9.3.1~9.3.5 研究表明,筒中筒结构的空间受力性能与其平面形状和构件尺寸等因素有关,选用圆形和正多边形等平面,能减小外框筒的“剪力滞后”现象,使结构更好地发挥空间作用,矩形和三角形平面的“剪力滞后”现象相对较严重,矩形平面的长宽比大于2时,外框筒的“剪力滞后”更突出,应尽量避免;三角形平面切角后,空间受力性质会相应改善。
除平面形状外,外框筒的空间作用的大小还与柱距、墙面开洞率,以及洞口高宽比与层高和柱距之比等有关,矩形平面框筒的柱距越接近层高、墙面开洞率越小,洞口高宽比与层高和柱距之比越接近,外框筒的空间作用越强;在第9.3.5条中给出了矩形平面的柱距,以及墙面开洞率的最大限值。由于外框筒在侧向荷载作用下的“剪力滞后”现象,角柱的轴向力约为邻柱的1~2倍,为了减小各层楼盖的翘曲,角柱的截面可适当放大,必要时可采用L形角墙或角筒。
9.3.7 在水平地震作用下,框筒梁和内筒连梁的端部反复承受正、负弯矩和剪力,而一般的弯起钢筋无法承担正、负剪力,必须要加强箍筋配筋构造要求;对框筒梁,由于梁高较大、跨度较小,对其纵向钢筋、腰筋的配置也提出了最低要求。跨高比较小的框筒梁和内筒连梁宜增配对角斜向钢筋或设置交叉暗撑;当梁内设置交叉暗撑时,全部剪力可由暗撑承担,抗震设计时箍筋的间距可由100mm放宽至200mm。
9.3.8 研究表明,在跨高比较小的框筒梁和内筒连梁增设交叉暗撑对提高其抗震性能有较好的作用,但交叉暗撑的施工有一定难度。本条对交叉暗撑的适用范围和构造作了调整:对跨高比不大于2的框筒梁和内筒连梁,宜增配对角斜向钢筋,具体要求可参照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定;对跨高比不大于1的框筒梁和内筒连梁,宜设置交叉暗撑。为方便施工,交叉暗撑的箍筋不再设加密区。
分类:高层建筑混凝土结构技术规程[附条文说明]JGJ 3-2010
9.2 框架-核心筒结构
9.2.1 核心筒是框架-核心筒结构的主要抗侧力结构,应尽量贯通建筑物全高。一般来讲,当核心筒的宽度不小于筒体总高度的1/12时,筒体结构的层间位移就能满足规定。
9.2.2 抗震设计时,核心筒为框架-核心筒结构的主要抗侧力构件,本条对其底部加强部位水平和竖向分布钢筋的配筋率、边缘构件设置提出了比一般剪力墙结构更高的要求。
约束边缘构件通常需要一个沿周边的大箍,再加上各个小箍或拉筋,而小箍是无法勾住大箍的,会造成大箍的长边无支长度过大,起不到应有的约束作用。因此,第2款将02规程“约束边缘构件范围内全部采用箍筋”的规定改为主要采用箍筋,即采用箍筋与拉筋相结合的配箍方法。
9.2.3 由于框架-核心筒结构外周框架的柱距较大,为了保证其整体性,外周框架柱间必须要设置框架梁,形成周边框架。实践证明,纯无梁楼盖会影响框架-核心筒结构的整体刚度和抗震性能,尤其是板柱节点的抗震性能较差。因此,在采用无梁楼盖时,更应在各层楼盖沿周边框架柱设置框架梁。
9. 2.5 内筒偏置的框架-筒体结构,其质心与刚心的偏心距较大,导致结构在地震作用下的扭转反应增大。对这类结构,应特别关注结构的扭转特性,控制结构的扭转反应。本条要求对该类结构的位移比和周期比均按B级高度高层建筑从严控制。内筒偏置时,结构的第一自振周期T1中会含有较大的扭转成分,为了改善结构抗震的基本性能,除控制结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期Tl之比不应大于0.85外,尚需控制Tl的扭转成分不宜大于平动成分之半。
9.2.6、9.2.7 内筒采用双筒可增强结构的扭转刚度,减小结构在水平地震作用下的扭转效应。考虑到双筒间的楼板因传递双筒间的力偶会产生较大的平面剪力,第9.2.7条对双筒间开洞楼板的构造作了具体规定,并建议按弹性板进行细化分析。
9.1 一般规定
