《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ 3-2002)之截面設計及構造簣
7.2 截面設計及構造
7.2.1 剪力墻結構混凝土強度等級不應低于C20;帶有筒體和短肢剪力墻的剪力墻結構的混凝土強度等級不應低于C25。
7.2.2 剪力墻的截面尺寸應滿足下列要求:
1、按一、二級抗震等級設計的剪力墻的截面厚度,底部加強部位不應小于層高或剪力墻無支長度的1/16,且不應小于200mm;其他部位不應小于層高或剪力墻無支長度的1/20,且不應小于160mm。當為無端柱或翼墻的一字形剪力墻時,其底部加強部位截面厚度尚不應小于層高的1/12;其他部位尚不應小于層高的1/15,且不應小于180mm;
2、按三、四級抗震等級設計的剪力墻的截面厚度,底部加強部位不應小于層高或剪力墻無支長度的1/20,且不應小于160mm;其他部位不應小于層高或剪力墻無支長度的1/25,且不應小于160mm;
3、非抗震設計的剪力墻,其截面厚度不應小于層高或剪力墻無支長度的1/25,且不應小于160mm;
4、當墻厚不能滿足本條第1、2、3款的要求時,應按本規(guī)程附錄D計算墻體的穩(wěn)定;
5、剪力墻井筒中,分隔電梯井或管道井的墻肢截面厚度可適當減小,但不宜小于160mm;
6、剪力墻的受剪截面應符合下列要求:
7.2.3 高層建筑剪力墻中豎向和水平分布鋼筋,不應采用單排配筋。當剪力墻截面厚度bw不大于400mm時,可采用雙排配筋;當bw大于400mm,但不大于700mm時,宜采用三排配筋;當bw大于700mm時,宜采用四排配筋。受力鋼筋可均勻分布成數(shù)排。各排分布鋼筋之間的拉接筋間距不應大于600mm,直徑不應小于6mm,在底部加強部位,約束邊緣構件以外的拉接筋間距尚應適當加密。
7.2.4 鋼筋混凝土剪力墻應進行平面內的斜截面受剪、偏心受壓或偏心受拉、平面外軸心受壓承載力計算。在集中荷載作用下,墻內無暗柱時還應進行局部受壓承載力計算。
7.2.5 矩形截面獨立墻肢的截面高度hw不宜小于截面厚度bw的5倍;當hw/bw小于5時,其在重力荷載代表值作用下的軸壓力設計值的軸壓比,一、二級時不宜大于本規(guī)程表7.2.14的限值減0.1,三級時不宜大于0.6;當hw/bw不大于3時,宜按框架柱進行截面設計,底部加強部位縱向鋼筋的配筋率不應小于1.2%,一般部位不應小于1.0%,箍筋宜沿墻肢全高加密。
7.2.6 一級抗震等級設計的剪力墻各截面彎矩設計值,應符合下列規(guī)定:
1、底部加強部位及其上一層應按墻底截面組合彎矩計算值采用;
2、其他部位可按墻肢組合彎矩計算值的1.2倍采用。
7.2.7 抗震設計的雙肢剪力墻中,墻肢不宜出現(xiàn)小偏心受拉;當任一墻肢大偏心受拉時,另一墻肢的彎矩設計值及剪力設計值應乘以增大系數(shù)1.25。
7.2.8 矩形、T形、I形偏心受壓剪力墻(圖7.2.8)的正截面受壓承載力可按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB 50010的有關規(guī)定計算,也可按下列公式計算:
1、無地震作用組合時:
2、有地震作用組合時,公式(7.2.8-1)、(7.2.8-2)右端均應除以承載力抗震調整系數(shù)γRE,γRE取0.85。
7.2.9 矩形截面偏心受拉剪力墻的正截面承載力可按下列近似公式計算:
