蓝盈莹图片:[转载]民用建筑工程设计常见问题分析(混凝土结构)--8

8.2 剪力墙底部加强部位

　　8.2.1 高层建筑中，当地下室顶板与室外地坪的高差大于本层层高的1/3时，剪力墙底部加强部位的高度确定不当，取为自地下室顶板向上算起，取底部2层和剪力墙总高度八分之一两者中的大值且不大于15m。

　　 改进措施：剪力墙底部加强部位的高度应根据上部结构的嵌固部位等不同情况分别计算。嵌固部位的确定应遵守《抗震规范》GB50011第6.1.14条的规定。一般情况下，当地下室顶板可以作为上部结构的嵌固部位时，剪力墙底部加强部位的高度应从地下一层顶板向上算起，取结构底部两层和剪力墙总高度八分之一(剪力墙高度超过150m时取1/10)两者中的大值且不大于15m；同时地下一层按加强部位设计。

　　而当地下室顶板与室外地坪的高差大于本层层高的1/3时，则应是以地下一层底板而不是地下一层顶板作为上部结构的嵌固部位。这种情况下，剪力墙底部加强部位的高度应从地下一层底板向上算起，取底部两层和剪力墙总高度八分之一两者中的大值且不大于15m；同时从地下一层底板向下延伸一层按加强部位设计。

　　此外，当由于地下室顶板大部分板面标高下降、开大洞、或车库(墙体少)等原因，不能满足地下一层顶板作为结构嵌固部位时，剪力墙底部加强部位的高度也应从地下一层底板(为嵌固部位时)向上算起，取底部两层和剪力墙总高度八分之一两者中的大值且不大于15m；同时地下一层底板向下延伸一层按加强部位设计。

　　8.2.2 部分框支剪力墙底部加强部位的高度不满足规范要求。

　　 原因分析：部分框支剪力墙结构传力不直接、不合理，结构竖向刚度变化很大，甚至是突变，地震作用下易使框支—剪力墙结构在转换层附近的刚度、内力和传力途径发生突变，并易形成薄弱层。转换层下部的框支结构构件容易开裂和屈服，转换层上部的墙体易于破坏，于抗震不利，部分框支剪力墙底部加强部位的高度取法出错一般有以下几种情况：1)仅对落地剪力墙按规范取其底部加强部位高度；2)仅对框支剪力墙按规范取其底部加强部位高度、对落地剪力墙仅取其墙肢总高度的1/8；3)其他。

　　 改进措施：《高规》JGJ3第10.2.4条规定：底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。执行此条应特别注意：这里所说的剪力墙包括落地剪力墙和转换构件上部的剪力墙两者。

　　8.3 剪力墙厚度及截面高度

　　8.3.1 较长的剪力墙未开设结构洞，致使结构受力不合理。

　　 原因分析：剪力墙结构的一个结构单元中，当有少量长度大于8m的大墙肢时，计算中楼层剪力主要由这些大墙肢承受，其他墙肢承受的剪力较小，一旦发生地震，尤其高烈度地震时，大墙肢容易首先遭受破坏，而小的墙肢的承载力有限，使整个结构的各墙肢可能被各个击破，这对结构是极为不利的。同时，细高的剪力墙(高宽比大于2)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。因此，《高规》JGJ3第7.1.5条规定：较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较为均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁(跨高比宜大于6的连梁)连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2。独立墙段宜通过设置门窗洞口或结构洞使洞口间的墙

　　肢截面高度不宜大于8m。较短墙肢受弯产生的裂缝较小，墙体的配筋能较充分发挥作用，有利于改善结构的抗震性能。

　　 改进措施：当墙肢长度超过8m时，应在墙肢上适当部位开设结构洞，把长墙肢分成短墙肢如图8.3.1所示，结构计算按开洞处理。结构洞周边按规定设置连梁及边缘构件，洞口砌筑填充墙类轻质材料封堵。但因填充墙与混凝土墙两种不同材料，可能会因收缩使洞口处墙体出现裂缝，此时应在装修时采取防裂措施。