9.1.1 筒体结构具有造型美观、使用灵活、受力合理,以及整体性强等优点,适用于较高的高层建筑。目前全世界最高的100幢高层建筑约有2/3采用筒体结构;国内100m以上的高层建筑约有一半采用钢筋混凝土筒体结构,所用形式大多为框架-核心筒结构和筒中筒结构,本章条文主要针对这两类筒体结构,其他类型的筒体结构可参照使用。
本条是02规程第9.1.1条和9.1.12条的合并。
9.1.2 研究表明,筒中筒结构的空间受力性能与其高度和高宽比有关,当高宽比小于3时,就不能较好地发挥结构的整体空间作用;框架-核心筒结构的高度和高宽比可不受此限制。对于高度较低的框架-核心筒结构,可按框架-抗震墙结构设计,适当降低核心筒和框架的构造要求。
9.1.3 筒体结构尤其是筒中筒结构,当建筑需要较大空间时,外周框架或框筒有时需要抽掉一部分柱,形成带转换层的筒体结构。本条取消了02规程有关转换梁的设计要求,转换层结构的设计应符合本规程第10.2节的有关规定。
9.1.4 筒体结构的双向楼板在竖向荷载作用下,四周外角要上翘;但受到剪力墙的约束,加上楼板混凝土的自身收缩和温度变化影响,使楼板外角可能产生斜裂缝。为防止这类裂缝出现,楼板外角顶面和底面配置双向钢筋网,适当加强。
9.1.5 筒体结构中筒体墙与外周框架之间的距离不宜过大,否则楼盖结构的设计较困难。根据近年来的工程经验,适当放松了核心筒或内筒外墙与外框柱之间的距离要求,非抗震设计和抗震设计分别由02规程的12m、10m调整为15m、12m。
9.1.7 本条规定了筒体结构核心筒、内筒设计的基本要求。第3款墙体厚度是最低要求,同时要求所有筒体墙应按本规程附录D验算墙体稳定,必要时可增设扶壁柱或扶壁墙以增强墙体的稳定性;第5款对连梁的要求主要目的是提高其抗震延性。
9.1.8 为防止核心筒或内筒中出现小墙肢等薄弱环节,墙面应尽量避免连续开洞,对个别无法避免的小墙肢,应控制最小截面高度,并按柱的抗震构造要求配置箍筋和纵向钢筋,以加强其抗震能力。
9.1.9 在筒体结构中,大部分水平剪力由核心筒或内筒承担,框架柱或框筒柱所受剪力远小于框架结构中的柱剪力,剪跨比明显增大,因此其轴压比限值可比框架结构适当放松,可按框架-剪力墙结构的要求控制柱轴压比。
9.1.10 楼盖主梁搁置在核心筒的连梁上,会使连梁产生较大剪力和扭矩,容易产生脆性破坏,应尽量避免。
9.1.11 对框架-核心筒结构和筒中筒结构,如果各层框架承担的地震剪力不小于结构底部总地震剪力的20%,则框架地震剪力可不进行调整;否则,应按本条的规定调整框架柱及与之相连的框架梁的剪力和弯矩。
设计恰当时,框架-核心筒结构可以形成外周框架与核心筒协同工作的双重抗侧力结构体系。实际工程中,由于外周框架柱的柱距过大、梁高过小,造成其刚度过低、核心筒刚度过高,结构底部剪力主要由核心筒承担。这种情况,在强烈地震作用下,核心筒墙体可能损伤严重,经内力重分布后,外周框架会承担较大的地震作用。因此,本条第1款对外周框架按弹性刚度分配的地震剪力作了基本要求;对本规程规定的房屋最大适用高度范围的筒体结构,经过合理设计,多数情况应该可以达到此要求。一般情况下,房屋高度越高时,越不容易满足本条第1款的要求。
通常,筒体结构外周框架剪力调整的方法与本规程第8章框架-剪力墙结构相同,即本条第3款的规定。当框架部分分配的地震剪力不满足本条第1款的要求,即小于结构底部总地震剪力的10%时,意味着筒体结构的外周框架刚度过弱,框架总剪力如果仍按第3款进行调整,框架部分承担的剪力最大值的1.5倍可能过小,因此要求按第2款执行,即各层框架剪力按结构底部总地震剪力的15%进行调整,同时要求对核心筒的设计剪力和抗震构造措施予以加强。
对带加强层的筒体结构,框架部分最大楼层地震剪力可不包括加强层及其相邻上、下楼层的框架剪力。
8.2 截面设计及构造
8.2.1 规定剪力墙竖向和水平分布钢筋的最小配筋率,理由与本规程第7.2.17条相同。框架-剪力墙结构、板柱—剪力墙结构中的剪力墙是承担水平风荷载或水平地震作用的主要受力构件,必须要保证其安全可靠。因此,四级抗震等级时剪力墙的竖向、水平分布钢筋的配筋率比本规程第7.2.17条适当提高;为了提高混凝土开裂后的性能和保证施工质量,各排分布钢筋之间应设置拉筋,其直径不应小于6mm、间距不应大于600mm。
