7.4.1 装配整体式混凝土剪力墙设计
图7.4 预制剪力墙洞口补强钢筋配置图
1—洞口补强钢筋
装配整体式混凝土剪力墙的开洞应在工厂完成，墙体开洞的应参照现行规范《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3）的要求确定。如图7.4所示，当墙体开有边长小于800 mm洞口的预制剪力墙，且在结构整体计算中不考虑其影响时，应沿洞口周边配置补强钢筋，钢筋直径不应小于12 mm，补强钢筋截面面积不应小于同方向被洞口截断的钢筋面积；该钢筋自孔洞边角算起伸入墙内的长度，非抗震设计时不应小于la，抗震设计时不应小于laE。
对洞口削弱的装配整体式混凝土剪力墙连梁截面应进行承载力验算，洞口处应按计算配置补强纵向钢筋和箍筋，补强纵向钢筋的直径不应小于12 mm。装配整体式混凝土剪力墙应合理地设计配筋，应避免剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土压溃先于钢筋屈服、钢筋的锚固黏结破坏先于构件破坏。
剪力墙底部竖向钢筋连接区域，裂缝较多且较为集中，因此，对该区域应加强水平分布钢筋的布置，以提高墙板的抗剪能力和变形能力，并使该区域的塑性铰可以充分发展，提高墙板的抗震性能。
图7.5 钢筋套筒灌浆连接部位水平分布钢筋加密构造示意
1—灌浆套筒；2—水平分布钢筋；
3—水平分布钢筋加密区域（阴影区域）；
4—竖向钢筋
考虑到地震作用的复杂性，在没有充分依据的情况下，剪力墙塑性发展集中和延性要求较高的部位，墙身分布钢筋不宜采用单排连接。对预制墙板边缘配筋应适当加强，形成边框以保证墙板在形成整体结构之前的刚度、延性及承载力。端部无边缘构件的预制剪力墙，宜在端部配置2根直径不小于12 mm的竖向构造钢筋，沿该钢筋竖向应配置拉筋，拉筋直径不宜小于6 mm、间距不宜大于250 mm。
抗震等级为一级的剪力墙以及二、三级底部加强部位的剪力墙，剪力墙的边缘构件竖向钢筋宜采用套筒灌浆连接。如图7.5所示，当采用套筒灌浆连接时，自套筒底部至套筒顶部并向上延伸300 mm范围内。加密区水平分布钢筋的最大间距及最小直径应符合表7.2的规定，套筒上端第一道水平分布钢筋距离套筒顶部不应大于50 mm。
表7.2 加密区水平分布钢筋的要求
图7.6 钢筋浆锚搭接连接部位水平分布钢筋加密构造示意
1—预留灌浆孔道；2—水平分布钢筋；
3—水平分布钢筋加密区域（阴影区域）；
4—竖向钢筋
当竖向钢筋采用浆锚搭接连接时，应符合如下规定：墙体底部预留灌浆孔道直线段长度应大于下层预制剪力墙连接钢筋伸入孔道内的长度30 mm，孔道上部应根据灌浆要求设置合理孤度。孔道直径不宜小于40 mm和2.5 d（d为伸入孔道的连接钢筋直径）的较大值，孔道之间的水平净间距不宜小于50 mm；孔道外壁至剪力墙外表面的净间距不宜小于30 mm。当采用预埋金属波纹管成孔时，金属波纹管的钢带厚度不宜小于0.3 mm，波纹高度不应小于2.5 mm；当采用其他成孔方式时，应对不同预留成孔工艺、孔道形状、孔道内壁的粗糙度或花纹深度及间距等形成的连接接头进行力学性能以及适用性的试验验证。
如图7.6所示，竖向钢筋连接长度范围内的水平分布钢筋应加密，加密范围自剪力墙底部至预留灌浆孔道顶部，且不应小于300 mm。加密区水平分布钢筋的最大间距及最小直径应符合表7.2的规定，最下层水平分布钢筋距离墙身底部不应大于50 mm。当剪力墙竖向分布钢筋连接长度范围内未采取有效横向约束措施时，水平分布钢筋加密范围内的拉筋应加密；拉筋沿竖向的间距不宜大于300 mm且不少于2排；拉筋沿水平方向的间距不宜大于竖向分布钢筋间距，直径不应小于6 mm；拉筋应紧靠被连接钢筋，并钩住最外层分布钢筋。