　　

　　8.3.2 （1）剪力墙底部加强部位的厚度不满足要求，且未计算墙体稳定；（2）无端柱或翼墙的一字形墙厚度不满足要求，且未计算墙体稳定。

　　 改进措施：(1)底部加强部位剪力墙厚度：一、二级不应小于层高或剪力墙无肢长度的1/16，且不应小于200mm；三、四级不应小于层高或剪力墙无肢长度的1/20，且不应小于160mm；(2)无端柱或翼墙的一字形剪力墙厚度：底部加强部位不应小于层高的1/12，其他部位不应小于层高的1/15，且不应小于180mm；

　　剪力墙厚度的详细要求见《抗震规范》GB5001l第6.4.l条及《高规》JGJ3第7.2.2条规定，当不满足要求时，应按《高规》附录D计算墙体的稳定。剪力墙井筒中分隔电梯井或管井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于160mm。

　　8.4 翼墙、端柱、暗梁及连梁

　　8.4.1 抗震设计时连梁箍筋未沿全跨长加密。

　　 原因分析：剪力墙开洞形成的连梁，一般跨高比不大于5。这类连梁和框架梁不同，连梁在竖向荷载作用下弯距所占比例较小，水平荷载作用下产生的正负弯距使连梁对剪切变形十分敏感，容易出现剪切斜裂缝，为防止斜裂缝出现后的脆性破坏，规范除采取了强剪弱弯的一些措施外，在钢筋锚固、腰筋配置、箍筋加密区范围等构造上还规定了一些特殊要求。其中《高规》第7.2.6条规定了“抗震设计时，沿连梁全长箍筋的构造应按第6.3.2条框架梁梁端加密区箍筋的构造要求采用；非抗震设计时，沿连梁全长的箍筋直径不应小于6mm，间距不应大于150mm。”

　　 改进措施：连梁不应按一般框架梁仅在梁端一定范围内箍筋加密，应按《高规》第7.2.26条(强制性条文)规定设计。

　　8.4.2 抗震设计时剪力墙连梁截面尺寸控制条件不满足《高规》规定，且未采取合适的处理措施。

　　 原因分析：规范规定剪力墙连梁应满足截面尺寸控制条件，其目的首先是防止发生斜压破坏(或腹板压坏)，其次是限制在使用阶段的斜裂缝宽度，同时也是斜截面受剪破坏的最大配箍率的条件。

　　连梁由于跨度小而截面高度较大，水平荷载作用下梁端剪力也较大，因而容易出现截面控制条件不满足规定的情况，若不采取合适的处理措施会造成连梁斜裂缝过大甚至发生斜压破坏。

　　 改进措施：当剪力墙连梁不满足截面尺寸控制条件的要求时，可按《高规》第7.2.25条作如下处理：

　　(1)减小连梁截面高度，连梁名义剪应力超过限制值时，加大截面高度会吸引更多剪力，更为不利，减小截面高度或加大截面厚度效果较好，但后者一般很难实现。

　　(2)抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅，以降低其剪力设计值。连梁塑性调幅可采用两种方法，一是在内力计算前就将连梁刚度进行折减；二是在内力计算之后，将连梁弯矩和剪力组合值乘以折减系数。两种方法的效果都是减小连梁内力和配筋。因此在内力计算时对已经降低了刚度的连梁，其调幅范围应当限制或不再继续调幅。当部分连梁降低弯矩设计值后，其余部位连梁和墙肢的设计值应当相应提高。

　　无论用什么方法，连梁调幅后的弯矩、剪力设计值不应低于使用状况下的数值，也不宜低于比设防烈度低一度的地震作用组合所得的弯矩设计值，其目的是避免在正常使用条件下或较小的地震作用下连梁上出现过大的裂缝。因此建议一般情况下，可掌握调幅后的弯矩不小于调幅前弯矩(完全弹性)的0．8倍(6—7度)和0，5倍(8—9度)。