8.2.2 带边框的剪力墙,边框与嵌入的剪力墙应共同承担对其的作用力,本条列出为满足此要求的有关规定。
8.2.3 板柱-剪力墙结构设计主要考虑了下列几个方面:
1 明确了结构分析中规则的板柱结构可用等代框架法,及其等代梁宽度的取值原则。但等代框架法是近似的简化方法,尤其是对不规则布置的情况,故有条件时,建议尽量采用连续体有限元空间模型进行计算分析以获取更准确的计算结果。
2 设计无梁平板(包括有托板)的受冲切承载力时,当冲切应力大于0.7ft时,可使用箍筋承担剪力。跨越剪切裂缝的竖向钢筋(箍筋的竖向肢)能阻止裂缝开展,但是,当竖向筋有滑动时,效果有所降低。一般的箍筋,由于竖肢的上下端皆为圆弧,在竖肢受力较大接近屈服时,皆有滑动发生,此点在国外的试验中得到证实。在板柱结构中,如不设托板,柱周围之板厚度不大,再加上双向纵筋使h0减小,箍筋的竖向肢往往较短,少量滑动就能使应变减少较多,其箍筋竖肢的应力也不能达到屈服强度。因此,加拿大规范(CSA-A23.3-94)规定,只有当板厚(包括托板厚度)不小于300mm时,才允许使用箍筋。美国ACI规范要求在箍筋转角处配置较粗的水平筋以协助固定箍筋的竖肢。美国近年大量采用的“抗剪栓钉”(shear studs),能避免上述箍筋的缺点,且施工方便,既有良好的抗冲切性能,又能节约钢材。因此本规程建议尽可能采用高效能抗剪栓钉来提高抗冲切能力。在构造方面,可以参照钢结构栓钉的做法,按设计规定的直径及间距,将栓钉用自动焊接法焊在钢板上。典型布置的抗剪栓钉设置如图8所示;图9、图10分别给出了矩形柱和圆柱抗剪栓钉的不同排列示意图。


3 为防止无柱托板板柱结构的楼板在柱边开裂后楼板坠落,穿过柱截面板底两个方向钢筋的受拉承载力应满足该柱承担的该层楼面重力荷载代表值所产生的轴压力设计值。
8.2.4 板柱-剪力墙结构中,地震作用虽由剪力墙全部承担,但结构在整体工作时,板柱部分仍会承担一定的水平力。由柱上板带和柱组成的板柱框架中的板,受力主要集中在柱的连线附近,故抗震设计应沿柱轴线设置暗梁,目的在于加强板与柱的连接,较好地起到板柱框架的作用,此时柱上板带的钢筋应比较集中在暗梁部位。
当无梁板有局部开洞时,除满足图8.2.4的要求外,冲切计算中应考虑洞口对冲切能力的削弱,具体计算及构造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。
8.1 一般规定
8.1.1 本章包括框架-剪力墙结构和板柱-剪力墙结构的设计。墨西哥地震等震害表明,板柱框架破坏严重,其板与柱的连接节点为薄弱点。因而在地震区必须加设剪力墙(或筒体)以抵抗地震作用,形成板柱-剪力墙结构。板柱-剪力墙结构受力特点与框架-剪力墙结构类似,故把这种结构纳入本章,并专门列出相关条文以规定其设计需要遵守的有关要求。除应遵守本章关于框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构的结构布置、计算分析、截面设计及构造要求的规定外,还应遵守第5章计算分析的有关规定,以及第3章、第6章和第7章对框架-剪力墙结构最大适用高度、高宽比的规定和对框架、剪力墙的有关规定。
8.1.2 框架-剪力墙结构由框架和剪力墙组成,以其整体承担荷载和作用;其组成形式较灵活,本条仅列举了一些常用的组成形式,设计时可根据工程具体情况选择适当的组成形式和适量的框架和剪力墙。
8.1.3 框架-剪力墙结构在规定的水平力作用下,结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值不尽相同,结构性能有较大的差别。本次修订对此作了较为具体的规定。在结构设计时,应据此比值确定该结构相应的适用高度和构造措施,计算模型及分析均按框架-剪力墙结构进行实际输入和计算分析。
