框架柱及剪力墙结构设计.docx
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框架柱及剪力墙结构设计
框架柱及剪力墙结构设计
编写:
黄恩才
2011年02月
第一部分 框架柱结构设计
一、框架柱的受力特点
楼面荷载通过楼板传递到梁后,需要经过柱传递到基础,荷载向下传递过程中对柱会产生压力,因此受压是框架柱最重要的受力特点。
楼面荷载在梁内传递过程中对梁会产生弯矩,为平衡梁端弯矩,柱也会受到弯矩的作用。
此外,当结构受到风荷载或地震作用时,框架柱还要传递剪力,以及剪力产生的弯矩。
因此,框架柱受到的内力有压力、剪力及弯矩,图一是框架在竖向荷载下的受力简图。
图一 框架柱在竖向荷载作用下的内力简图
二、框架柱的截面选择
柱的截面选择与其受力特点有关,为保证柱在受压的前提下,还能发挥其抗剪、抗弯能力,需要将柱受到的压力限制在一定范围内,通常采用轴压比这个指标来定义这个限值。
轴压比是一个比值,其分子项为柱所受到的压力,分母项为柱的砼抗压能力,计算公式为:
轴压比=N/fc*A
式中N为轴压力,A为柱截面面积,fc*A为承载力。
以C25砼为例,一根截面为1000mmx1000mm的砼柱,其受压承载力=fc*A=11.9x1000x1000=11900000N=11900kN=1190t,若此柱受到的压力为11900kN,此时轴压比为
N/fc*A=11900/11900=1.0
若控制此柱的轴压比为0.8,说明该柱还有20%的安全储备。
因此轴压比实际反映了构件抗压承载力的发挥程度,轴压比越小,构件的安全储备越高(抗震概念上称延性越好)。
关于延性:
延性是指材料超过弹性极限后破坏前抵抗变形的能力。
影响延性的因素很多,以下仅讨论与轴压比的关系:
框架柱同时受到压力、剪力及弯矩的作用,破坏形式有两种,小偏心受压破坏和大偏心受压破坏。
大偏心受压破坏是受拉钢筋先屈服然后混凝土被压碎,实际是受拉破坏,属于延性破坏。
小偏心受压破坏由于混凝土压碎而产生,不发生钢筋受拉破坏,属于脆性破坏。
构件轴压比越小,意味着受到的压力越小,构件发生小偏心受压破坏的可能性越小,发生大偏心受压的弯曲破坏可能性越大,符合抗震设计中延性设计的原则。
轴压比与柱截面有关,因此通过轴压比指标可以确定框架柱截面的大小。
现行抗震规范对轴压比的规定如表一,框架柱轴压比不宜超过表中数值,且不应大于1.05。
建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,表中数值应适当减小。
表一 柱轴压比限值表
结构类型
抗震等级
一
二
三
四
框架结构
0.65
0.75
0.85
0.9
框剪结构
0.75
0.85
0.90
0.95
框支结构
0.6
0.7
表中红色数字表示新抗规的要求,与原规范相比,新规范的变化主要体现在两个方面,一是四级框架柱的限值由1.05调整到0.9和0.95,二是框架结构减小了0.05。
注意表中限值适用于剪跨比大于2、砼强度等级不高于C60的框架柱。
剪跨比不大于2的框架柱,表中限值应降低0.05。
砼强度等级高于C60时,按抗规附录B设计。
设置芯柱或箍筋加大加密时,可提高柱的变形能力,此时轴压比限值可适当放宽,详规范6.3.6条的注解3、4条。
从该表可以看出,不同结构体系中的框架柱,轴压比限值不同。
抗震等级越高,或者说要求在结构中发挥作用越大的框架柱,其安全储备要求越高。
关于抗震等级:
抗震等级反映了对结构的抗震要求。
由于构件在结构中发挥的作用不同,同一结构不同构件、同一构件在不同结构体系中的抗震要求可能不同。
如框剪结构中的框架,其抗震要求就可低于框架结构中的框架,原因是框剪结构中主要是剪力墙发挥作用。
柱截面大小与轴压比有关,轴压比影响到框架柱的延性,因此如何正确计算轴压比在框架柱设计中很重要。
