剪力墙结构设计要点新规范67度Word文件下载.docx
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1、在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移,A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍;
《高规》第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
注:
当楼层的最大层间位移角不大于0.4/1000时,该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松,但不应大于1.6。
2、结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9,《高规》第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。
◇楼板:
1、当楼板平面比较狭长、有较大的凹入或开洞而使楼板有较大削弱时,应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响;
2、有效楼板宽度不宜小于该层楼面宽度的50%;
楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30%;
3、在扣除凹入或开洞后,楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5m,且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于2m。
以图3所示平面为例,L2不宜小于0.5L1,a1与a2之和不宜小于0.5L2且不宜小于5m,a1和a2均不应小于2m,开洞面积不宜大于楼面面积的30%。
图3楼板净宽度要求示意
◆竖向规则检查,需满足:
◇局部收进挑出:
抗震设计时,当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度H1与房屋高度H之比大于0.2时,上部楼层收进后的水平尺寸B1不宜小于下部楼层水平尺寸B的75%(图4a、b);
当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时,上部楼层水平尺寸B1不宜大于下部楼层的水平尺寸B的1.1倍,且水平外挑尺寸a不宜大于4m(图4c、d)。
图4结构竖向收进和外挑示意
◇侧向刚度:
楼层的侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%(以上《抗规》);
楼层与其相邻上层的考虑层高修正的楼层侧向刚度比γ2可按式
(1)计算,且本层与相邻上层的比值不宜小于0.9;
当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时,该比值不宜小于1.1;
对结构底部嵌固层,该比值不宜小于1.5。
(以上《高规》)
(1)
◇楼层承载力:
A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%;
楼层抗侧力结构的层间受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上,该层全部柱、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。
)
◇竖向连续:
结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。
◇楼层质量:
质量沿高度宜均匀分布,楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。
◆水平位移验算:
多遇地震作用下的最大层间位移角≤1/1000;
罕遇地震作用下的结构薄弱层层间弹塑性位移角≤1/120。
◆舒适度要求:
楼盖结构应具有适宜的舒适度。
楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3Hz,竖向振动加速度峰值不应超过表2的限值。
楼盖结构竖向振动加速度可按《高规》附录A计算。
表2楼盖竖向振动加速度限值
人员活动环境
峰值加速度限值(m/s2)
竖向自振频率不大于2Hz
竖向自振频率不小于4Hz
住宅、办公
0.07
0.05
商场及室内连廊
0.22
0.15
楼盖结构竖向自振频率为2Hz~4Hz时,峰值加速度限值可按线性插值选取。
◆伸缩缝
1、最大间距:
现浇45m,装配65m。
抗震设计时,伸缩缝的宽度均应符合下文中关于防震缝宽度的要求。