1 当框架部分承担的倾覆力矩不大于结构总倾覆力矩的10%时,意味着结构中框架承担的地震作用较小,绝大部分均由剪力墙承担,工作性能接近于纯剪力墙结构,此时结构中的剪力墙抗震等级可按剪力墙结构的规定执行;其最大适用高度仍按框架-剪力墙结构的要求执行;其中的框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计,也就是说需要进行本规程8.1.4条的剪力调整,其侧向位移控制指标按剪力墙结构采用。
2 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时,属于典型的框架-剪力墙结构,按本章有关规定进行设计。
3 当框架部分承受的倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50%但不大于80%时,意味着结构中剪力墙的数量偏少,框架承担较大的地震作用,此时框架部分的抗震等级和轴压比宜按框架结构的规定执行,剪力墙部分的抗震等级和轴压比按框架-剪力墙结构的规定采用;其最大适用高度不宜再按框架-剪力墙结构的要求执行,但可比框架结构的要求适当提高,提高的幅度可视剪力墙承担的地震倾覆力矩来确定。
4 当框架部分承受的倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的80%时,意味着结构中剪力墙的数量极少,此时框架部分的抗震等级和轴压比应按框架结构的规定执行,剪力墙部分的抗震等级和轴压比按框架-剪力墙结构的规定采用;其最大适用高度宜按框架结构采用。对于这种少墙框剪结构,由于其抗震性能较差,不主张采用,以避免剪力墙受力过大、过早破坏。当不可避免时,宜采取将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配置少量单排钢筋等措施,减小剪力墙的作用。
在条文第3、4款规定的情况下,为避免剪力墙过早开裂或破坏,其位移相关控制指标按框架-剪力墙结构的规定采用。对第4款,如果最大层间位移角不能满足框架-剪力墙结构的限值要求,可按本规程第3.11节的有关规定,进行结构抗震性能分析论证。
8.1.4 框架-剪力墙结构在水平地震作用下,框架部分计算所得的剪力-般都较小。按多道防线的概念设计要求,墙体是第一道防线,在设防地震、罕遇地震下先于框架破坏,由于塑性内力重分布,框架部分按侧向刚度分配的剪力会比多遇地震下加大,为保证作为第二道防线的框架具有一定的抗侧力能力,需要对框架承担的剪力予以适当的调整。随着建筑形式的多样化,框架柱的数量沿竖向有时会有较大的变化,框架柱的数量沿竖向有规律分段变化时可分段调整的规定,对框架柱数量沿竖向变化更复杂的情况,设计时应专门研究框架柱剪力的调整方法。
对有加强层的结构,框架承担的最大剪力不包含加强层及相邻上下层的剪力。
8.1.5 框架-剪力墙结构是框架和剪力墙共同承担竖向和水平作用的结构体系,布置适量的剪力墙是其基本特点。为了发挥框架-剪力墙结构的优势,无论是否抗震设计,均应设计成双向抗侧力体系,且结构在两个主轴方向的刚度和承载力不宜相差过大;抗震设计时,框架-剪力墙结构在结构两个主轴方向均应布置剪力墙,以体现多道防线的要求。
8.1.6 框架-剪力墙结构中,主体结构构件之间一般不宜采用铰接,但在某些具体情况下,比如采用铰接对主体结构构件受力有利时可以针对具体构件进行分析判定后,在局部位置采用铰接。
8.1.7 本条主要指出框架-剪力墙结构中在结构布置时要处理好框架和剪力墙之间的关系,遵循这些要求,可使框架-剪力墙结构更好地发挥两种结构各自的作用并且使整体合理地工作。
8.1.8 长矩形平面或平面有一方向较长(如L形平面中有一肢较长)时,如横向剪力墙间距过大,在侧向力作用下,因不能保证楼盖平面的刚性而会增加框架的负担,故对剪力墙的最大间距作出规定。当剪力墙之间的楼板有较大开洞时,对楼盖平面刚度有所削弱,此时剪力墙的间距宜再减小。纵向剪力墙布置在平面的尽端时,会造成对楼盖两端的约束作用,楼盖中部的梁板容易因混凝土收缩和温度变化而出现裂缝,故宜避免。同时也考虑到在设计中有剪力墙布置在建筑中部,而端部无剪力墙的情况,用表注4的相应规定,可防止布置框架的楼面伸出太长,不利于地震力传递。