计算轴压比时轴力N取考虑地震作用组合的设计值,按抗规5.4.1条确定。
按抗规6.3.6注解1条,无需进行地震作用计算的结构,可取无地震作用组合的轴力设计值。
按抗规5.1.6-1条,6度区部分建筑可不进行截面抗震验算。
根据5.1.6条文说明,当地震作用在结构设计中基本上不起控制作用时,以及被地震经验所证明者,可不做抗震验算。
考虑到电算速度较快,无论地震作用是否起控制作用,建议均进行地震作用计算。
例如彰武项目,裙楼为四层商业,框架结构,6度,Ⅱ类场地,乙类建筑,框架抗震等级为三级,查表一,框架柱轴压比限值为0.85。
采用SATWE计算,考虑地震作用时框架柱的最大轴压比为0.81,不考虑地震作用时最大轴压比为0.94>0.81。
出现这种情况与工程条件有关,该工程为多层建筑,地震烈度低,活荷载较大。
考虑地震作用时,按抗规5.4.1条,荷载效应组合的设计值为
S=1.2重力荷载代表值+1.3水平地震作用
=1.2(恒载+0.5活载)+1.3水平地震作用
=1.2恒载+0.6活载+1.3水平地震作用 (式一)
不考虑地震作用时,按荷载规范3.2.3条,由可变荷载效应控制时,荷载效应组合的设计值为
S=1.2恒载+1.4活载+1.4x0.6风 (式二)
比较式一和式二,当地震作用较小,活荷载较大时,式二的计算结果可能大于式一,说明框架柱轴力的最不利组合设计值为非地震作用组合。
注意按表一验算轴压比时轴力N并不一定是最不利组合,当最不利组合设计值N为非地震组合时,应按抗规6.3.6注解5条控制轴压比,即要求轴压比≤1.05即可。
本项目按考虑地震作用轴压比0.81<0.85,满足要求。
若按不考虑地震作用,0.94<1.05,也满足要求。
若用非地震组合值0.94与0.85比较,将导致柱截面加大,不经济。
PKPM完成结构计算后,会提供框架柱的轴压比计算结果,显示在框架柱的左上方,为一带括号的数字,如图二为某框架柱的SATWE计算结果,该柱的轴压比0.17。
该框架柱的抗震等级为一级,轴压比满足表一的要求。
图二 框架柱计算结果 图三 框架柱施工图
根据SATWE轴压比计算结果及规范限值可调整框架柱截面大小。
初步设计时,也可按20kN/m2的楼层荷载估算柱截面。
例如某4层框架,柱网8X8m,每层柱承担的荷载为20X8X8=1280kN,4层荷载传至柱底的压力N=1280X4=5120kN。
若轴压比控制为0.8,砼等级取C40,那么柱截面面积A=5120X1000/(19.1X0.8)=335078mm2,柱截面可取600x600mm。
当某框架柱的轴压比超出规范限值时,SATWE计算结果中“超配筋信息”会提示哪个编号的框架柱轴压比不满足要求,这时可考虑提高砼等级或加大柱截面。
轴压比仅是控制柱最小截面,保证框架柱的基本延性。
柱子最终截面还与楼层高度(失稳)、结构侧向刚度(控制位移)、甚至框架梁宽度有关,如当框架梁截面较宽时,为方便梁纵筋锚入柱内,尽管轴压比较小,也可能取较大的柱截面。
对于低层建筑,当梁跨度较大时,尽管柱受到的压力不大,通常采用截面宽度大于梁宽的框架柱,此时轴压比不起控制作用。
三、框架柱的构造要求
除了限制轴压比外,抗震设计对框架柱还有其它构造要求,详抗震规范6.3.5~6.3.10条,简单介绍如下:
1、截面尺寸:
柱截面的宽度和高度(圆柱的直径),四级或不超过2层时不宜小于300(350),一、二、三级且超过2层不宜小于400(450)。
2、纵筋最小配筋率:
同其它砼构件一样,框架柱纵筋也有最小配筋率要求。
不同位置、不同抗震等级的框架柱纵筋最小配筋率列于表二。
表二 框架柱最小配筋率
类别
抗震等级
一
二
三
四
中柱和边柱
0.95(1.05)
0.75(0.85)
0.65(0.75)
0.55(0.65)
角柱、框支柱
1.15
0.95
0.85
0.75
注:
(1)该表用于钢筋强度标准值为400MPa。