　　(3)当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可考虑在大震作用下该连梁不参与工作，按独立墙肢第二次进行多遇地震作用下结构内力分析，墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计。

　　8.4.3 剪力墙结构、框架-剪力墙结构和框架-核心筒结构，在布置楼面主梁时，未注意避开剪力墙连梁而将主梁支承在连梁上。

　　 原因分析：剪力墙结构、框架-剪力墙结构和框架-核心筒结构的剪力墙中的连梁刚度较弱，将楼层主梁支承在连梁上，第一，连梁没有足够的抗扭刚度对主梁端部约束达不到固结要求，也没有足够的抗扭刚度去抵抗平面外弯矩(扭矩)；第二因连梁本身剪切应变较大，再增加主梁传来的内力易使连梁产生过大裂缝。在强震下连梁作为第一道防线可能首先破坏，造成支承在连梁上的主梁也会随之破坏。

　　 改进措施：按《高规》JGJ3第7.1.10条的规定，应尽量避免将楼面主梁支承在连梁上。尤其当楼面主梁数量较多时应调整有关主梁或(和)竖向构件的平面布置。当有个别楼层主梁支承在连梁上时，可将主梁端部设为铰接，并根据情况加大连梁的配筋及构造。

　　8.4.4 板柱-剪力墙结构房屋周边和楼电梯周边未设置有梁框架。

　　 原因分析：板柱结构的抗侧力刚度比梁柱框架结构差，板柱节点的抗震性能不如梁柱节点的抗震性能。楼板对柱的约束弱，不像框架梁那样，既能较好地约束框架节点，做到强节点，又能使塑性铰出现在梁端，做到强柱弱梁。此外，地震作用产生的不平衡弯矩要由板柱节点传递，在柱边将产生较大的附加剪应力，当剪应力很大而又缺乏有效的抗剪措施时，有可能发生冲切破坏，甚至导致结构连续破坏。因此，抗震设计时，除应设置剪力墙外，还应尽可能设置有梁框架。

　　 改进措施：《抗震规范》GB5001l第6.6.2条规定：房屋的周边和楼、电梯洞口周边应采用有梁框架；此外第6.6.4条还规定：房屋的屋盖和地下一层顶板，宜采用梁板结构。对前一条，应遵照执行，对后一条，应尽可能做到。

　　8.4.5 框架-剪力墙结构中，与框架平面重合的剪力墙未设置端柱和梁(暗梁)。

　　 原因分析：框架-剪力墙结构中，剪力墙的布置形式有多种多样。框架和剪力墙既可分开布置，也可混合布置，还可以在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙，成为带边框剪力墙。带边框的剪力墙应保留框架柱，位于楼层标高处的框架梁也应保留，使剪力墙受到纵横两个方向的约束，提高剪力墙的延性和耗能能力。框架-剪力墙结构中的带边框剪力墙是该类结构中的主要抗侧力构件，它承受着大部分地震作用。对比试验表明，无边框的剪力墙的正截面及斜截面受力性能、变形能力均减弱较多。为保证其延性和承载力，规范对边框柱和边框梁的设计作了具体规定。

　　 改进措施：《高规》JGJ3第8,2,2条规定：与剪力墙重合的框架梁可保留，亦可做成宽度与墙厚相同的暗梁，暗梁截面高度可取墙厚的2倍或与该框架梁截面等高，暗梁的配筋可按构造配置且应符合一般框架梁相应抗震等级的最小配筋要求；剪力墙截面宜按工字形设计，其端部的纵向受力钢筋应配置在边框柱截面内；边框柱截面宜与该榀框架其他柱的截面相同，边框柱应符合有关框架柱构造配筋规定；剪力墙底部加强部位边框柱的箍筋宜沿全高加密；当带边框剪力墙上的洞口紧邻边框柱时，边框柱的箍筋宜全高加密。

