多层剪力墙结构设计的有关问题

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在8度地震区如何对多层住宅剪力墙结构(层数为9层及9层以下或房屋高度不超过28m)进行设计，是一个值得探讨的问题。

一、多层住宅剪力墙结构的抗震等级

对抗震设防烈度为8度的多层住宅剪力墙结构的抗震等级，抗震规范GB50011-2001和高规均规定:在抗震设防烈度为8度的地区，房屋高度不超过80m时，抗震等级为二级。

抗震规范GBJll-89把8度地震区，高度在35-80m范围内，属于丙类建筑的剪力墙结构抗震等级定为二级，而把高度在35m以下属于丙类筑的剪力墙结构的抗震等级定为三级。

建议抗震规范GB50011-2001在修订时，把8度区层数不超过9层，高度不超过28m，属于丙类建筑的剪力墙结构的抗震等级定为三级。

此外，建议对8度地震区的多层住宅短肢剪力墙结构和多层部分框支剪力墙结构的抗震设计，相应的规定也宜适当放宽。

二、多层剪力墙结构底部加强部位的高度

抗震规范GB50011—2001规定，剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的l／8和底部2层二者的较大值，且不大于15m。即底部加强部位的高度至少为2层。这对于层数不超过6层的多层住宅剪力墙结构，显然偏严。对比砌体结构,8度区6层及接近6层的砌体结构，除下部1／3楼层横墙内的构造柱间距要适当减小外，并无底部专门加强的规定。

建议取墙肢总高度的l／10和底部1层二者的较大值。

三、多层剪力墙结构无地下室时的底层层高

目前框架结构无地下室时，底层层高的计算方法大体有以下三种：

（1）按混凝土规范GB50010-2002第7.3.11条第2款:框架结构底层层高为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度。

（2）按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.6条做成高杯口基础,满足表8.2.6对杯壁厚度的要求，则底层层高为从基础短柱顶面到一层楼盖顶面的高度。

（3）参照《砌体结构设计规范》（GB5003-2001）第5.1.3条，当基础埋置较深且有刚性地坪并配构造钢筋时，底层层高可取室外地面以下500mm到一层楼盖顶面的高度。

多层住宅剪力墙结构高宽比一般小于等于2,属于刚性建筑，破坏模型均呈剪切型。而高层住宅剪力墙结构的最大适用高宽比可以达到5，在水平力作用下，属于竖向弯曲型结构或弯剪型结构，破坏模型呈弯曲型或弯剪型。

比照多层框架结构的办法,多层住宅剪力墙结构无地下室时，底层层高的计算方法亦可有以下三种：

（1）从基础顶面到一层楼盖顶面的高度。

（2）在±0.0地面以下-0.10m处附近，加厚剪力墙形成“短墙”（宜使短墙厚度至少大于等于2倍墙厚），从短墙顶面起计算剪力墙结构底层层高。

（3）当基础埋置较深且有刚性地坪并配构造钢筋时，底层层高可取室外地面以下500mm到一层楼盖顶面的高度。

建议:抗震设计时,当多层建筑的结构高宽比符合刚性建筑要求时，对于无地下室的多层住宅剪力墙结构或多层框架结构，若埋置深度较浅,应采用第一种做法和计算方法。若埋置深度较深,可采用第二或第三种做法和计算方法。

当多层框架结构无地下室,基础(柱下独立基础)埋置深度又较深时,为了减小底层柱的计算长度和底层位移,在±0.00以下适当位置设置基础拉梁,此时宜将从基础顶面至首层顶面分为两层:从基础顶面至拉梁顶面为一层,从拉梁顶面至首层顶面为二层,即将原结构增加一层进行分析,设计时,从基础顶面至首层顶面的柱应按有关规定予以加强,拉梁按框架梁设计,独立基础按偏心受压设计。

当多层框架结构无地下室,基础(柱下独立基础)埋置深度较浅,此时若设拉梁,一般应设置在基础顶面,拉梁可按轴心受力构件设计,独立基础按中心受压设计。

四、多层剪力墙结构底部加强部位墙肢截面厚度

多层住宅剪力墙结构根据抗震等级为三级确定底部加强部位墙肢截面厚度，当墙厚不满足要求时，应按高规附录D计算墙体的稳定,但不得小于160mm。

多层住宅剪力墙结构的外墙厚度不能取得太薄，应比内墙适当加厚。主要原因，一是外墙通常开洞较多，容易形成弱的小墙肢；二是当房屋开间较大时，较厚的楼板要求外墙有较大的出平面刚度和较大的出平面抗弯能力。

五、剪力墙约束边缘构件的设计

剪力墙约束边缘构件非阴影区箍筋或拉筋的配筋方式,可按下列规定执行:

1)外圈设置封闭箍筋,该封闭箍筋伸入阴影区域内一倍纵向钢筋间距,并箍住该纵向钢筋(图1),封闭箍筋内设置拉筋。

图1  非阴影区箍筋或拉筋的配筋方式(一)

2)当水平分布筋的锚固及布置同时满足下列条件时,水平分布筋可取代相同位置(相同标高)处的封闭箍筋(图2)。

图2  非阴影区箍筋或拉筋的配筋方式(二)

当墙体水平筋在阴影部分有可靠锚固,且非阴影部分两端的拉筋同时牢牢钩住墙体水平筋和竖向筋时,可以代替一部分约束边缘构件非阴影部分的箍筋或拉筋,另一部分则配置密闭箍筋或拉筋,两部分之和满足配箍特征值的要求。这样做既可达到约束混凝土,提高延性的目的,又不致造成非阴影部分的水平方向钢筋过密,施工难以摆放的问题。

六、多层建筑楼层扭转位移控制条件

多层建筑结构的绝对侧移值很小,层间位移角也很小,建设部建质[2003]46号文件指出:”规则性要求的严格程度,可依设防烈度不同有所区别。当计算的最大水平位移、层间位移很小时,扭转位移比的控制可略有放宽。”因此,多层建筑结构的楼层的扭转位移控制条件可适当放宽。建议不宜大于1.5,不应大于2.0。