钢筋强度标准值>400MPa时,表中数值可减小0.05。
(2)表中括号内数值用于框架结构的柱。
(3)框架柱每侧纵筋配筋率尚不应小于0.2%。
(4)以下情况,表中数值应增加0.05:
①IV类场地且较高的高层建筑;②钢筋强度标准值小于400MPa;③砼等级高于C60。
3、延性要求:
除限制轴压比外,为保证强剪弱弯,提高构件变形能力,要求柱端箍筋加密。
加密区范围、箍筋直径和间距及肢距、箍筋体积配筋率均有要求。
还要求纵筋配筋率不应过大,一般框架柱不应大于5%,框支柱配筋率不宜大于4.0%,剪跨比不大于2的一级框架柱,其每侧纵筋配筋率不宜大于1.2%。
柱箍筋加密区的体积配箍率应符合下式要求:
ρv=λv*fc/fyv, λv查抗规表6.3.9
fc为砼抗压强度设计值,强度等级低于C35时,按C35计算,因此建议框架柱采用砼等级不小于C35。
fyv为箍筋抗拉强度设计值,超过360MPa时按360MPa计算。
fyv越大,ρv越小。
为减小箍筋用量,柱箍筋应采用高强度钢筋。
实配箍筋的体积配箍率按砼规范7.8.3条计算:
ρv=Asv*∑L/Acor*s,
其中Asv为箍筋面积,∑L为截面内所有箍筋长度之和,Acor为外圈箍筋内表面(也就是纵筋外边界)面积,s为箍筋沿竖向间距。
注意按新抗规,不用扣除重叠部分的箍筋体积。
例题:
试求图二框架柱加密区的体积配箍率ρv,砼等级为C40,砼保护层为30,配筋详图三。
图三 框架柱施工图
按砼规范式7.8.3-2:
Acor=(600-2x30)2=291600
ρv=4x78.5x(600-2x30)x2+4x78.5x200/(291600x100)=1.37%
该柱的轴压比0.17,查抗规表6.3.9,一级框架柱λv=0.10。
查砼规范表4.1.4,C40砼抗压强度设计值fc=19.1MPa,查表4.2.3-1,fyv=360。
故λv*fc/fyv=0.1x19.1/360=0.53%,按抗规6.3.9-3-1)条,一级框架柱加密区的体积配箍率尚不应小于0.8%。
现实配ρv=1.49%>0.8%,满足要求。
若按08规范扣除重叠部分箍筋体积,则
ρv=4x78.5x(600-2x30)x2/(291600x100)=1.16%
仍可满足规范要求。
4、施工要求:
为保证砼浇筑质量,柱纵筋净距不小于50mm。
四、框架柱配筋设计
从前面分析可知,框架柱主要传递以下内力:
压力、弯矩和剪力。
压力由砼、纵筋及箍筋承担,其中砼及纵筋由计算确定,箍筋主要起约束作用,防止纵筋发生压屈破坏,提高砼变形能力从而提高柱延性。
弯矩产生的拉力由纵筋承担,纵筋可按压弯构件计算确定。
剪力由箍筋承担,同样由压弯构件计算确定。
PKPM可以完成框架柱的内力及配筋计算,我们主要是根据其计算结果进行施工图绘制,SATWE计算前需要确定柱的计算参数,可在SATWE中定义,图四为配筋参数:
图四 SATWE参考设置
SATWE计算的框架柱配筋包括6个结果,其单位为cm2,以图二为例,数值2.6表示该框架柱角筋的面积不小于2.6cm2,即260mm2。
(注:
采用单偏压算法时角筋可不受此值控制。
)
图二 框架柱计算结果
数值9表示该框架柱X方向每边纵筋的总面积不小于900mm2。
数值18表示框架柱Y方向每边纵筋的总面积不小于1800mm2。
数值1.8表示该框架柱节点域配置的箍筋面积在X、Y两个方向均不小于180mm2,默认箍筋间距为100。
数值G2.3表示框架柱加密区配置的箍筋面积在X、Y两个方向均不小于230mm2,默认箍筋间距为100。
数值0.6表示框架柱非加密区配置的箍筋面积在X、Y两个方向均不小于60mm2,默认箍筋间距为100。
若实配箍筋在非加密区采用200间距时,要求箍筋面积为60X2=120。
根据SATWE计算结果,该柱配筋过程如下:
1.确定箍筋肢距:
根据抗规6.3.9条,一级抗震柱箍筋肢距不大于200,该框架柱截面为600X600,肢数取4可满足要求。
2.确定箍筋直径及间距:
根据抗规6.3.7-2条,一级抗震柱箍筋直径不小于10,如取直径为10,则箍筋面积=4X78.5=314>230>180>120,若实配10@100/200(4),可满足加密区、节点域及非加密区的计算要求。
(注:
SATWE箍筋计算结果已考虑体积配箍率)
3.确定纵筋根数及直径:
该柱采用4肢箍,因此纵筋首先按4根考虑,X方向需要的纵筋直径为900/4=225,采用418即可,图三配筋为225+222,面积为2X(490+380)=1740,偏大。
Y方向需要的纵筋直径为1800/4=450,可采用425,图三中Y方向配筋为面积也为1740,略偏小。
五、框架柱施工图的绘制方法
目前结构施工图通常采用平法方法绘制,也就是按照国家标准图集〈〈混凝土结构施工平面整体表示方法制图规则和构造详图〉〉(03G101-1)绘制施工图,框架柱采用平法绘制有两种方式,截面注写和列表注写方式。
图三的框架柱施工图称为截面注写方式,更常用的是采用列表注写方式,如表三所示。
表三 框架柱表
柱号
标高
bxh
角筋
b边一侧中部筋
h边一侧中部筋
箍筋
类型号
箍筋
KZ1
14.050~
21.600
600x600
4D25
2D22
2D22
1(4x4)
d10@100/200
对于某层框架柱,即使柱截面都相同,各柱的计算结果往往不同。
截面不同,或截面相同但纵筋不同,或截面纵筋相同但箍筋不同的各种计算结果,会导致框架柱编号种类繁多。
为简化施工图绘制,要对框架柱进行归并,以下归并原则可供参考:
1.截面相同编为同一主编号,如600X600的柱都编号为KZ1,并尽量使用相同肢数的箍筋,如都采用4X4肢箍,纵筋或箍筋不同加副编号,如KZ1a,KZ1b。
2.纵筋都是构造配筋的柱编为同一个号,其它纵筋不同的柱可按20%的归并率编为同一个号。
箍筋不同时编号原则类似。
3.角柱最好编为同一个号。
4.个别柱配筋(如楼梯间柱)或标高不同时也可在平面图中单独标注,不一定要列表表示。
六、框架柱设计容易出现的问题
1.未考虑梁柱偏心影响:
按抗规6.1.5条,梁柱偏心较大时应计入偏心的影响。
建模时应按实际偏心输入梁柱。
2.角柱定义:
按抗规6.2.6条,一、二、三、四级抗震的角柱,剪力及弯矩应至少放大10%。
应在SAWTE特殊构件定义菜单中的特殊柱一栏指定角柱,如图五。
图五 SATWE特殊构件定义
3.角柱加密:
按抗规6.3.9-1-4)条,一、二级框架的角柱应全高加密。
4.短柱加密:
按抗规6.3.9-1-4)条,短柱应全高加密。
短柱的体积配箍率不应小于1.2%,详抗规6.3.9-3-3)条或高规6.4.7条。
什么是短柱:
短柱是指剪跨比λ≤2的框架柱,λ=M/(Vh0),对于框架结构标准层,可取λ=Hn/(2h0),也就是说,柱净高度小于柱截面高度的4倍时,即为短柱。
特别注意楼梯间框架柱,由于平台标高与楼面不同,很容易形成短柱。
5.短柱轴压比:
短柱的轴压比限值要求更严格,具体规定详抗规6.3.6条的注解2。
6.核心区箍筋计算值大于加密区,要注意表达核芯区箍筋。
列表中可增加一列表示核芯区箍筋,相差不多时也可将加密区箍筋增大。
7.纵筋根数与箍筋肢数:
列表平法图不表示柱钢筋的具体位置,建议纵筋根数与箍筋肢数相同,保证钢筋肢距不容易出错。
第二部分 剪力墙结构设计
一、剪力墙的特点
(一)从框架柱到剪力墙
顾名思义,剪力墙是抵抗剪力的墙体。
剪力可能由风力或地震产生,当剪力由地震引起时,称为抗震剪力墙或简称抗震墙。
墙体可以采用各种结构材料,如砌体或钢筋混凝土,本文仅讨论钢筋混凝土抗震墙,下文所出现的剪力墙一词均指钢筋混凝土抗震墙。
