抗震墙结构设计探讨_部分框支抗震墙结构

　　【摘 要】抗震墙结构目前是建筑中非常常用的结构形式，近几年得到了迅猛发展。如何对抗震墙的用量进行合理分析和抗震墙的结构设计做出科学研究，具有重大的意义。本文就抗震墙的结构设计做了简要的分析，并提出了相应的观点。
　　【关键词】抗震墙；构件设计；计算；高层建筑
　　一、抗震墙结构的特点
　　抗震墙结构是由一系列的纵向横向钢筋混凝土墙和楼板组合在一起的空间盒子式的结构体系。墙体用以承担重力荷载及水平荷载（风荷载和地震作用）。同时兼做建筑物的围护（外墙）和内部各房间的分隔构件（内墙）。在《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002和《混凝土结构设计规范》GB50010—2002中，对地震区及非地震区的这类墙统称抗震墙；在《建筑抗震设汁规范》GB50011—2010中对地震区的抗震墙则称之为抗震墙。国外有的文献中将这类墙称为结构墙。抗震墙结构——般为现浇，其整体性好。但是，由于受楼板跨度的限制，抗震墙间距不能太大，故具有平面布置不灵活，不能很好地满足大开间建筑的使用要求，所以，比较适合于作宅、公寓、旅馆、医院病房楼等平面墙体布置较多的建筑。
　　二、抗震墙结构设计
　　（1）在平面上，抗震墙宜沿主轴力向或其他方向双向布置，均匀对称、拉通对直，纵横墙宜在相交成L形、T形或工形，应避免仅有单片墙的布置形式，以便其具有较好的空间工作性能，并宜使各个方向的抗侧刚度相接近。（2）为避免抗震墙发生少脆性剪切破坏，应限制抗震墙长度，为此，对较长的抗震墙，可用由弱连梁分隔的洞口将其划分成较均匀的墙段，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2，墙肢截面高度不应大于8m。（3）对矩形截面独立墙肢，截面高度与墙厚之比不宜小于5，一般抗震墙，墙肢截面高度与厚度之比大于8；墙肢截向高度与厚度之比为5～8的抗震墙叫做短肢抗震墙。（4）抗震墙上的洞口宜上下对齐，成列布置，以形成明确的墙肢与连梁，宜避免使墙肢相差悬殊的洞口设置，抗震设计时，一、二、三级抗震等级抗震墙的底部加强部位不宜采用错洞墙；一、二、二级抗震等级抗震墙，均不宜采用叠合错洞墙。（5）抗震墙间距取决于房间开间尺寸以及楼板跨度。一般为3～8m。抗震墙间距过小，将导致结构重量、刚度过大，从而使结构所受地震作用增大。为适当减小结构刚度与重量，在可能的条件下，抗震墙间距可尽量取较大值。（6）为避免结构竖向刚度突变，抗震墙宜上下连续，贯通到顶并逐渐减小厚度抗震墙截面尺寸和混凝土强度等级不宜在同一高度处同时改变，一般宜相隔2～4层。混凝土强度等级沿结构竖向改变时，每次降低幅度且控制在5～10MPa内。（7）应控制抗震墙平面外的弯矩，以保证抗震墙平面外的稳定性。当抗震墙与墙平面外的楼面梁相连时，为抵抗梁端弯矩对墙的不利影响，应沿梁轴方向设置与梁相连的抗震墙，抵抗该墙肢平面外的弯矩。扶壁柱与暗柱宜按计算确定其配筋。必要时，抗震墙内可设置型钢。
　　三、抗震墙截面结构设计
　　抗震墙正截面承载力计算方法与偏心受力柱类似。所不同的是在墙肢内，除了端部集中配筋外还有竖向分布钢筋。此外，纵横向抗震墙常常连成整体共同工作，纵向抗震墙的一部分可以作为横向抗震墙的翼缘，同样，横向抗震墙的一部分也可以作为纵向抗震墙的翼缘。因此、抗震墙肢常按T形截面或I形截面设计。试验表明，抗震墙在水平反复荷载作用下，其正截面承载力并不下降。因此，无论有无地震作用，抗震墙正截面承载力的计算公式是相同的。大小偏压的判别条件与偏心受压柱相同，抗震墙一般不可能出现小偏心受拉，规范也不允许发生小偏心受拉破坏。
　　四、抗震墙结构承载力计算
　　抗震墙结构随着墙肢弯矩分布特点的改变和开洞大小的不同，结构内力与位移的计算方法与计算简图的选取也不同。试验表明抗震墙在反复水平荷载作用下，其斜截面承载力比单调加载降低15％～20％。规范将静力受剪承载力计算公式除以0.8作为抗震设计时的受剪承载力计算公式。对于抗震等级为一、二、三级的抗震墙，为保证墙肢塑性铰不过早发生剪切破坏，应使墙肢截面的受剪承载力大于其受弯承载力。在墙肢底部H/8范围内，剪力设计值按下列规定取值：一级抗震等级——VW=1.6V；二级抗震等级——VW=1.4V；三级抗震等级——VW=1.2V。上式中，V为考虑地震作用组合抗震墙计算部位的剪力值。其他部位的剪力设计值均取VW=1.0V，同时，为了避免抗震墙斜压破坏，墙肢结构设计中应满足下列要求：无地震作用时，剪跨比>2时；有地震作用，剪跨比<2时。
　　参 考 文 献
　　[1]唐兴荣．高层建筑转换层结构设计与施工[J]．北京：中国建筑工业出版社，2002
　　[2]林树枝．高层建筑结构工程实践[J]．北京：中国建筑工业出版社，2006
　　[3]李国胜．多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例
　　[J]．北京：中国建筑工业出版社，2004