7.3.1 截面尺寸构造要求
1)最小截面尺寸
装配整体式混凝土剪力墙构件截面尺寸宜采用一字形,也可采用L形、T形或U形;装配整体式混凝土剪力墙构件的形状和大小不仅要符合建筑功能和结构平立面布置的要求,还需符合墙体的生产、运输和安装条件进行设计。开洞全预制剪力墙的洞口宜居中布置,洞口两侧的墙肢宽度不应小于200 mm,洞口上方连梁高度不宜小于250 mm。
一、二级抗震装配式混凝土剪力墙的厚度,不应小于160 mm且不宜小于层高或无“肢”长度的1/20,三、四级抗震装配式混凝土剪力墙的厚度,不应小于140 mm且不宜小于层高或无“肢”长度的1/25;无端柱或翼墙时,一、二级不宜小于层高或无“肢”长度的1/16,三、四级不宜小于层高或无“肢”长度的1/20。
底部加强部位的装配式混凝土剪力墙厚,一、二级抗震不应小于200 mm且不宜小于层高或无“肢”长度的1/16,三、四级抗震不应小于160 mm且不宜小于层高或无支长度的1/20;无端柱或翼墙时,一、二级不宜小于层高或无支长度的1/12,三、四级不宜小于层高或无支长度的1/16。
装配整体式混凝土剪力墙的连梁不宜开洞。若需开洞,在工厂留洞时,在洞口宜预埋套管,且需保证洞口上、下截面的有效高度不宜小于梁高的1/3和200 mm中的较大值。
对于单面叠合剪力墙结构,一般最小板厚不应小于60 mm;单面叠合剪力墙由于存在拼缝,应取有效厚度参与结构整体计算,以有效厚度计算的墙厚、截面承载力及分布钢筋配筋率与普通全现浇剪力墙一样应满足现行规范《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3)有关的规定。
对于双面叠合墙板结构,当墙板总厚度小于200 mm时,扣除100 mm厚的预制墙板,现浇部分不足100 mm,不能满足受力要求,也不利于施工。因此,规定任何情况下墙板总厚度不得小于200 mm。双面叠合剪力墙结构的截面设计除满足现行规范《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231)外,还应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3)的有关规定,其中剪力墙厚度b取双面叠合剪力墙的全截面厚度。
对于多层装配式墙板结构,预制墙板厚度不宜小于140 mm,且不宜小于层高的1/25,当房屋高度不大于10 m且不超过3层时,预制剪力墙截面厚度不应小于120 mm;当房屋超过3层时,预制剪力墙截面厚度不宜小于140 mm。
2)墙肢截面剪力设计值
研究表明,当剪力墙的名义剪应力值超过一定限值时,墙肢将会过早出现斜裂缝,抗剪钢筋不能充分发挥作用,即使配置足够的抗剪钢筋,也会过早发生剪切破坏。为避免墙肢出现此情况,需要限制墙肢截面的平均剪应力与混凝土轴心抗压强度的比值,即限制剪压比。
(1)永久、短暂设计状况
(2)地震设计状况
剪跨比λ>2.5时
剪跨比λ≤2.5时
式中 V——墙肢截面剪力设计值,一、二、三级剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力设计值按式(7.4)和式(7.5)进行调整;
βc——混凝土强度影响系数,混凝土的强度等级不大于C50时,取1.0;混凝土强度等级为C80时,取0.8,中间按线性插值取值;
λ——计算截面处的剪跨比,即Mc/Vchw0。
3)轴压比限值
与钢筋混凝土柱相同,轴压比是影响墙肢弹塑性变形能力的主要因素之一,剪力墙墙肢的轴压力随建筑高度的增加而增大。相同条件的剪力墙,轴压比低的,其延性大,轴压比高的,其延性小;通过设置约束边缘构件,可以提高轴压比,提高剪力墙的塑性变形能力,但当轴压比大于一定值后,即使设置约束边缘构件,在强震作用下,剪力墙仍可能因混凝土压溃而丧失承受重力荷载的能力。因此,实际结构设计中规定了剪力墙的轴压比限值。一、二、三级剪力墙在重力荷载代表值作用下,墙肢的轴压比限值如表7.1所示。
表7.1 剪力墙轴压比限值
墙肢轴压比按μN=N/(fcA)计算:N为重力荷载代表值作用下墙肢的轴压力设计值(分项系数取1.3),fc为混凝土轴心抗压强度设计值,A为墙肢的截面面积。各类预制剪力墙的轴压比限值除满足上述要求外,还应满足现行规范《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ 1)及《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231)的相关规定。