从字面上看,剪力墙是为抵抗剪力而设置的,实际上,结构受到的剪力越大,说明水平荷载(风力或地震作用)越大,当建筑物较高时,结构对抵抗变形的要求要高于对抵抗剪力的要求。
以一根高度为H的悬臂梁受到均布荷载q为例(图六),其顶点位移和基底剪力分别为:
结构顶点位移:
△=qH4/(48EI)
结构底部剪力:
V=qH
图六 悬臂梁受到均匀荷载作用
从上式可以看出,结构底部剪力与结构高度H成正比,顶点位移则与结构高度H的4次方成正比。
当结构高度增大,结构位移会急剧增大,因此水平荷载对结构的影响更主要的是体现在结构位移上。
另一方面,结构通过其刚度来抵抗变形,结构变形与刚度成反比,刚度(EI)则由材料弹性模量和截面惯性矩决定。
对于高层建筑,为抵抗水平荷载下的巨大变形,结构构件截面必须具有很大的惯性矩。
剪力墙的惯性矩要远远大于框架柱,以400X400的框架柱和400X3000的剪力墙为例(图七)说明二者的差别。
图七 框架柱和剪力墙截面
二者的惯性矩分别为:
柱:
I=bh3/12=0.44/12=0.002m4
剪力墙:
I=0.4X33/12=0.9m4,6.25/0.0108=422
惯性矩与截面高度的3次方成正比,剪力墙的刚度是框架柱的400倍以上,即使剪力墙厚度减小为200,刚度仍为框架柱的200倍多。
因此,高层建筑结构通常需要设置剪力墙。
平面外刚度:
上述剪力墙惯性矩I=0.9m4是按b=0.4m,h=3.0m计算出来的,截面高度h取的是剪力墙墙长方向的尺寸,刚度EI称为剪力墙平面内刚度。
若取截面高度为剪力墙墙厚方向,相应的刚度称为平面外刚度,此时惯性矩
I=3X0.43/12=0.016m4,0.016/0.9=0.0178
也就是说,剪力墙平面外刚度只有平面内刚度的1/56。
由于剪力墙平面外刚度远远小于平面内刚度,结构分析中,通常忽略其平面外刚度,认为剪力墙只承担平面内方向的水平荷载。
水平荷载(风或地震作用)往往沿结构两个方向(X和Y)发生,因此结构必须在两个方向都设置剪力墙。
(二)剪力墙的特点
从形状上看,剪力墙可看作一面竖向放置的楼板,从抵抗竖向力的角度来说,它可以看作拉长了的框架柱,从抵抗侧向力的角度来说,它可以看作一根竖向悬臂梁。
与楼板相似,由于表面积较大,剪力墙容易出现温度收缩裂缝,因此剪力墙通常配置有双层双向的分布筋。
与框架柱类似,为保证受压构件在竖向力作用下具有一定的延性,剪力墙也要控制轴压比。
与框架柱相比,剪力墙受压时具有以下不同点:
第一,剪力墙需要发挥的作用更大,因此轴压比要求比框架柱更严。
第二,剪力墙一般较薄,在压力作用下容易失稳。
此外,剪力墙受到的竖向力是楼板传递的,这些作用力可能具有一定的偏心,对剪力墙产生平面外弯矩,因此剪力墙的竖向分布筋除了抵抗温度应力之外,还具有抵抗平面外弯矩的作用。
与悬臂梁类似,剪力墙要抵抗侧向力(水平荷载)产生的剪力和弯矩,因此剪力墙的水平分布筋除了抵抗温度应力之外,还需要抵抗剪力。
为了抵抗平面内弯矩,剪力墙的端部应集中配置一部分纵筋,除此之外,墙身竖向分布筋也能抵抗一部分平面内弯矩。
根据以上分析,剪力墙身兼数职,具有板、梁、柱的受力特点,设计时要针对这些特点进行分析。
二、剪力墙布置
剪力墙是为抵抗变形而设置的,因此剪力墙布置首先要满足结构位移的要求。
高层建筑的位移要求详现行高规4.6.3条,高度不大于150m的建筑,其位移限值如表四所示。
表四 楼层层间最大位移与层高之比的限值
结构类型
△u/h(层间位移角)
框架
1/550
框-剪、框-筒
1/800
筒中筒、剪力墙
1/1000
框支层
1/1000
如前所述,为抵抗结构变形,剪力墙在平面上必须具有足够的长度。
抗震设计中由于结构受力的复杂性,除了要满足结构刚度外,剪力墙的数量、平面位置的选择与许多因素有关,比如建筑功能要求、结构扭转控制等。
剪力墙结构:
这种结构的剪力墙较多,结构刚度大,承载力高,结构位移一般都能满足规范要求。
