摘要： 本文針對(duì)目前應(yīng)用廣泛的剪力墻結(jié)構(gòu)，分析對(duì)比新、舊規(guī)范對(duì)剪力墻的具體要求，結(jié)合規(guī)范與工程實(shí)際，總結(jié)了自己的設(shè)計(jì)體會(huì)和一些在設(shè)計(jì)中需要注意的問題。

    關(guān)鍵詞： 抗震墻 軸壓比 彎曲變形

    抗震墻廣泛用于多層和高層鋼筋混凝土房屋，規(guī)范規(guī)定的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋中，除框架結(jié)構(gòu)外，其余幾種結(jié)構(gòu)體系均與剪力墻有關(guān)，所以有必要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)作一個(gè)重點(diǎn)研究。

    在受力方面，因?yàn)榧袅�墻的剛度大，容易滿足小震作用下結(jié)構(gòu)尤其是高層結(jié)構(gòu)的位移限值。在地震作用下，其變形小，破壞程度低，可以設(shè)計(jì)成延性抗震墻，大震時(shí)通過連梁和墻肢底部的塑性鉸范圍內(nèi)的塑性變形，耗散地震能量，在與其他結(jié)構(gòu)共同工作的同時(shí)，能吸收大部分的能量，降低其他結(jié)構(gòu)的抗震要求，在設(shè)防較高的地區(qū)（8度地區(qū)及以上地區(qū)）優(yōu)點(diǎn)更為突出。

    抗震墻由墻肢和連梁兩部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循強(qiáng)墻弱梁、強(qiáng)剪若彎的原則。即連梁的屈服先于墻肢，連梁和墻肢均應(yīng)為彎曲屈服。與舊規(guī)范相比，新規(guī)范在剪力墻抗震設(shè)計(jì)特別是在抗震構(gòu)造方面有比較大的變化。主要包括：

    （1）底部加強(qiáng)區(qū)高度的變化；

    （2）墻肢組合截面的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值和連梁組合的設(shè)計(jì)值；

    （3）分布鋼筋的最小配筋率；

    （4）增加了剪力墻的軸壓比的限值；

    （5）將邊緣構(gòu)件分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件；兩種邊緣構(gòu)件的構(gòu)造不同，加強(qiáng)了應(yīng)加強(qiáng)的部位，放松了可放松的部位，使抗震墻的設(shè)計(jì)更具合理性；

    （6）新規(guī)范取消了舊規(guī)范的“弱連梁”和 “小墻肢”的術(shù)語，代之以“跨高比”和墻肢長(zhǎng)度和厚度的比值，應(yīng)當(dāng)說在概念上是沒有區(qū)別，但89規(guī)范雖然對(duì)“弱連梁”作了規(guī)定，但在設(shè)計(jì)中難以確定什么是弱連梁。

    在進(jìn)行抗震墻設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下的要求：

    1、抗震墻的布置要求：作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，合理的布置是構(gòu)建良好抗震性能的基礎(chǔ)。應(yīng)遵循 “八字方針”即“對(duì)稱、均勻、周邊、連續(xù)”外，還須注意：

    （1）將長(zhǎng)墻分成墻段：對(duì)于抗震墻結(jié)構(gòu)和部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)，若內(nèi)縱墻很長(zhǎng)，且連梁的跨高比小、剛度大，則墻的整體性好，在水平地震作用下，墻的剪切變形較大，墻肢的破壞高度可能超過底部加強(qiáng)部位的高度，新規(guī)范規(guī)定將長(zhǎng)墻分成墻段，使墻的高寬比大于2.墻段由墻肢和連梁組成。舊規(guī)范也有相同的規(guī)定。二者的區(qū)別在于連梁。舊規(guī)范為弱連梁，而新規(guī)范為跨高比不小于6 的連梁，其目的是：設(shè)置剛度和承載力較小的連梁，在地震作用下可能先破壞，使墻段成為抗側(cè)力單元，且墻段以彎曲變形為主。