　　

　　需要注意的是：(1)与剪力墙平面重合的框架梁宜通过剪力墙，或在剪力墙内设置暗梁；而与框架平面不重合的剪力墙内是否设置暗梁，可根据结构具体情况而定。

　　(2)单片剪力墙中的边框柱，是墙平面内墙体的组成部分，不再按框架柱考虑；此类边框柱在墙平面外属于框架柱，支承框架梁并共同组成抗侧力结构。边框柱在墙平面内按墙计算确定纵向钢筋，平面外则按框架柱计算纵向钢筋，并满足相应的构造措施。

　　8.5 剪力墙边缘构件

　　8.5.1 如图8.5.1-l所示，二级抗震设计的剪力墙约束边缘构件沿墙肢长度取值不正确。如取lc=550mm。

　　

　　

　　8.5.2 抗震设计时筒体结构的内筒墙体完全按一般剪力墙结构设置约束边缘构件。如角部未沿墙体全高设置约束边缘构件，约束边缘构件长度lc不满足要求，底部加强部位约束边缘构件范围内未全部采用箍筋等。

　　 原因分析：筒体结构的空间整体作用很强，核心筒或内筒是筒体结构的主要承重和抗震的结构构件。筒体角部又是保证结构空间整体作用的关键部位，其边缘构件构造措施应比一般剪力墙结构更强。

　　 改进措施：《高规》JGJ3第9.1.8条规定：框架-核心筒结构的核心筒角部边缘构件应按下列要求予以加强：底部加强部位，约束边缘构件沿墙肢的长度应取墙肢截面高度的l/4，约束边缘构件范围内应全部采用箍筋；其底部加强部位以上的全高范围内宜按《高规》第7.2.16条的规定设置约束边缘构件。

　　设计时应注意筒体结构的内筒角部和一般剪力墙结构在设置约束边缘构件及约束边缘构件构造做法上的区别，并满足规范的规定。

　　8.6 剪力墙配筋构造

　　8.6.1 高层建筑抗震设计时，剪力墙开洞后形成如图8.6.l所示的小墙肢，但仍按普通剪力墙进行设计。

　　

　　8.6.2 剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面主梁连接时，梁端与剪力墙按固接设计而未采取其他措施。

　　 原因分析：剪力墙平面外刚度远小于平面内刚度，平面外抗弯能力很小，楼面主梁梁端与剪力墙按固接(特别是仅在墙的一侧连接)时，使得剪力墙平面外产生很大的弯矩，当超过剪力墙平面外的抗弯能力时，会造成墙体开裂甚至破坏。在很多情况下，剪力墙平面外受力的问题未引起结构设计人员的足够重视，因而没有采取相应的措施。

　　 改进措施：应控制剪力墙平面外的弯矩。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，为减小梁端部弯矩对墙的不利影响，按《高规》JGJ3第7.1.7条的规定，应至少采取以下措施之一：

　　(1)沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙，以抵抗该墙肢平面外弯矩，如图8.6.2(a)所示；

　　(2)当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与梁相交处设置扶壁柱，扶壁柱宜按计算确定其截面及配筋，如图8.6.2(b)所示；

　　(3)当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱，并宜按计算确定其截面及配筋，如图8.6.2(c)所示；

　　(4)必要时，剪力墙内可设置型钢，如图8.6.2(d)所示；

　　(5)对截面较小的楼面梁一般可将梁与墙的连接做成铰接，并宜在墙梁相交处设置构造暗柱；

　　(6)将楼面梁设计成变截面梁，减小梁端截面以减小梁端弯矩；

　　(7)通过调幅减小梁端弯矩，相应加大梁跨中弯矩。

　　无论采取上述哪种措施，都应保证梁的纵向受力钢筋伸入墙内并有可靠锚固。