2、当屋面无保温或隔热措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工外露时间较长时,伸缩缝间距应适当减小;
位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构,伸缩缝的间距宜适当减小。
3、当采用有效的构造措施和施工措施减小温度和混凝土收缩对结构的影响时,可适当放宽伸缩缝的间距。
这些措施可包括但不限于下列方面:
①顶层、底层、山墙和纵墙端开间等受温度变化影响较大的部位提高配筋率;
②顶层加强保温隔热措施,外墙设置外保温层;
⑧每30m~40m间距留出施工后浇带,带宽800mm~1000mm,钢筋采用搭接接头,后浇带混凝土宜在45天后浇筑;
④采用收缩小的水泥、减少水泥用量、在混凝土中加入适宜的外加剂;
⑤提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构。
◆防震缝
l、最小宽度:
按框架结构的50%取用,但不应小于100mm。
(框架结构防震缝最小宽度规定为:
高度不超过15m时不应小于100mm;
超过15m时,6度、7度分别每增加高度5m、4m,宜加宽20mm。
2、防震缝两侧结构体系不同时,防震缝宽度应按不利的结构类型确定;
防震缝两侧的房屋高度不同时,防震缝宽度可按较低的房屋高度确定;
3、防震缝宜沿房屋全高设置,地下室、基础可不设防震缝,但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接;
4、当相邻结构的基础存在较大沉降差时,宜增大防震缝的宽度。
5、结构单元之间或主楼与裙房之间不宜采用牛腿托梁的做法设置防震缝,否则应采取可靠措施。
二、墙体布置
◆剪力墙结构应具有适宜的侧向刚度,剪力墙结构是以剪力墙及因剪力墙开洞形成的连梁组成的结构,其变形特点为弯曲型变形。
◆平面布置宜简单、规则,宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置,两个方向的侧向刚度不宜相差过大。
抗震设计时,不应采用仅单向有墙的结构布置。
◆宜自下到上连续布置,避免刚度突变。
◆门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁;
宜避免造成墙肢宽度相差悬殊的洞口设置;
一、二、三级剪力墙的底部加强部位不宜采用上下洞口不对齐的错洞墙,全高均不宜采用洞口局部重叠的叠合错洞墙。
◆剪力墙不宜过长,较长剪力墙宜设置跨高比较大的连梁将其分成长度较均匀的若干墙段,各墙段的高度与墙段长度之比不宜小于3,墙段长度不宜大于8m。
◆抗震设计时,高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙;
抗震设防烈度为9度的A级高度高层建筑,不宜布置短肢剪力墙,不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。
当采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构时,应符合下列规定:
1,在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%;
2,房屋适用高度应比本文一、中规定的剪力墙结构的最大适用高度适当降低,7度不应大于100m。
注;
1,短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙;
2,具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指,在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构。
◆应避免楼面梁垂直支承在无翼墙的剪力墙的端部(《审查要点》3.6.3/6)。
楼面梁不宜支承在剪力墙的连梁上。
◆当剪力墙与其平面外相交的楼面梁刚接时,可沿楼面梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙、扶壁柱或在墙内设置暗柱,并应符合下列规定:
1,设置沿楼面梁轴线方向与梁相连的剪力墙时,墙的厚度不宜小于梁的截面宽度;
2,设置扶壁柱时,其截面宽度不应小于梁宽,其截面高度可计入墙厚;
3,墙内设置暗柱时,暗柱的截面高度可取墙的厚度,暗柱的截面宽度可取梁宽加2倍墙厚;
4,应通过计算确定暗柱或扶壁柱的纵向钢筋(或型钢),纵向钢筋的总配筋率不宜小于表3的规定。
表3暗柱、扶壁柱纵向钢筋的构造配筋率
设计状况
抗震设计
非抗震设计
一级
二级
三级
四级
配筋率(%)
0.9
0.7
0.6
0.5
采用400MPa、335MPa级钢筋时,表中数值宜分别增加0.05和0.10。
5,楼面梁的水平钢筋应伸入剪力墙或扶壁柱,伸入长度应符合钢筋锚固要求。