以剪力墙住宅为例,剪力墙布置原则主要有两种,一是以结构侧向刚度为指标,刚度足够即可,结构位移角控制在规范限值附近,约1/1200~1/1500,这种设计原则下剪力墙数量一般较少,可以降低钢筋设计用量。
二是考虑施工简化原则,尽量将建筑主要墙体都采用剪力墙,结构的整体指标通过调整连梁高度来解决,这种设计原则可以减少后砌填充墙数量,缩短施工工期。
框架-剪力墙结构:
框剪结构是在框架结构中加入剪力墙的结构,由于剪力墙的刚度远大于框架柱,剪力墙的布置会显著的改变整个结构的刚度布置。
剪力墙的布置除了满足层间位移角外,应注意控制结构扭转指标。
框架-筒体结构:
这种结构的筒体位置由建筑专业决定,结构布置主要集中在筒体内部,剪力墙的布置原则与框剪结构相似。
在平面布局上,各段剪力墙长度应比较相近,使结构各部分受力均匀。
对长墙(墙长大于8m),可通过开洞分成较短的剪力墙,采用跨高比>6的弱连梁连接,各墙段高宽比(剪力墙总高/墙长)宜≥3,使剪力墙在水平荷载下的变形以弯曲为主,避免剪切破坏。
关于高宽比:
将剪力墙看作一根悬臂梁,在水平荷载作用下其破坏形式与剪跨比λ有关,当λ≥2时一般发生弯曲破坏。
近似将地震作用认为沿高度成倒三角形分布,最大值为q,剪力墙高度为H。
底部剪力和弯矩为
V=qH/2,M=V*2H/3
剪跨比λ=M/V*hw=2H/3hw,其中hw为墙长。
若λ≥2,有H/hw≥3。
因此各墙段高宽比≥3时,剪力墙以弯曲变形为主,延性较好,此种墙体通俗地称为高墙,高宽比<3时,则称为矮墙。
剪跨比实际反映了是设计高墙还是矮墙的问题。
墙高、墙长等定义见图九。
关于弱连梁:
连梁跨高比≥5时,连梁以弯曲变形为主,剪切变形忽略不计。
这种连梁由于线刚度较小,对剪力墙约束较弱,在水平荷载作用下对结构侧向刚度影响较小,因此认为这种梁主要承担竖向荷载。
按高规7.1.8条,弱连梁按框架梁设计。
强连梁:
连梁跨高比≤2.5,此种梁以剪切变形为主,弯曲变形忽略不计。
这种连梁对剪力墙约束很强,主要承担水平荷载,竖向荷载下的弯矩非常小。
SATWE计算模型中剪力墙连梁有两种输入方式:
开洞形成连梁、剪力墙之间用主梁连接。
对于强连梁,应按开洞方式形成连梁。
对于弱连梁,应采用梁输入的方式。
对于跨高比在2.5和5之间的连梁,两种方式均可,但要注意二者对结构刚度影响较大,原因是开洞方式采用壳单元模拟连梁,连刚度与单元划分有关,输入梁方式采用梁单元,刚度计算方法与壳单元不同。
注意按连梁设计,梁刚度可以折减,折减系数一般取0.5~0.8。
按框架梁设计,梁刚度应放大,放大系数一般取1.5~2.0。
因此按连梁设计和按框架梁设计,刚度计算结果可能差别很大。
三、剪力墙墙厚
剪力墙的厚度与框架柱截面大小一样,与轴压比有关。
与框架柱不同的是,剪力墙厚度一般较小,因此在压力的作用下,还应保证其稳定性。
抗规6.4.2条要求剪力墙轴压比不超过表五的限值。
注意计算剪力墙的轴压比时,轴力N不考虑地震作用组合,与计算框架柱轴压比取值不同。
轴压力设计值N是指重力荷载代表值作用下的,根据抗规6.4.2条文说明,N=1.2GE,GE为重力荷载代表值,可根据抗规5.1.3条计算,一般取GE=(Gk+0.5Qk)。
表五 剪力墙轴压比限值表
部位
抗震等级
一级(9度)
一级(7、8度)
二、三级
底部加强区
0.4
0.5
0.6
注:
原抗规仅对底部加强区有轴压比要求,且对三级无要求。
短肢剪力墙轴压比要求更严,详高规7.1.2条。
从表五看出,剪力墙的轴压比限值小于框架柱的值,原因是剪力墙的重要性大于框架柱,安全储备要求高。
初步确定剪力墙厚度时,可查表六。
表六 剪力墙最小厚度(mm)
部位
墙类型
一、二级
三、四级
底部加强部位
有端柱或翼墙
h/16,200
h/20,160
无端柱或翼墙
h/12,200
h/16,180
其他部位