8.1.9 板柱结构由于楼盖基本没有梁,可以减小楼层高度,对使用和管道安装都较方便,因而板柱结构在工程中时有采用。但板柱结构抵抗水平力的能力差,特别是板与柱的连接点是非常薄弱的部位,对抗震尤为不利。为此,本规程规定抗震设计时,高层建筑不能单独使用板柱结构,而必须设置剪力墙(或剪力墙组成的筒体)来承担水平力。本规程除在第3章对其适用高度及高宽比严格控制外,这里尚做出结构布置的有关要求。8度设防时应采用有柱托板,托板处总厚度不小于16倍柱纵筋直径是为了保证板柱节点的抗弯刚度。当板厚不满足受冲切承载力要求而又不能设置柱托板时,建议采用型钢剪力架(键)抵抗冲切,剪力架(键)型钢应根据计算确定。型钢剪力架(键)的高度不应大于板面筋的下排钢筋和板底筋的上排钢筋之间的净距,并确保型钢具有足够的保护层厚度,据此确定板的厚度并不应小于200mm。
8.1.10 抗震设计时,按多道设防的原则,规定全部地震剪力应由剪力墙承担,但各层板柱部分除应符合计算要求外,仍应能承担不少于该层相应方向20%的地震剪力。另外,本条在02规程的基础上增加了抗风设计时的要求,以提高板柱-剪力墙结构在适用高度提高后抵抗水平力的性能。
7.2 截面设计及构造
7.2.1 本条强调了剪力墙的截面厚度应符合本规程附录D的墙体稳定验算要求,并应满足剪力墙截面最小厚度的规定,其目的是为了保证剪力墙平面外的刚度和稳定性能,也是高层建筑剪力墙截面厚度的最低要求。按本规程的规定,剪力墙截面厚度除应满足本条规定的稳定要求外,尚应满足剪力墙受剪截面限制条件、剪力墙正截面受压承载力要求以及剪力墙轴压比限值要求。
02规程第7.2.2条规定了剪力墙厚度与层高或剪力墙无支长度比值的限制要求以及墙截面最小厚度的限值,同时规定当墙厚不能满足要求时,应按附录D计算墙体的稳定。当时主要考虑方便设计,减少计算工作量,一般情况下不必按附录D计算墙体的稳定。
本次修订对原规程第7.2.2条作了修改,不再规定墙厚与层高或剪力墙无支长度比值的限制要求。主要原因是:1)本条第2、3、4款规定的剪力墙截面的最小厚度是高层建筑的基本要求;2)剪力墙平面外稳定与该层墙体顶部所受的轴向压力的大小密切相关,如不考虑墙体顶部轴向压力的影响,单一限制墙厚与层高或无支长度的比值,则会形成高度相差很大的房屋其底部楼层墙厚的限制条件相同,或一幢高层建筑中底部楼层墙厚与顶部楼层墙厚的限制条件相近等不够合理的情况;3)本规程附录D的墙体稳定验算公式能合理地反映楼层墙体顶部轴向压力以及层高或无支长度对墙体平面外稳定的影响,并具有适宜的安全储备。

设计人员可利用计算机软件进行墙体稳定验算,可按设计经验、轴压比限值及本条2、3、4款初步选定剪力墙的厚度,也可参考02规程的规定进行初选:一、二级剪力墙底部加强部位可选层高或无支长度(图7)二者较小值的1/16,其他部位为层高或剪力墙无支长度二者较小值的1/20;三、四级剪力墙底部加强部位可选层高或无支长度二者较小值的1/20,其他部位为层高或剪力墙无支长度二者较小值的1/25。
一般剪力墙井筒内分隔空间的墙,不仅数量多,而且无支长度不大,为了减轻结构自重,第5款规定其墙厚可适当减小。
7.2.2 本条对短肢剪力墙的墙肢形状、厚度、轴压比、纵向钢筋配筋率、边缘构件等作了相应规定。本次修订对02规程的规定进行了修改,不论是否短肢剪力墙较多,所有短肢剪力墙都要求满足本条规定。短肢剪力墙的抗震等级不再提高,但在第2款中降低了轴压比限值。对短肢剪力墙的轴压比限制很严,是防止短肢剪力墙承受的楼面面积范围过大、或房屋高度太大,过早压坏引起楼板坍塌的危险。
一字形短肢剪力墙延性及平面外稳定均十分不利,因此规定不宜采用一字形短肢剪力墙,不宜布置单侧楼面梁与之平面外垂直连接或斜交,同时要求短肢剪力墙尽可能设置翼缘。
