范GB50010-2002第7.3.11條第2款：框架結(jié)構底層層高為從基礎頂面到一層樓蓋頂面的高度。

　?。?）按照《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002第8.2.6條做成高杯口基礎，滿足表8.2.6對杯壁厚度的要求，則底層層高為從基礎短柱頂面到一層樓蓋頂面的高度。

　?。?）參照《砌體結(jié)構設計規(guī)范》（GB5003-2001）第5.1.3條，當基礎埋置較深且有剛性地坪并配構造鋼筋時，底層層高可取室外地面以下500mm到一層樓蓋頂面的高度。

　　多層住宅剪力墻結(jié)構高寬比一般小于等于2，屬于剛性建筑，破壞模型均呈剪切型。而高層住宅剪力墻結(jié)構的最大適用高寬比可以達到5，在水平力作用下，屬于豎向彎曲型結(jié)構或彎剪型結(jié)構，破壞模型呈彎曲型或彎剪型。

　　比照多層框架結(jié)構的辦法，多層住宅剪力墻結(jié)構無地下室時，底層層高的計算方法亦可有以下三種：

　?。?）從基礎頂面到一層樓蓋頂面的高度。

　?。?）在±0.0地面以下-0.10m處附近，加厚剪力墻形成“短墻”（宜使短墻厚度至少大于等于2倍墻厚），從短墻頂面起計算剪力墻結(jié)構底層層高。

　?。?）當基礎埋置較深且有剛性地坪并配構造鋼筋時，底層層高可取室外地面以下500mm到一層樓蓋頂面的高度。

　　建議：抗震設計時，當多層建筑的結(jié)構高寬比符合剛性建筑要求時，對于無地下室的多層住宅剪力墻結(jié)構或多層框架結(jié)構，若埋置深度較淺，應采用第一種做法和計算方法。若埋置深度較深，可采用第二或第三種做法和計算方法。

　　當多層框架結(jié)構無地下室，基礎（柱下獨立基礎）埋置深度又較深時，為了減小底層柱的計算長度和底層位移，在±0.00以下適當位置設置基礎拉梁，此時宜將從基礎頂面至首層頂面分為兩層：從基礎頂面至拉梁頂面為一層，從拉梁頂面至首層頂面為二層，即將原結(jié)構增加一層進行分析，設計時，從基礎頂面至首層頂面的柱應按有關規(guī)定予以加強，拉梁按框架梁設計，獨立基礎按偏心受壓設計。

　　當多層框架結(jié)構無地下室，基礎（柱下獨立基礎）埋置深度較淺，此時若設拉梁，一般應設置在基礎頂面，拉梁可按軸心受力構件設計，獨立基礎按中心受壓設計。

　　四、多層剪力墻結(jié)構底部加強部位墻肢截面厚度

　　多層住宅剪力墻結(jié)構根據(jù)抗震等級為三級確定底部加強部位墻肢截面厚度，當墻厚不滿足要求時，應按高規(guī)附錄D計算墻體的穩(wěn)定，但不得小于160mm。

　　多層住宅剪力墻結(jié)構的外墻厚度不能取得太薄，應比內(nèi)墻適當加厚。主要原因，一是外墻通常開洞較多，容易形成弱的小墻肢；二是當房屋開間較大時，較厚的樓板要求外墻有較大的出平面剛度和較大的出平面抗彎能力。

　　五、剪力墻約束邊緣構件的設計

　　剪力墻約束邊緣構件非陰影區(qū)箍筋或拉筋的配筋方式，可按下列規(guī)定執(zhí)行：

　　1）外圈設置封閉箍筋，該封閉箍筋伸入陰影區(qū)域內(nèi)一倍縱向鋼筋間距，并箍住該縱向鋼筋，封閉箍筋內(nèi)設置拉筋。

　　2）當水平分布筋的錨固及布置同時滿足下列條件時，水平分布筋可取代相同位置（相同標高）處的封閉箍筋。 

　　當墻體水平筋在陰影部分有可靠錨固，且非陰影部分兩端的拉筋同時牢牢鉤住墻體水平筋和豎向筋時，可以代替一部分約束邊緣構件非陰影部分的箍筋或拉筋，另一部分則配置密閉箍筋或拉筋，兩部分之和滿足配箍特征值的要求。這樣做既可達到約束混凝土，提高延性的目的，又不致造成非陰影部分的水平方向鋼筋過密，施工難以擺放的問題。

　　六、多層建筑樓層扭轉(zhuǎn)位移控制條件

　　多層建筑結(jié)構的絕對側(cè)移值很小，層間位移角也很小，建設部建質(zhì)[2003]46號文件指出：“規(guī)則性要求的嚴格程度，可依設防烈度不同有所區(qū)別。當計算的最大水平位移、層間位移很小時，扭轉(zhuǎn)位移比的控制可略有放寬。”因此，多層建筑結(jié)構的樓層的扭轉(zhuǎn)位移控制條件可適當放寬。建議不宜大于1.5，不應大于2.0。