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阅读 756 次 增设若干与地下室外围墙相垂直短肢剪力墙结构作用

摘要:本文从现行规范关于地下室顶板作为上部结构整体验算嵌固端时,其地下一层与首层的侧向刚度比宜大于2这一根本性要求的角度出发,分析阐明了对在坡前地下室外围墙内侧或地下室采光井外围外侧,增设几道与地下室外围墙相垂直的短肢剪力墙这一技术措施结构作用的正确理解。...

浅析增设若干与地下室外围墙相垂直短肢剪力墙的结构作用

解小曼 田瑶

陕西省建筑科学研究院  710082  西安

    按照结构设计经验,在高层建筑的地下室与基础设计时,通常会在坡前地下室外围墙内侧或采光井部位地下室外围墙外侧增设若干道垂直于地下室外围墙的短肢剪力墙壁。对结构设计中采取的这种技术措施,部分设计人员往往片面误解为增设此类剪力墙仅是为了有效减小地下室外围墙的计算长度并对较长的外围墙起到侧向支撑的作用。实际上增设与地下室外围墙相垂直的短肢剪力墙主要有两个目的,减小外围墙的计算长度和起到侧向支撑作用只是目的之一,更重要的目的是为了有效增加地下室的侧向刚度,以满足规范规定的地下室与首层的侧向刚度比不宜小于2之要求。

    当进行高层建筑上部结构的整体计算时,必须在房屋下部设置有效的上部结构嵌固端。对于将地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,现行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(简称《抗规》)作出了明确而具体的条文规定;《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010(简称《高规》)则对其根本性要求作出了明确的条文规定。

    《抗规》第6.1.14条,地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,应符合下列要求:

    1、地下室顶板应避免开设大洞口,地下室在上部结构相关范围内的顶板应采用现浇梁板结构,相关范围外的顶板宜采用现浇梁板结构;其楼板厚度不宜小于180㎜,混凝土强度等级不宜小于C30,应采用双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%

    2、结构地上一层的侧向刚度,不宜大于相关范围内地下一层的侧向刚度的0.5倍;地下室周边宜有与地下室顶板相连的抗震墙。

    3、地下室顶板对应于地上框架梁节点除应满足抗震设计要求外,尚应符合下列规定之一:

    (1)地下一层柱截面每侧纵向配筋不应小于地上一层对应纵向配筋的1.1倍,且地下一层柱上端和节点左右梁端实配的受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震弯承力的1.3倍。

    (2)地下一层梁刚度较大时,柱截面每侧的纵向钢筋面积应大于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍;同时,梁端顶面和底面纵向钢筋面积均应比计算增大10%以上.

    4、地下一层抗震墙墙肢端部边缘构件纵向钢筋面积,不应少于地上一层对应墙肢端部边缘构件纵向钢筋的面积。

    《高规》第5.3.7条,高层建筑结构整体计算中,当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下一层与首层的侧向刚度比不宜小于2

    通观《抗规》第6.1.14条详细而具体的所有规定,对作为上部结构整体验算时嵌固部位的地下室顶板已经列出了全部必要而充分的条件;而《高规》第第5.3.7条只是简单地列出作为上部结构嵌固部位的最基本的必要条件(亦即根本性要求)。对比《抗规》第6.1.14条的第2点规定和《高规》第第5.3.7条的规定不难发现,对于地下室顶板能够构成上部结整体验算的嵌固部位的根本性要求是完全一致的,即地上一层的侧向刚度不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍(亦即地下一层与首层的侧向刚度比不宜小于2)。

    因此,对于坡前地下室外围墙内侧与采光井一侧的外侧,增设几道与外围墙相垂直的几道短肢剪力墙这项技术措施的主要结构作用,不能简单片面地理解为主要为了有效减小地下室外围墙的计算长度并对较长的外围墙起到侧向支撑的作用,而其真正的结构作用在于满足当地下室顶板作为上部结构计算的嵌固部位时,地下室顶板的上下层的侧向刚度比必须符合现行规范这一项根本性规定的要求。

    这里还必须进一步指明是,即使在地下室外地评以下地下室外围墙外全被室外填土所埋,即所谓四周均存在有效的土的侧限作用,地下室若作为上部结构嵌固端时,其上下两层两个方向的侧向刚度比,亦必须全部满足规范的这一根本性要求。

    依据标准:

    1、国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

    2、行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010

(本文来源:陕西省土木建筑学会   文径网络设计项目投资中心:雷丹 尹维维 编辑  刘真 文径 审核)