7.2.3 为防止混凝土表面出现收缩裂缝,同时使剪力墙具有一定的出平面抗弯能力,高层建筑的剪力墙不允许单排配筋。高层建筑的剪力墙厚度大,当剪力墙厚度超过400mm时,如果仅采用双排配筋,形成中部大面积的素混凝土,会使剪力墙截面应力分布不均匀,因此本条提出了可采用三排或四排配筋方案,截面设计所需要的配筋可分布在各排中,靠墙面的配筋可略大。在各排配筋之间需要用拉筋互相联系。
7.2.4 如果双肢剪力墙中一个墙肢出现小偏心受拉,该墙肢可能会出现水平通缝而严重削弱其抗剪能力,抗侧刚度也严重退化,由荷载产生的剪力将全部转移到另一个墙肢而导致另一墙肢抗剪承载力不足。因此,应尽可能避免出现墙肢小偏心受拉情况。当墙肢出现大偏心受拉时,墙肢极易出现裂缝,使其刚度退化,剪力将在墙肢中重分配,此时,可将另一受压墙肢按弹性计算的剪力设计值乘以1.25增大系数后计算水平钢筋,以提高其受剪承载力。注意,在地震作用的反复荷载下,两个墙肢都要增大设计剪力。
7.2.5 剪力墙墙肢的塑性铰一般出现在底部加强部位。对于一级抗震等级的剪力墙,为了更有把握实现塑性铰出现在底部加强部位,保证其他部位不出现塑性铰,因此要求增大一级抗震等级剪力墙底部加强部位以上部位的弯矩设计值,为了实现强剪弱弯设计要求,弯矩增大部位剪力墙的剪力设计值也应相应增大。
7.2.6 抗震设计时,为实现强剪弱弯的原则,剪力设计值应由实配受弯钢筋反算得到。为了方便实际操作,一、二、三级剪力墙底部加强部位的剪力设计值是由计算组合剪力按式(7.2.6—1)乘以增大系数得到,按一、二、三级的不同要求,增大系数不同。一般情况下,由乘以增大系数得到的设计剪力,有利于保证强剪弱弯的实现。
在设计9度一级抗震的剪力墙时,剪力墙底部加强部位要求用实际抗弯配筋计算的受弯承载力反算其设计剪力,如式(7.2.6—2)。
由抗弯能力反算剪力,比较符合实际情况。因此,在某些情况下,一、二、三级抗震剪力墙均可按式(7.2.6—2)计算设计剪力,得到比较符合强剪弱弯要求而不浪费的抗剪配筋。
7.2.7 剪力墙的名义剪应力值过高,会在早期出现斜裂缝,抗剪钢筋不能充分发挥作用,即使配置很多抗剪钢筋,也会过早剪切破坏。
7.2.8 钢筋混凝土剪力墙正截面受弯计算公式是依据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中偏心受压和偏心受拉构件的假定及有关规定,又根据中国建筑科学研究院结构所等单位所做的剪力墙试验研究结果进行了适当简化。
按照平截面假定,不考虑受拉混凝土的作用,受压区混凝土按矩形应力图块计算。大偏心受压时受拉、受压端部钢筋都达到屈服,在1.5倍受压区范围之外,假定受拉区分布钢筋应力全部达到屈服;小偏压时端部受压钢筋屈服,而受拉分布钢筋及端部钢筋均未屈服,且忽略部分钢筋的作用。
条文中分别给出了工字形截面的两个基本平衡公式(ΣN=0,ΣM=0),由上述假定可得到各种情况下的设计计算公式。
7.2.9 偏心受拉正截面计算公式直接采用了现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。
7.2.10、7.2.11 剪切脆性破坏有剪拉破坏、斜压破坏、剪压破坏三种形式。剪力墙截面设计时,是通过构造措施(最小配筋率和分布钢筋最大间距等)防止发生剪拉破坏和斜压破坏,通过计算确定墙中需要配置的水平钢筋数量,防止发生剪压破坏。
偏压构件中,轴压力有利于受剪承载力,但压力增大到一定程度后,对抗剪的有利作用减小,因此应用验算公式(7.2.10)时,要对轴力的取值加以限制。
偏拉构件中,考虑了轴向拉力对受剪承载力的不利影响。
7.2.12 按一级抗震等级设计的剪力墙,要防止水平施工缝处发生滑移。公式(7.2.12)验算通过水平施工缝的竖向钢筋是否足以抵抗水平剪力,如果所配置的端部和分布竖向钢筋不够,则可设置附加插筋,附加插筋在上、下层剪力墙中都要有足够的锚固长度。
