钢筋混凝土抗震墙设计要求

钢筋混凝土抗震墙的设计要求浅析【摘要】随着高层建筑在我国的广泛应用, 钢筋混凝土抗震墙正起着越来越重要的作用。钢筋混凝土抗震墙大行其道的时代已经来临。本文从几个方面进行了分析研究。

关键词：钢筋混凝土抗震墙设计

一、前言

钢筋混凝土抗震墙以其自身具有的大刚度, 使其能够满足大震作用下结构尤其是高层结构的位移限值。在同样的抗震设防烈度和同样的建筑高度下, 剪力墙结构或框架剪力墙结构, 能够比普通

框架结构减小截面尺寸, 节省室内较多有用空间, 因而具有较高

的经济性与适用性, 在近些年得到了广泛的应用。

二、抗震墙的特点

抗震墙，又称剪力墙或结构墙。在抗震设计中，“剪力墙”、“结构墙”和“抗震墙”的意义完全相同。抗震墙就是用钢筋混凝土浇筑起来的的墙体，一般都是从底到顶，即抗震墙是要落地的（即便不全部落地，也要有足够的抗震墙落地，符合《结构抗震设计规范》）。抗震墙在平面内具有很大的刚度，平面外刚度很小，所以，布置抗震墙时，应该在水平的两个方向（x、y方向）布置剪力墙，来抵抗中震及其大震来临时结构可能所受的各个方向的水平地震

作用。当然了，抗震墙对于水平风荷载一样能够承受抵抗。同时，抗震墙也要承受结构自重以及施加在结构上的恒载和活载（即竖向荷载）。所以，采用抗震墙在多高层建筑中应用广泛，适宜修建高

层及超高层建筑和宾馆和住宅建筑。由于抗震墙布置不够灵活，对于需要大开间的建筑，往往显得呆板，所以多高层建筑中，一般与框架结构（框架空间可布置灵活，但水平荷载比如风荷载或者地震作用下，水平位移变形大）共同使用，达到空间布置灵活，位移变形小，抵抗地震荷载作用能力强的效果。

三、抗震墙设计的要求

抗震墙是主要抗侧力构件，合理布置抗震墙是结构具有良好的整体抗震性能的基础。抗震墙的布置除应对称、均匀、连续外，还要注意以下几点。

1、长墙分成墙段

抗震墙结构和部分框支抗震墙结构，若内纵墙很长，且连梁的跨高比小、刚度大，则墙的整体性好，在水平地震作用下，墙的剪切变形较大，墙肢的破坏高度可能超过底部加强部位的高度。2001规范规定（6.1.9条1款），将长墙分成长度较均匀的墙段，墙段的高宽比大于2。墙段由墙肢和连梁组成。89规范也有相同的规定（第6.1.13条）。区别在于：连接墙段的连梁，89规范为“弱连梁”，2001规范为跨高比不小于6的连梁。目的是设置刚度和承载力比较小的连梁，地震作用下有可能先开裂、屈服，使墙段成为抗震单元，且墙段以弯曲变形为主。

2、避免墙肢长度突变

抗震墙结构和部分框支抗震墙结构的墙肢截面长度，沿高度不宜有突变；抗震墙的洞口比较大时，以及一、二级抗震墙的底部加

强部位，不宜有错洞墙。

部分框支抗震墙结构框支层的抗震墙减小，侧向刚度降低，地震中有可能变形集中在框支层，框支层是结构具有良好抗震性能的关键。对于矩形平面的部分框支抗震墙结构，为了避免框支层形成薄弱层或软弱层，2001规范规定（6.1.9条3款）框支层的侧向刚度不应小于上一层非框支层侧向刚度的50％。取消了89规范框支层落地墙数量的规定。

框支层的水平地震剪力主要由落地抗震墙承担。作用在与框支层相邻的上一层不落地抗震墙上的水平力，通过框支层楼板传到落地墙。为保证楼板有足够大的平面内刚度传递水平力，2001规范规定，落地墙的间距不宜大于14m（6.1.9条3款）。取消了89规范落地墙间距不宜大于四开间的规定；还取消了落地墙之间楼盖长宽比的规定。89规范和2001规范对框支层楼板提出了具体的设计要求。

