抗震墻結構設計探討

【摘 要】抗震墻結構目前是建筑中非常常用的結構形式，近幾年得到了迅猛發展。如何對抗震墻的用量進行合理分析和抗震墻的結構設計做出科學研究，具有重大的意義。本文就抗震墻的結構設計做了簡要的分析，并提出了相應的觀點。

【關鍵詞】抗震墻；構件設計；計算；高層建筑

一、抗震墻結構的特點

抗震墻結構是由一系列的縱向橫向鋼筋混凝土墻和樓板組合在一起的空間盒子式的結構體系。墻體用以承擔重力荷載及水平荷載（風荷載和地震作用）。同時兼做建筑物的圍護（外墻）和內部各房間的分隔構件（內墻）。在《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3—2002和《混凝土結構設計規范》GB50010—2002中，對地震區及非地震區的這類墻統稱抗震墻；在《建筑抗震設汁規范》GB50011—2010中對地震區的抗震墻則稱之為抗震墻。國外有的文獻中將這類墻稱為結構墻。抗震墻結構——般為現澆，其整體性好。但是，由于受樓板跨度的限制，抗震墻間距不能太大，故具有平面布置不靈活，不能很好地滿足大開間建筑的使用要求，所以，比較適合于作宅、公寓、旅館、醫院病房樓等平面墻體布置較多的建筑。

二、抗震墻結構設計

（1）在平面上，抗震墻宜沿主軸力向或其他方向雙向布置，均勻對稱、拉通對直，縱橫墻宜在相交成L形、T形或工形，應避免僅有單片墻的布置形式，以便其具有較好的空間工作性能，并宜使各個方向的抗側剛度相接近。（2）為避免抗震墻發生少脆性剪切破壞，應限制抗震墻長度，為此，對較長的抗震墻，可用由弱連梁分隔的洞口將其劃分成較均勻的墻段，每個獨立墻段的總高度與其截面高度之比不應小于2，墻肢截面高度不應大于8m。（3）對矩形截面獨立墻肢，截面高度與墻厚之比不宜小于5，一般抗震墻，墻肢截面高度與厚度之比大于8；墻肢截向高度與厚度之比為5～8的抗震墻叫做短肢抗震墻。（4）抗震墻上的洞口宜上下對齊，成列布置，以形成明確的墻肢與連梁，宜避免使墻肢相差懸殊的洞口設置，抗震設計時，一、二、三級抗震等級抗震墻的底部加強部位不宜采用錯洞墻；一、二、二級抗震等級抗震墻，均不宜采用疊合錯洞墻。（5）抗震墻間距取決于房間開間尺寸以及樓板跨度。一般為3～8m?？拐饓﹂g距過小，將導致結構重量、剛度過大，從而使結構所受地震作用增大。為適當減小結構剛度與重量，在可能的條件下，抗震墻間距可盡量取較大值。（6）為避免結構豎向剛度突變，抗震墻宜上下連續，貫通到頂并逐漸減小厚度抗震墻截面尺寸和混凝土強度等級不宜在同一高度處同時改變，一般宜相隔2～4層?；炷翉姸鹊燃壯亟Y構豎向改變時，每次降低幅度且控制在5～10MPa內。（7）應控制抗震墻平面外的彎矩，以保證抗震墻平面外的穩定性。當抗震墻與墻平面外的樓面梁相連時，為抵抗梁端彎矩對墻的不利影響，應沿梁軸方向設置與梁相連的抗震墻，抵抗該墻肢平面外的彎矩。扶壁柱與暗柱宜按計算確定其配筋。必要時，抗震墻內可設置型鋼。

三、抗震墻截面結構設計

抗震墻正截面承載力計算方法與偏心受力柱類似。所不同的是在墻肢內，除了端部集中配筋外還有豎向分布鋼筋。此外，縱橫向抗震墻常常連成整體共同工作，縱向抗震墻的一部分可以作為橫向抗震墻的翼緣，同樣，橫向抗震墻的一部分也可以作為縱向抗震墻的翼緣。因此、抗震墻肢常按T形截面或I形截面設計。試驗表明，抗震墻在水平反復荷載作用下，其正截面承載力并不下降。因此，無論有無地震作用，抗震墻正截面承載力的計算公式是相同的。大小偏壓的判別條件與偏心受壓柱相同，抗震墻一般不可能出現小偏心受拉，規范也不允許發生小偏心受拉破壞。

四、抗震墻結構承載力計算

抗震墻結構隨著墻肢彎矩分布特點的改變和開洞大小的不同，結構內力與位移的計算方法與計算簡圖的選取也不同。試驗表明抗震墻在反復水平荷載作用下，其斜截面承載力比單調加載降低15％～20％。規范將靜力受剪承載力計算公式除以0.8作為抗震設計時的受剪承載力計算公式。對于抗震等級為一、二、三級的抗震墻，為保證墻肢塑性鉸不過早發生剪切破壞，應使墻肢截面的受剪承載力大于其受彎承載力。在墻肢底部H/8范圍內，剪力設計值按下列規定取值：一級抗震等級——VW=1.6V；二級抗震等級——VW=1.4V；三級抗震等級——VW=1.2V。上式中，V為考慮地震作用組合抗震墻計算部位的剪力值。其他部位的剪力設計值均取VW=1.0V，同時，為了避免抗震墻斜壓破壞，墻肢結構設計中應滿足下列要求：無地震作用時，剪跨比>2時；有地震作用，剪跨比<2時。

參 考 文 獻

[1]唐興榮．高層建筑轉換層結構設計與施工[J]．北京：中國建筑工業出版社，2002

[2]林樹枝．高層建筑結構工程實踐[J]．北京：中國建筑工業出版社，2006

[3]李國勝．多高層鋼筋混凝土結構設計中疑難問題的處理及算例

[J]．北京：中國建筑工業出版社，2004