7.2.13 轴压比是影响剪力墙在地震作用下塑性变形能力的重要因素。清华大学及国内外研究单位的试验表明,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,可以提高高轴压比剪力墙的塑性变形能力,但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,规程规定了剪力墙的轴压比限值。本次修订的主要内容为:将轴压比限值扩大到三级剪力墙;将轴压比限值扩大到结构全高,不仅仅是底部加强部位。
7.2.14 轴压比低的剪力墙,即使不设约束边缘构件,在水平力作用下也能有比较大的塑性变形能力。本条规定了可以不设约束边缘构件的剪力墙的最大轴压比。B级高度的高层建筑,考虑到其高度比较高,为避免边缘构件配筋急剧减少的不利情况,规定了约束边缘构件与构造边缘构件之间设置过渡层的要求。
7.2.15 对于轴压比大于本规程表7.2.14规定的剪力墙,通过设置约束边缘构件,使其具有比较大的塑性变形能力。
截面受压区高度不仅与轴压力有关,而且与截面形状有关,在相同的轴压力作用下,带翼缘或带端柱的剪力墙,其受压区高度小于一字形截面剪力墙。因此,带翼缘或带端柱的剪力墙的约束边缘构件沿墙的长度,小于一字形截面剪力墙。
本次修订的主要内容为:增加了三级剪力墙约束边缘构件的要求;将轴压比分为两级,较大一级的约束边缘构件要求与02规程相同,较小一级的有所降低;可计入符合规定条件的水平钢筋的约束作用;取消了计算配箍特征值时,箍筋(拉筋)抗拉强度设计值不大于360MPa的规定。
本条“符合构造要求的水平分布钢筋”,一般指水平分布钢筋伸入约束边缘构件,在墙端有90°弯折后延伸到另一排分布钢筋并勾住其竖向钢筋,内、外排水平分布钢筋之间设置足够的拉筋,从而形成复合箍,可以起到有效约束混凝土的作用。
7.2.16 剪力墙构造边缘构件的设计要求与02规程变化不大,将箍筋、拉筋肢距“不应大于300mm”改为“不宜大于300mm”及不应大于竖向钢筋间距的2倍;增加了底部加强部位构造边缘构件的设计要求。
剪力墙构造边缘构件中的纵向钢筋按承载力计算和构造要求二者中的较大值设置。设计时需注意计算边缘构件竖向最小配筋所用的面积Ac的取法和配筋范围。承受集中荷载的端柱还要符合框架柱的配筋要求。构造边缘构件中的纵向钢筋宜采用高强钢筋。构造边缘构件可配置箍筋与拉筋相结合的横向钢筋。
02规程第7.2.17条对抗震设计的复杂高层建筑结构、混合结构、框架-剪力墙结构、筒体结构以及B级高度的高层剪力墙结构中剪力墙构造边缘构件提出了比一般剪力墙更高的要求,本次修订明确为连体结构、错层结构以及B级高度的高层建筑结构,适当缩小了加强范围。
7.2.17 为了防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限受弯承载力,配置的竖向分布钢筋必须满足最小配筋百分率要求。同时,为了防止斜裂缝出现后发生脆性的剪拉破坏,规定了水平分布钢筋的最小配筋百分率。本条所指剪力墙不包括部分框支剪力墙,后者比全部落地剪力墙更为重要,其分布钢筋最小配筋率应符合本规程第10章的有关规定。
本次修订不再把剪力墙分布钢筋最大间距和最小直径的规定作为强制性条文,相关内容反映在本规程第7.2.18条中。
7.2.18 剪力墙中配置直径过大的分布钢筋,容易产生墙面裂缝,一般宜配置直径小而间距较密的分布钢筋。
7.2.19 房屋顶层墙、长矩形平面房屋的楼、电梯间墙、山墙和纵墙的端开间等是温度应力可能较大的部位,应当适当增大其分布钢筋配筋量,以抵抗温度应力的不利影响。
7.2.20 钢筋的锚固与连接要求与02规程有所不同。本条主要依据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定制定。
7.2.21 连梁应与剪力墙取相同的抗震等级。