钢筋锚固段的水平投影长度,非抗震设计时不宜小于0.4lab,抗震设计时不宜小于0.4labE;
当锚固段的水平投影长度不满足要求时,可将楼面梁伸出墙面形成梁头,梁的纵筋伸人梁头后弯折锚固(图5),也可采取其他可靠的锚固措施。
6,暗柱或扶壁柱应设置箍筋,箍筋直径,一、二、三级时不应小于8mm,四级及非抗震时不应小于6mm,且均不应小于纵向钢筋直径的1/4;
箍筋间距,一、二、三级时不应大于150mm,四级及非抗震时不应大于200mm。
图5楼面梁伸出墙面形成梁头
1-楼面梁;
2-剪力墙;
3-楼面梁钢筋锚固水平投影长度
◆抗震设计时,剪力墙底部加强部位的范围,应符合下列规定:
1,底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起。
2,底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值;
部分框支剪力墙结构底部加强部位的高度应从地下室顶板算起,宜取至转换层以上两层且不宜小于房屋高度的1/10。
3,当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时,底部加强部位宜延伸到计算嵌固端。
三、截面设计
◆竖向构件截面长边、短边(厚度)比值大于4时,宜按墙的要求进行设计。
(《砼规》9.4.1)
◆当墙肢的截面高度与厚度之比不大于4时,宜按框架柱进行截面设计。
◆抗震设计的双肢剪力墙,其墙肢不宜出现小偏心受拉;
当任一墙肢为偏心受拉时,另一墙肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘以增大系数1.25。
剪力墙墙肢不同受力状态的延性优劣:
大偏压【优】→小偏压→大偏拉→小偏拉【劣】)
◆剪力墙应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力验算。
在集中荷载作用下,墙内无暗柱时还应进行局都受压承载力验算。
◆一级抗震时,墙体的水平施工缝处应进行抗滑移验算
◆剪力墙的截面厚度应符合下列规定:
1,应符合《高规》附录D的墙体稳定验算要求。
2,一、二级剪力墙:
底部加强部位不应小于200mm,且不宜小于层高或无支长度的1/16;
其他部位不应小于160mm,且不宜小于层高或无支长度的1/20;
无端柱或翼墙的一字形墙底部加强部位不应小于220mm,且不宜小于层高或无支长度的1/12,其他部位不应小于180mm,且不宜小于层高或无支长度的1/16。
3,三、四级剪力墙:
底部加强部位不应小于160mm,且不宜小于层高或无支长度的1/20;
其他部位不应小于160mm,且不宜小于层高或无支长度的1/25;
无端柱或翼墙的一字形墙的底部加强部位尚不应小于180mm,且不宜小于层高或无支长度的1/16。
4,非抗震设计时不应小于160mm,且不宜小于层高或无支长度的1/25。
5,剪力墙井筒中,分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小,但不宜小于160mm。
6、截面尺寸还应符合受剪计算要求。
剪压比:
无地震作用组合时:
0.25;
有地震作用组合时:
0.235(剪跨比大于2.5时)或0.176(剪跨比不大于2.5时)。
◆轴压比限值:
1、一般剪力墙重力荷载代表值作用下,一、二、三级剪力墙墙肢的轴压比不宜超过下列数值:
二、三级抗震0.6、一级抗震(7度)0.5。
墙肢轴压比是指重力荷载代表值作用下墙肢承受的轴压力设计值与墙肢的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。
2、短肢剪力墙的轴压比限值:
一级不宜大于0.45、二级0.50、三级0.55,一字形截面的限值应相应减少0.1。
◆砼强度等级:
不应低于C20,带有筒体不应低于C30;
不宜高于C60。
◆截面配筋:
1、竖向和水平钢筋不应单排设置。
截面厚度hw≤400mm时,可双排配筋;
400<截面厚度hw≤700mm时,宜三排配筋;
截面厚度hw>700mm时,宜四排配筋。
各排分布钢筋之间拉筋的间距不应大于600mm,直径不应小于6mm;
在约束边缘构件以外的拉筋间距尚应适当加密。
2、端部纵筋:
墙肢每端的竖向钢筋不宜少于4φ12或2φ16,该处对应的箍筋或拉筋直径不小于6mm(间距250mm)(《砼规》9.4.8);
非抗震设计的剪力墙,墙肢端部应配置不少于4φ12的纵向钢筋,箍筋直径不应小于6mm、间距不宜大于250mm。
(《高规》7.2.16-5);
3、剪力墙竖向及水平分布钢筋采用搭接连接时,一、二级剪力墙的底部加强部位,接头位置应错开,同一截面连接的钢筋数量不宜超过总数量的50%,错开净距不宜小于500mm;
其他情况剪力墙的钢筋可在同一截面连接。
分布钢筋的搭接长度,非抗震设计时不应小于1.2la,抗震设计时不应小于1.2laE。