7.2.10 剪力墻底部加強部位墻肢截面的剪力設計值,一、二、三級抗震等級時應按下式調整,四級抗震等級及無地震作用組合時可不調整。
7.2.11 偏心受壓剪力墻的斜截面受剪承載力應按下列公式進行計算:
7.2.12 偏心受拉剪力墻的斜截面受剪承載力應按下列公式進行計算:
7.2.13 按一級抗震等級設計的剪力墻,其水平施工縫處的抗滑移能力宜符合下列要求:
7.2.14 抗震設計時,一、二級抗震等級的剪力墻底部加強部位,其重力荷載代表值作用下墻肢的軸壓比不宜超過表7.2.14的限值。
7.2.15 一、二級抗震設計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應按本規(guī)程第7.2.16條的要求設置約束邊緣構件;一、二級抗震設計剪力墻的其他部位以及三、四級抗震設計和非抗震設計的剪力墻墻肢端部均應按本規(guī)程第7.2.17條的要求設置構造邊緣構件。
7.2.16 剪力墻約束邊緣構件(圖7.2.16)的設計應符合下列要求:
1、約束邊緣構件沿墻肢方向的長度lc和箍筋配箍特征值λv宜符合表7.2.16的要求,且一、二級抗震設計時箍筋直徑均不應小于8mm、箍筋間距分別不應大于100mm和150mm。箍筋的配筋范圍如圖7.2.16中的陰影面積所示,其體積配箍率ρv應按下式計算:
2、約束邊緣構件縱向鋼筋的配筋范圍不應小于圖7.2.16中陰影面積,其縱向鋼筋最小截面面積,一、二級抗震設計時分別不應小于圖中陰影面積的1.2%和1.0%并分別不應小于6φ16和6φ14。
7.2.17 剪力墻構造邊緣構件的設計宜符合下列要求:
1、構造邊緣構件的范圍和計算縱向鋼筋用量的截面面積Ac宜取圖7.2.17中的陰影部分;
2、構造邊緣構件的縱向鋼筋應滿足受彎承載力要求;
3、抗震設計時,構造邊緣構件的最小配筋應符合表7.2.17的規(guī)定,箍筋的無支長度不應大于300mm,拉筋的水平間距不應大于縱向鋼筋間距的2倍。當剪力墻端部為端柱時,端柱中縱向鋼筋及箍筋宜按框架柱的構造要求配置;
4、抗震設計時,對于復雜高層建筑結構、混合結構、框架-剪力墻結構、筒體結構以及B級高度的剪力墻結構中的剪力墻(筒體),其構造邊緣構件的最小配筋應符合下列要求:
1)縱向鋼筋最小配筋應將表7.2.17中的0.008Ac、0.006Ac和0.004Ac分別代之以0.010Ac、0.008Ac和0.005Ac。
2)箍筋的配筋范圍宜取圖7.2.17中陰影部分,其配箍特征值λv不宜小于0.1。
5、非抗震設計時,剪力墻端部應按構造配置不少于4根12mm的縱向鋼筋,沿縱向鋼筋應配置不少于直徑為6mm、間距為250mm的拉筋。
7.2.18 剪力墻分布鋼筋的配置應符合下列要求:
1、一般剪力墻豎向和水平分布筋的配筋率,一、二、三級抗震設計時均不應小于0.25%,四級抗震設計和非抗震設計時均不應小于0.20%;
2、一般剪力墻豎向和水平分布鋼筋間距均不應大于300mm;分布鋼筋直徑均不應小于8mm。
7.2.19 剪力墻豎向、水平分布鋼筋的直徑不宜大于墻肢截面厚度的1/10。
7.2.20 房屋頂層剪力墻以及長矩形平面房屋的樓梯間和電梯間剪力墻、端開間的縱向剪力墻、端山墻的水平和豎向分布鋼筋的最小配筋率不應小于0.25%,鋼筋間距不應大于200mm。
7.2.21 剪力墻鋼筋錨固和連接應符合下列要求:
1、非抗震設計時,剪力墻縱向鋼筋最小錨固長度應取la;抗震設計時,剪力墻縱向鋼筋最小錨固長度應取laE;la、laE的取值應分別符合本規(guī)程第6.5.2條、第6.5.3條的有關規(guī)定;
2、剪力墻豎向及水平分布鋼筋的搭接連接(圖7.2.21),一級、二級抗震等級剪力墻的加強部位,接頭位置應錯開,每次連接的鋼筋數(shù)量不宜超過總數(shù)量的50%,錯開凈距不宜小于500mm;其他情況剪力墻的鋼筋可在同一部位連接。非抗震設計時,分布鋼筋的搭接長度不應小于1.2la;抗震設計時,不應小于1.2laE;
3、暗柱及端柱內縱向鋼筋連接和錨固要求宜與框架柱相同,宜符合本規(guī)程第6.5節(jié)的有關規(guī)定。
7.2.22 連梁的剪力設計值Vb應按下列規(guī)定計算:
1、無地震作用組合以及有地震作用組合的四級抗震等級時,應取考慮水平風荷載或水平地震作用組合的剪力設計值;
2、有地震作用組合的一、二、三級抗震等級時,連梁的剪力設計值應按下式進行調整:
7.2.23 剪力墻連梁的截面尺寸應符合下列要求:
7.2.24 連梁的斜截面受剪承載力,應按下列公式計算:
7.2.25 當剪力墻的連梁不滿足本規(guī)程第7.2.23條的要求時,可作如下處理:
1、減小連梁截面高度;
2、抗震設計的剪力墻中連梁彎矩及剪力可進行塑性調幅,以降低其剪力設計值。但在內力計算時已經(jīng)按本規(guī)程第5.2.1條的規(guī)定降低了剛度的連梁,其調幅范圍應當限制或不再繼續(xù)調幅。當部分連梁降低彎矩設計值后,其余部位連梁和墻肢的彎矩設計值應相應提高;
3、當連梁破壞對承受豎向荷載無明顯影響時,可考慮在大震作用下該連梁不參與工作,按獨立墻肢進行第二次多遇地震作用下結構內力分析,墻肢應按兩次計算所得的較大內力進行配筋設計。
7.2.26 連梁配筋(圖7.2.26)應滿足下列要求:
1、連梁頂面、底面縱向受力鋼筋伸入墻內的錨固長度,抗震設計時不應小于laE,非抗震設計時不應小于la,且不應小于600mm;
2、抗震設計時,沿連梁全長箍筋的構造應按本規(guī)程第6.3.2條框架梁梁端加密區(qū)箍筋的構造要求采用;非抗震設計時,沿連梁全長的箍筋直徑不應小于6mm,間距不應大于150mm;
3、頂層連梁縱向鋼筋伸入墻體的長度范圍內,應配置間距不大于150mm的構造箍筋,箍筋直徑應與該連梁的箍筋直徑相同;
4、墻體水平分布鋼筋應作為連梁的腰筋在連梁范圍內拉通連續(xù)配置;當連梁截面高度大于700mm時,其兩側面沿梁高范圍設置的縱向構造鋼筋(腰筋)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,梁兩側的縱向構造鋼筋(腰筋)的面積配筋率不應小于0.3%。
7.2.27 剪力墻墻面開洞和連梁開洞時,應符合下列要求:
1、當剪力墻墻面開有非連續(xù)小洞口(其各邊長度小于800mm),且在整體計算中不考慮其影響時,應將洞口處被截斷的分布筋量分別集中配置在洞口上、下和左、右兩邊(圖7.2.27a),且鋼筋直徑不應小于12mm;
2、穿過連梁的管道宜預埋套管,洞口上、下的有效高度不宜小于梁高的1/3,且不宜小于200mm,洞口處宜配置補強鋼筋,被洞口削弱的截面應進行承載力驗算(圖7.2.27b)。
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