    （2）避免墻肢長(zhǎng)度突變：抗震墻和部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的墻肢的截面長(zhǎng)度，沿高度不宜有突變，當(dāng)抗震墻的洞口比較大時(shí)，以及一、二級(jí)抗震墻的底部加強(qiáng)區(qū)，不宜有錯(cuò)洞布置的剪力墻。

    2、框支層墻體的布置要求：

    （1）對(duì)框支層剛度的要求：部分框支的抗震墻結(jié)構(gòu)的框支層，抗震墻減少，側(cè)向剛度降低，在地震作用時(shí)有可能將變形集中在框支層，框支層是使結(jié)構(gòu)具有良好抗震性能的關(guān)鍵部位。對(duì)于矩形平面的部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)，為避免框支層成為薄弱層或軟弱層，新規(guī)范第規(guī)定：框支層的側(cè)向剛度不應(yīng)小于上一層非框支層側(cè)向剛度的 50％（應(yīng)該說規(guī)范的要求并不過分，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免這種對(duì)抗震極為不利的結(jié)構(gòu)形式。與建筑師一起努力，為建造牢固的建筑產(chǎn)品而共同奮斗）。新規(guī)范取消了舊規(guī)范對(duì)框支層落地剪力墻數(shù)量的規(guī)定，從設(shè)計(jì)上講比原規(guī)范抽象但卻更加合理，所以我建議：在平面布置時(shí)可以借用原規(guī)范的數(shù)量控制作為直觀的手段，然后進(jìn)行量化計(jì)算。

    （2）框支墻落地的間距不宜過大：框支層的水平地震剪力主要由落地剪力墻承擔(dān)，作用在緊鄰框支層的上一層非落地剪力墻的水平力亦通過框支層樓板傳到落地墻，為保證樓板有足夠大的平面內(nèi)剛度（傳遞水平力），新規(guī)范規(guī)定：落地墻的最大水平間距不宜大于24米，取消了原“四開間”的含糊概念。另外，新舊規(guī)范均對(duì)框支層樓板提出了具體的特殊規(guī)定，希望能引起設(shè)計(jì)者的高度重視。

    （3）部分落地墻宜設(shè)計(jì)成筒體，以增加抗扭剛度和抗側(cè)剛度。此條在實(shí)踐中似較難作到，但須與建筑專業(yè)很好協(xié)調(diào)的話，相信一定會(huì)有很明顯的效果。

    3、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻布置要求： 框架-抗震墻結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中運(yùn)用最多（對(duì)高層而言）。布置要點(diǎn)是：位置和數(shù)量，抗震墻的數(shù)量以滿足剛度即滿足層間位移限值為宜，位置相對(duì)靈活，但應(yīng)符合規(guī)范相關(guān)的具體規(guī)定。

    （1）沿房屋高度，抗震墻宜連續(xù)布置，宜全長(zhǎng)貫通，避免切斷，且洞口宜上下對(duì)齊，避免墻肢長(zhǎng)度的突變。對(duì)外墻而言較容易作到，這與上述的“八字方針”相統(tǒng)一，內(nèi)墻有時(shí)相對(duì)較困難。

    （2）不宜開大洞口，避免削弱抗震墻的剛度。雖然取消了舊規(guī)范對(duì)洞口面積的限值的規(guī)定，但在實(shí)際中對(duì)此條規(guī)定較難掌握，由此引起的爭(zhēng)執(zhí)亦屢見不鮮。

    （3）洞邊距柱端（指距柱內(nèi)側(cè)）不小于300㎜，以保證柱作為邊緣構(gòu)件的作用和約束邊緣構(gòu)件的長(zhǎng)度。

    （4）雙向抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)形式。且縱橫墻宜相連，使彼此成為有翼緣的剪力墻，不但可以增加剛度，同時(shí)還能有效地提高塑性變形的能力。