暗柱及端柱内纵向钢筋连接和锚固要求宜与框架柱相同。
(见《高规》6.5节)
4、竖向和水平分布钢筋:
一般剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率,一、二、三级时均不应小于0.25%,四级和非抗震设计时均不应小于0.20%。
间距均不宜大于300mm;
直径不应小于8mm,并不宜大于墙厚的1/10。
以下特殊部位的剪力墙的水平和竖向分布钢筋应加强,最小配筋率不应小于0.25%,间距不应大于200mm:
房屋顶层剪力墙、长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙、端开间的纵向剪力墙、端山墙;
短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率,底部加强部位一、二级不宜小于1.2%,三、四级不宜小于1.0%;
其他部位一、二级不宜小于1.0%,三、四级不宜小于0.8%。
5、重要部位的剪力墙,水平和竖向分布钢筋的配筋率宜适当提高;
墙中温度、收缩应力较大的部位,水平分布钢筋的配筋率宜适当提高。
(《砼规》9.4.4)
◆边缘构件设置范围:
剪力墙两端和洞口两侧应设置边缘构件,并应符合下列规定:
1,一级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比一级大于0.2,二、三级大于0.3时,以及部分框支剪力墙结构的剪力墙,应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件;
2,除上述所列部位外,剪力墙应设置构造边缘构件;
◆剪力墙约束边缘构件:
剪力墙的约束边缘构件可为暗柱、端柱和翼墙(图6),并应符合下列规定:
1,约束边缘构件沿墙肢的长度lc和箍筋配箍特征值λv应符合表4的要求。
表4约束边缘构件沿墙肢的长度lc及其配箍特征值λv
项目
一级(9度)
一级(6、7、8度)
二、三级
μN≤0.2
μN>0.2
μN≤0.3
μN>0.3
μN≤0.4
μN>0.4
lc(暗柱)
0.20hw
0.25hw
0.15hw
lc(翼墙或端柱)
0.10hw
λv
0.12
0.20
1,μN为墙肢在重力荷载代表值作用下的轴压比,hw为墙肢的长度;
2,剪力墙的翼墙长度小于翼墙厚度的3倍或端柱截面边长小于2倍墙厚时按无翼墙、无端柱查表;
3,lc为约束边缘构件沿墙肢的长度(图7.2.15)。
对暗柱不应小于墙厚和400mm的较大值;
有翼墙或端柱时,不应小于翼墙厚度或端柱沿墙肢方向截面高度加300mm。
图6剪力墙的约束边缘构件
2,剪力墙约束边缘构件阴影部分(图6)的竖向钢筋除应满足正截面受压(受拉)承载力计算要求外,其配筋率一、二、三级时分别不应小于1.2%、1.0%和1.0%,并分别不应少于8φ16、6φ16和6φ14的钢筋(φ表示钢筋直径);
3,约束边缘构件内箍筋或拉筋沿竖向的间距,一级不宜大于100mm,二、三级不宜大于150mm;
箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍。
◆剪力墙的构造边缘构件:
1、构造边缘构件的范围见下图:
图7剪力墙的构造边缘构件
2、最小配筋率应符合下表规定:
抗震等级
底部加强部位
其它部位
纵向钢筋最小量(取较大值)
箍筋
最小直径(mm)
沿竖向最大间距(mm)
一
0.010Ac,6φ16
8
100
0.008Ac,6φ14
150
二
0.006Ac,6φ12
200
三
6
0.005Ac,4φ12
四
0.004Ac,4φ12
250
1,Ac为构造边缘构件的截面面积,即图7.2.16剪力墙截面的阴影部分;
2,符号φ表示钢筋直径;
3,其他部位的转角处宜采用箍筋。
3、箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍。
4,竖向配筋应满足正截面受压(受拉)承载力的要求;
5,当端柱承受集中荷载时,其竖向钢筋、箍筋直径和间距应满足框架柱的相应要求。
◆当剪力墙端部为端柱时,端柱的纵筋和箍筋宜按框架柱的构造要求配置。
◆连梁:
1、跨高比大于5时,按框架梁设计;
2、楼面主梁不宜支承在连梁上;
3、连梁可作刚度折减,折减系数不低于0.5;
4、连梁应进行斜截面抗剪承载力计算,当连梁截面尺寸不满足抗剪要求(剪力设计值超限,其剪压比同上文中墙体的剪压比)时,可如下处理:
①减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施。
②抗震设计剪力墙连梁的弯矩可塑性调幅;
内力计算时已经按上述第3条降低了刚度的连梁,其弯矩值不宜再调幅,或限制再调幅范围。
此时,应取弯矩调幅后相应的剪力设计值校核其是否满足剪力设计值超限的规定;
