某部分框支剪力墙结构,房屋高度40.6m,地下1层,地上14层,首层为转换层,纵横向均有不落地剪力墙。地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,抗震烈度为8度。首层层高为4.2m,混凝土强度等级C40(弹性模量E(来学网)=3.25×10N/mm);其余各层层高均为2.8m,混凝土C30(弹性模量E=3.00×10N/mm)。
该结构首层剪力墙的厚度为300mm,问剪力墙底部加强部位的设置高度和首层剪力墙竖向分布钢筋取何值时,才满足高规的最低要求?
  • A.
    (来学网)剪力墙底部加强部位设至2层楼板顶(7.0m标高);首层剪力墙竖向分布钢筋采用双排φ10@200
  • B.
    (来学网)剪力墙底部加强部位设至2层楼板顶(7.0m标高);首层剪力墙竖向分布钢筋采用双排φ12@200
  • C.
    (来学网)剪力墙底部加强部位设至2层楼板顶(9.8m标高);首层剪力墙竖向分布钢筋采用双排φ10@200
  • D.
    (来学网)剪力墙底部加强部位设至2层楼板顶(9.8m标高);首层剪力墙竖向分布钢筋采用双排φ12@200
正确答案:
D
答案解析:
【主要解答过程如下】:(1)根据《高规》10.2.4条计算:
结构底层3层总高度:4.2+2.8×2=9.8m;
剪力墙墙肢总高度的1/8:40.6/8=5.075m<9.8m。
(2)根据《高规》表4.8.2,8度设防,剪力墙底部加强部位抗震等级应为一级。
(3)根据《高规》10.2.15条,部分框支剪力墙结构的剪力墙加强部位,其竖向分布筋配筋率不应小于0.3%。当采用φ12@200有:
ρ=A/b=(2×78.54/300×200)×100%=0.377%>0.3%
当采用φ10@200有:
ρ=A/b=(2×78.54/300×200)×100%=0.262%<0.3%
显然采用φ12@200可满足《高规》的最低要求。
【点评】:(1)抗震设计时,剪力墙底部一定范围容易出现塑性铰。为保证出现塑性铰后剪力墙具有足够的延性,该范围内应当加强构造措施,提高其抗剪切破坏的能力,增大其延性。对于部分框支剪力墙结构,由于转换层位置的增高,结构传力路径复杂、内力变化较大,剪力墙底部加强部位高度亦应增大。因此,《高规》第10.2.4条规定:
底部带转换层的高层建筑结构,其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。
需要注意以下几点:
1)一般剪力墙结构底部加强部位的高度仅取墙肢总高度的1/8和底部两层高度二者的较大值(《高规》第7.1.9条),而部分框支剪力墙结构底部加强部位的高度应取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。
2)这里所说的剪力墙包括落地剪力墙和转换构件上部的剪力墙。即两者的底部加强部位高度取相同值。有的结构工程师仅对落地剪力墙按《高规》第10.2.4条确定底部加强部位高度、或仅对框支剪力墙按《高规》第10.2.4条确定底部加强部位高度,对落地剪力墙则按墙肢总高度的1/8和底部两层高度二者的较大值确定底部加强部位高度,都是不对的。
值得注意的是剪力墙底部加强部位的计算起始点位置:当地下室顶板标高与室外地坪的高差大于本层层高的1/3时,可以认为本层(建筑称为地下一层)实际上是结构的地上一层。此时,剪力墙底部加强部位的高度应从本层(建筑称为地下一层)底板向上算起;其余情况下,剪力墙底部加强部位的高度应从地下一层顶板向上算起。
(2)为增大剪力墙底部加强部位的抗力和延性,《高规》第10.2.15条规定:部分框支剪力墙结构,剪力墙底部加强部位墙体的水平和竖向分布钢筋最小配筋率,抗震设计时不应小于0.3%,非抗震设计时不应小于0.25%;抗震设计时钢筋间距不应大于200mm,钢筋直径不应小于8mm。
应注意:该条不仅对剪力墙底部加强部位墙体的水平和竖向分布钢筋最小配筋率提出了要求,还对分布钢筋的最小直径和最大间距作出了规定。两者均应满足。