一部份落地墙宜设置成筒体，以增大抗扭刚度和抗侧刚度。框架－抗震墙结构布置的关键是抗震墙的数量和位置。抗震墙的数量以满足刚度即层间位移限值为宜；位置可以灵活布置，但宜符合以下要求：

沿房屋高度，抗震墙宜连续布置，贯通全高，避免切断，洞口宜上下对齐，避免墙肢截面长度突变；

不宜开大洞口，避免削弱抗震墙的刚度，取消了89规范洞口面积的限制；

洞边距柱端不宜小于300mm，以保证端柱作为边缘构件的作用以及保证约束边缘构件的长度；

两个方向都布置抗震墙，纵横向抗震墙相连，成为有翼缘的抗震墙，不但可以加大刚度，还有利于提高塑性变形能力；

房屋较长时，刚度较大的纵向墙不宜设置在房屋的端开间，以避免温度应力对抗震墙的不利影响；

一、二级抗震墙的洞口连梁，跨高比不宜大于5，且梁截面高度不宜小于400mm，连梁有比较大的刚度，使墙的整体性较好；

柱中线与墙中线、梁中线与柱中线之间的偏心距不宜大于柱宽的1/4，以减小地震作用对柱的扭转效应；偏心距超过1/4柱宽时，应采取有效措施，如加强柱的箍筋、采用水平加腋梁等。

3、抗震墙、连梁截面尺寸要求

2001规范与89规范相同，对抗震墙和连梁的截面尺寸有最大剪压比限值的要求，对抗震墙还有最小墙厚的要求，但具体数值与89规范并不完全相同。

2001规范规定，剪跨比大于2的抗震墙和跨高比大于2.5的连梁，其剪压比不应大于0.20；剪跨比不大于2的抗震墙和跨高比不大于2.5的连梁，89规范没有规定剪压比限值， 2001规范规定剪压比不应大于0.15，原因是剪跨比小的墙和连梁，其剪切变形较大，甚至以剪切变形为主，对剪压比的要求应更严。

试验研究表明，墙、梁截面的剪压比超过一定值时，将过早出现斜裂缝，采用增加水平筋和箍筋的方法并不能提高其受剪承载

力，很可能在水平筋和箍筋尚未屈服的情况下，混凝土在剪压的共同作用下破碎。

墙、梁若不满足剪压比限值的要求，可以提高混凝土强度等级或加厚墙、梁，或加长墙的截面，但不宜加高连梁。

计算抗震墙墙肢的剪跨比时，弯矩和剪力都取荷载效应组合的计算值；楼层上下端截面的弯矩计算值不同时（反弯点不在层高的1/2处，或反弯点不在本层层高内），取弯矩大的值。

4、抗震墙最小厚度

为防止抗震墙在轴力和地震水平力作用下发生平面外失稳破坏，抗震墙应满足最小厚度的规定。

框架－抗震墙结构底部加强部位的墙厚不应小于200mm且不应小于层高的1/16（89规范无此规定）；其它部位的墙厚（6.5.1条）不应小于160mm且不应小于层高的1/20（与89规范同）；墙的周边应设置梁或暗梁和端柱组成的边框。

其它结构的墙厚（6.4.1条），一、二级不应小于160mm且不应小于层高的1/20；三、四级不应小于140mm且不应小于层高的1/25；

一、二级抗震墙底部加强部位的墙厚不宜小于200mm且不宜小于层高的1/16，无端柱或翼墙时不应小于层高的1/12。2001规范二级抗震墙的厚度比89规范要求高；增加了对四级抗震墙的厚度和一、二级抗震墙底部加强部位墙厚的要求。

四、结束语

随着高层建筑在我国的广泛应用, 钢筋混凝土抗震墙正起着越