    （5）對(duì)于較長(zhǎng)的房屋，不宜在房屋的端部設(shè)剪力墻，以避免溫度應(yīng)力對(duì)剪力墻的不利影響。

    （6）對(duì)于一、二級(jí)抗震墻 ，其連梁的跨高比不宜大于5.且高度不小于400㎜.連梁有較大的剛度，可保證墻體的整體性能良好并能增大耗能能力。

    （7）柱中線與梁、墻中線不宜大于柱寬的1/4，以減少地震作用對(duì)柱的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。否則應(yīng)通過加水平腋的方法或者加強(qiáng)柱內(nèi)配箍率等方法加以彌補(bǔ)。

    4、抗震墻及連梁的截面尺寸的有關(guān)規(guī)定： 新老規(guī)范基本相似，但具體數(shù)值并不相同。主要包括：截面尺寸、最大剪壓比、最小墻體厚度等。

    （1）最大剪壓比限值：對(duì)剪跨比大于2的剪力墻和跨高比大于2.5的連梁，剪壓比不應(yīng)大于0.2 ；剪跨比小于2的剪力墻和跨高比小于2.5的連梁，剪壓比不大于0.15.原因是：剪跨比小的墻和跨高比小的連梁其剪切變形較大，甚至以剪切變形為主，故對(duì)剪壓比的要求應(yīng)更嚴(yán)格一些。實(shí)驗(yàn)表明：剪壓比超過一定值時(shí)，將過早出現(xiàn)斜向裂縫，增加水平筋和箍筋的方法沒有作用，在箍筋水平筋未屈服前混凝土即已在剪壓的共同作用下破碎。合理的方法是：加大混凝土強(qiáng)度等級(jí)，加厚墻梁或加長(zhǎng)墻的長(zhǎng)度，但不宜加高梁的高度。在計(jì)算墻肢的剪跨比時(shí)彎矩和剪力均取地震作用下的效應(yīng)組合的計(jì)算值，當(dāng)樓層上下端計(jì)算彎矩不同時(shí)，取較大值。

    （2）抗震墻的最小厚度：框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的底部加強(qiáng)區(qū)不小于200㎜且不小于層高的1/16；框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的其他部位不小于160㎜且不小于層高的1/20；框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的墻的周邊應(yīng)設(shè)置梁或暗梁與端柱組成邊框。其他結(jié)構(gòu)的一、二級(jí)不小于160㎜且不小于層高的1/20（其他結(jié)構(gòu)的三、四級(jí)不小于140㎜且不小于層高的 1/25）；其他結(jié)構(gòu)的一、二級(jí)底部加強(qiáng)區(qū)不小于200㎜且不小于層高的1/16（無端柱或翼墻時(shí)不小于層高的1/12）。新規(guī)范對(duì)二級(jí)剪力墻的厚度要求比原規(guī)范嚴(yán)格；增加了四級(jí)抗震等級(jí)下剪力墻的厚度和一、二級(jí)抗震墻底部加強(qiáng)區(qū)的墻厚的要求。

    5、墻的水平分布筋起抗剪作用，以防止墻體在斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪切破壞，同時(shí)起到抵抗溫度應(yīng)力防止砼出現(xiàn)裂縫的作用。設(shè)計(jì)中當(dāng)建筑物較高較長(zhǎng)或框剪結(jié)構(gòu)時(shí)配筋宜適當(dāng)增加，特別在連梁部位或溫度、剛度變化等敏感部位宜適當(dāng)增加。

    墻的豎向鋼筋主要起抗彎作用。在一些多層、低高層剪力墻中電算結(jié)果多為構(gòu)造配筋；但配筋時(shí)所取的配筋率有人往往扣除了約束邊緣構(gòu)件或構(gòu)造邊緣構(gòu)件中的鋼筋，筆者認(rèn)為豎向最小配筋率應(yīng)該包括邊緣構(gòu)件中的鋼筋，墻肢的豎向配筋原則也應(yīng)該盡量將鋼筋布置在墻端部邊緣區(qū)并保證鋼筋間距≤300mm，也應(yīng)該注意防止豎筋過多使墻的抗彎強(qiáng)度大于抗剪強(qiáng)度，對(duì)抗震不利。