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剪力墙结构的抗震设计探讨

[作者:俞龙[来源：互联网]| 打印 | 关闭 ]
　　在多遇地震作用下剪力墙结构的主要受力构件处于弹性工作状态；设防烈度地震作用下剪力墙墙肢和跨高比小于2.5的连梁的名义剪应力满足规范限值要求，剪力墙水平施工缝满足抗滑移承载力设计要求，墙肢不出现偏心受拉的组合内力，底部加强部位墙肢抗剪钢筋处于弹性工作状态。 
　　2.2剪力墙墙肢和连梁的延性设计 
　　从汶川地震的震害调查报告中发现，汶川地震的震害绝大部分是脆性破坏，有梁柱节点、短柱、连梁、剪力墙、填充墙的斜截面剪切破坏，有剪力墙墙肢施工缝的水平剪切破坏。汶川地震的震害表明结构的延性设计十分重要。剪力墙结构的延性设计包含剪力墙、连梁的名义剪应力控制、强剪弱弯设计、墙肢轴压比控制和剪力墙施工缝抗滑移设计。 
　　（1）控制墙肢的名义剪应力 
　　剪力墙墙肢的名义剪应力过高时墙肢会过早出现斜裂缝，抗剪钢筋不能充分发挥作用，即使配置很多抗剪钢筋，也难以避免剪力墙的脆性剪切破坏。在工程结构设计时剪力墙墙肢的名义剪应力按照中震弹性控制，避免剪力墙出现斜截面破坏。 
　　（2）控制墙肢的轴压比，设置边缘构件和翼墙剪力墙为偏压构件，墙肢截面相对受压区高度内的平均压应力大小和边缘构件内箍筋对混凝土的约束程度是影响剪力墙延性的重要因素。严格控制墙肢的轴压比、将大部分抗弯纵筋集中配置于边缘构件并提高边缘构件的配箍特征值，可以提高边缘构件范围内混凝土的抗压承载力和塑性变形能力，改善墙肢消耗地震能量的能力。控制轴压比、设置翼墙可以减小截面的墙肢受压区高度，提高其抗弯承载力。在工程设计时除尽可能设置翼墙外，墙肢的轴压比严格控制在0.5以下。 
　　（3）连梁的塑性耗能设计 
　　按照我国现行规范的要求，连梁是剪力墙结构最重要的耗能构件。然而在汶川地震中连梁的破坏几乎都是剪切破坏，较少出现耗能能力较好的弯曲破坏，即连梁没有体现规范期望的塑性耗能特征。从汶川地震的教训看，跨高比小于2.5的连梁要避免剪切破坏，仅按现行规范的要求用调整后的剪力设计值配置箍筋是不够的，应该配置对角交叉配筋抵抗地震作用下不断改变的剪力，有效防止斜裂缝的开展，提高连梁的抗剪承载力和曲率延性系数。连接单肢墙的框架梁的跨高比应该控制在5一6之间，确保具有足够的刚度协调单肢墙的变形，并具有足够的塑性耗能能力。 
　　（4）剪力墙底部加强部位的塑性耗能设计 
　　底部加强部位是高层剪力墙结构实现塑性耗能，保证结构安全的关键部位。高规7.2.5条采用对底部加强部位以上各楼层墙肢组合弯矩乘以增大系数，底部加强部位各楼层墙肢组合弯矩不调整的方式保证塑性铰出现在底部加强部位。高规7.2.6，7.2.14条通过对底部加强部位墙肢的剪力设计值乘以增大系数和设置约束边缘构件等方式，提高底部加强部位剪力墙的延性和抗剪承载能力。底部加强部位剪力墙水平钢筋按照中震弹性分析的剪力计算值进行配筋，确保塑性铰出现区域实现强剪弱弯。 
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