边缘构件竖向钢筋连接长度范围内应采取加密水平封闭箍筋的横向约束措施或其他可靠措施。如图7.7所示，当采用加密水平封闭箍筋约束时，应沿预留孔道直线段全高加密。箍筋沿竖向的间距，一级不应大于75 mm，二、三级不应大于100 mm，四级不应大于150 mm；箍筋沿水平方向的肢距不应大于竖向钢筋间距，且不宜大于200 mm；箍筋直径一、二级不应小于10 mm，三、四级不应小于8 mm，宜采用焊接封闭箍筋。
图7.7 钢筋浆锚搭接连接长度范围内加密水平封闭箍筋约束构造示意
1—上层预制剪力墙边缘构件竖向钢筋；2—下层剪力墙边缘构件竖向钢筋；
3—封闭箍筋；4—预留灌浆孔道；5—水平分布钢筋
在高层结构中，抗震设计时剪力墙底部加强部位的范围，应符合下列规定：
①底部加强部位的高度应从地下室顶板算起。
②部分框支剪力墙结构的剪力墙，底部加强部位的高度取框支层加框支层以上两层的高度和落地剪力墙总高度的1/10二者的较大值。其他结构的剪力墙，房屋高度大于24 m时，底部加强部位的高度可取底部两层和墙肢总高度的1/10二者的较大值；房屋高度不大于24 m时，底部加强部位可取底部一层。
③当结构计算嵌固端位于地下一层的底板或以下时，按第①、②条确定的底部加强部位的范围尚宜向下延伸到计算嵌固端。
④抗震设防烈度为8度时，高层装配整体式剪力墙结构中的电梯井筒宜采用现浇混凝土结构。
⑤抗震设计时，高层装配整体式剪力墙结构不应全部采用短肢剪力墙；抗震设防烈度为8度时，不宜采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。
⑥抗震设防烈度为8度时，高层装配整体式剪力墙结构中的电梯井筒宜采用现浇混凝土结构。
预制夹心外墙板在国内外均有广泛应用，具有结构、保温、装饰一体化的优点。当预制外墙板采用夹心墙板时，应满足下列要求：
①外叶墙板厚度不应小于50 mm，且外叶墙板应与内叶墙板可靠连接。
②夹心外墙板的夹层厚度不宜大于120 mm。
③当作为承重墙时，内叶墙板应按剪力墙进行设计。
相关震害调查表明，有地下室的高层建筑破坏比较轻，地下室对提高地基的承载力有利；高层建筑设置地下室，可提高其在风、地震作用下的抗倾覆能力。因此，高层建筑装配整体式混凝土结构宜按照现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3）的有关规定设置地下室。地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，宜采用现浇混凝土以保证其嵌固作用。对嵌固作用没有直接影响的地下室结构构件，当有可靠依据时，也可采用预制混凝土。
高层建筑装配整体式剪力墙结构和部分框支剪力墙结构的底部加强部位是结构抵抗罕遇地震的关键部位。弹塑性分析和实际震害均表明，底部墙肢的损伤往往较上部墙肢严重，因此对底部墙肢的延性和耗能能力的要求较上部墙肢高。目前，高层建筑装配整体式剪力墙结构和部分框支剪力墙结构的预制剪力墙竖向钢筋连接接头面积百分率通常为100%，其抗震性能尚无实际震害经验，对其抗震性能的研究以构件试验为主，整体结构试验研究剪力墙的主要塑性发展区域采用现浇混凝土有利于保证结构整体抗震能力。因此，高层建筑剪力墙结构和部分框支剪力墙结构的底部加强部位的竖向构件宜采用现浇混凝土。当底部加强部位的剪力墙采用预制混凝土时，应采用可靠技术措施。
边缘构件内的配筋及构造要求应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011）的有关规定；预制剪力墙的水平分布钢筋在后浇段内的锚固、连接应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010）的有关规定。