剪力墙中其他连梁和墙肢的弯矩设计值宜视调幅连梁数量的多少而相应适当增大;
③当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可按独立墙肢的计算简图进行第二次多遇地震作用下的内力分析,墙肢截面应按两次计算的较大值计算配筋。
5、纵筋设置:
①跨高比(l/hb)不大于1.5的连梁,非抗震设计时,其纵向钢筋的最小配筋率可取为0.2%;
抗震设计时,其纵向钢筋的最小配筋率宜符合表5的要求;
跨高比大于1.5的连梁,其纵向钢筋的最小配筋率可按框架梁的要求采用。
表5跨高比不大于1.5的连梁纵向钢筋的最小配筋率(%)
跨高比
最小配筋率(采用较大值)
l/hb≤0.5
0.20,45ft/fy
0.5<l/hb≤1.5
0.25,55ft/fy
(但纵筋在保证受弯承载力的前提下,应越小越好,以使连梁在地震作用下尽早屈服、耗散能量,形成抗震的第一道防线。
②剪力墙结构连梁中,非抗震设计时,顶面及底面单侧纵向钢筋的最大配筋率不宜大于2.5%;
抗震设计时,顶面及底面单侧纵向钢筋的最大配筋率宜符合表6的要求。
如不满足,则应按实配钢筋进行连梁强剪弱弯的验算。
表6连梁纵向钢筋的最大配筋率(%)
最大配筋率
l/hb≤1.0
1.0<l/hb≤2.0
1.2
2.0<l/hb≤2.5
1.5
③顶面、底面纵向受力钢筋伸入墙内的锚固长度,抗震和非抗震设计分别不应小于laEE和la,且不应小于600mm。
6、箍筋设置:
①抗震设计时,沿连梁全长箍筋的构造应符合框架梁梁端箍筋加密区的箍筋构造要求。
②洞口连梁全长配箍:
直径≥6mm,间距≤150;
③顶层连梁纵向水平钢筋伸人墙肢的长度范围内应配置箍筋,箍筋间距不宜大于150mm,直径应与该连梁的箍筋直径相同。
7、腰筋设置:
①连梁高度范围内的墙肢水平分布钢筋应在连梁内拉通作为连梁的腰筋。
连梁范围内,墙体的水平分布筋应作为连梁的腰筋拉通连续配置(一般情况下,连梁腰筋即为墙体水平分布筋)
②连梁截面高度大于700mm时,其两侧面腰筋的直径不应小于8mm,间距不应大于200mm。
③跨高比不大于2.5的连梁,其两侧腰筋的总面积配筋率不应小于0.3%。
④腰筋置于连梁箍筋的外侧。
⑤对于一、二级抗震等级的连梁,当跨高比不大于2.5时,除普通箍筋外宜另配置斜向交叉钢筋。
具体计算和构造要求详见《砼规》11.7.10、11.7.11条。
◆开洞、错洞:
1,剪力墙开有边长小于800mm的小洞口、且在结构整体计算中不考虑其影响时,应在洞口上、下和左、右配置补强钢筋,补强钢筋的直径不应小于12mm,截面面积应分别不小于被截断的水平分布钢筋和竖向分布钢筋的面积;
2,穿过连梁的管道宜预埋套管,洞口上、下的截面有效高度不宜小于梁高的1/3,且不宜小于200mm;
被洞口削弱的截面应进行承载力验算,洞口处应配置补强纵向钢筋和箍筋,补强纵向钢筋的直径不应小于12mm。
3、剪力墙面内边长小于300mm的洞口要按要求预留;
4、洞口错开时,宜将连梁锚入暗柱内,形成暗框架。
◆楼盖:
1、高度超过50m时,宜采用现浇楼盖;
2、房屋高度不超过50m时,6、7度抗震设计时可采用装配整体式楼盖,且应符合下列要求:
①无现浇叠合层的预制板,极端搁置在梁上的长度不宜小于50mm。
②预制板板端宜预留胡子筋,其长度不宜小于100mm。
③预制空心板孔端应有堵头,堵头深度不宜小于60mm,并应采用强度等级不低于C20的混凝土浇灌密实。
④楼盖的预制板板缝上缘宽度不宜小于40mm,板缝大于40mm时应在板缝内配置钢筋,并宜贯通整个结构单元。
现浇板缝、板缝梁的混凝土强度等级宜高于预制板的混凝土强度等级。
⑤楼盖每层宜设置钢筋混凝土现浇层。
现浇层厚度不应小于50mm,并应双向配置直径不小于6mm、间距不大于200mm的钢筋网,钢筋应锚固在梁或剪力墙内。
2、现浇楼盖砼强度宜在C20~C40之间,板厚可按跨度的1/35~1/45采用;
3、房屋的顶层、结构转换层、大底盘多塔楼结构的底盘顶层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。
4、一般楼层现浇楼板厚度不应小于80mm,当板内预埋暗管时不宜小于100mm;
顶层楼板厚度不宜小于120mm,宜双层双向配筋;
5、转换层楼板应符合《高规》第10章的有关规定;
6、普通地下室顶板厚度不宜小于160mm;
作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。
7、楼板开大洞削弱后,如下措施予以加强:
①加厚洞口附近楼板,提高楼板配筋率,双层双向布筋,加配斜向钢筋;
②洞口边缘设边梁、暗梁;
③楼板洞口角部配置斜向钢筋。
◆施工图绘制
l、地上和地下部分,剪力墙的水平分布筋均在竖向分布筋之外侧。
2、设计说明:
①剪力墙的底部加强区的范围;
②剪力墙的拉筋为φ6@600,底部加强区为φ6