为了实现连梁的强剪弱弯、推迟剪切破坏、提高延性,应当采用实际抗弯钢筋反算设计剪力的方法;但是为了程序计算方便,本条规定,对于一、二、三级抗震采用了组合剪力乘以增大系数的方法确定连梁剪力设计值,对9度一级抗震等级的连梁,设计时要求用连梁实际抗弯配筋反算该增大系数。
7.2.22、7.2. 23 根据清华大学及国内外的有关试验研究可知,连梁截面的平均剪应力大小对连梁破坏性能影响较大,尤其在小跨高比条件下,如果平均剪应力过大,在箍筋充分发挥作用之前,连梁就会发生剪切破坏。因此对小跨高比连梁,本规程对截面平均剪应力及斜截面受剪承载力验算提出更加严格的要求。
7.2.24、7.2.25 为实现连梁的强剪弱弯,本规程第7.2.21、7.2.22条分别规定了按强剪弱弯要求计算连梁剪力设计值和名义剪应力的上限值,两条规定共同使用,就相当于限制了连梁的受弯配筋。但由于第7.2.21条是采用乘以增大系数的方法获得剪力设计值(与实际配筋量无关),容易使设计人员忽略受弯钢筋数量的限制,特别是在计算配筋值很小而按构造要求配置受弯钢筋时,容易忽略强剪弱弯的要求。因此.本次修订新增第7.2.24条和7.2.25条,分别给出了连梁最小和最大配筋率的限值,防止连梁的受弯钢筋配置过多。
跨高比超过2.5的连梁,其最大配筋率限值可按一般框架梁采用,即不宜大于2.5%。
7.2.26 剪力墙连梁对剪切变形十分敏感,其名义剪应力限制比较严,在很多情况下设计计算会出现“超限”情况,本条给出了一些处理方法。
对第2款提出的塑性调幅作一些说明。连梁塑性调幅可采用两种方法,一是按照本规程第5.2.1条的方法,在内力计算前就将连梁刚度进行折减;二是在内力计算之后,将连梁弯矩和剪力组合值乘以折减系数。两种方法的效果都是减小连梁内力和配筋。无论用什么方法,连梁调幅后的弯矩、剪力设计值不应低于使用状况下的值,也不宜低于比设防烈度低一度的地震作用组合所得的弯矩、剪力设计值,其目的是避免在正常使用条件下或较小的地震作用下在连梁上出现裂缝。因此建议一般情况下,可掌握调幅后的弯矩不小于调幅前按刚度不折减计算的弯矩(完全弹性)的80%(6~7度)和50%(8~9度),并不小于风荷载作用下的连梁弯矩。
需注意,是否“超限”,必须用弯矩调幅后对应的剪力代入第7.2.22条公式进行验算;
当第1、2款的措施不能解决问题时,允许采用第3款的方法处理,即假定连梁在大震下剪切破坏,不再能约束墙肢,因此可考虑连梁不参与工作,而按独立墙肢进行第二次结构内力分析,它相当于剪力墙的第二道防线,这种情况往往使墙肢的内力及配筋加大,可保证墙肢的安全。第二道防线的计算没有了连梁的约束,位移会加大,但是大震作用下就不必按小震作用要求限制其位移。
7.2.27 一般连梁的跨高比都较小,容易出现剪切斜裂缝,为防止斜裂缝出现后的脆性破坏,除了减小其名义剪应力,并加大其箍筋配置外,本条规定了在构造上的一些要求,例如钢筋锚固、箍筋配置、腰筋配置等。
7.2.28 当开洞较小,在整体计算中不考虑其影响时,应将切断的分布钢筋集中在洞口边缘补足,以保证剪力墙截面的承载力。连梁是剪力墙中的薄弱部位,应重视连梁中开洞后的截面抗剪验算和加强措施。
7.1 一般规定
7.1.1 高层建筑结构应有较好的空间工作性能,剪力墙应双向布置,形成空间结构。特别强调在抗震结构中,应避免单向布置剪力墙,并宜使两个方向刚度接近。
剪力墙的抗侧刚度较大,如果在某一层或几层切断剪力墙, 易造成结构刚度突变,因此,剪力墙从上到下宜连续设置。
剪力墙洞口的布置,会明显影响剪力墙的力学性能。规则开洞,洞口成列、成排布置,能形成明确的墙肢和连梁,应力分布比较规则,又与当前普遍应用程序的计算简图较为符合,设计计算结果安全可靠。错洞剪力墙和叠合错洞剪力墙的应力分布复杂,计算、构造都比较复杂和困难。剪力墙底部加强部位,是塑性铰出现及保证剪力墙安全的重要部位,一、二和三级剪力墙的底部加强部位不宜采用错洞布置,如无法避免错洞墙,应控制错洞墙洞口间的水平距离不小于2m,并在设计时进行仔细计算分析,在洞口周边采取有效构造措施(图6a、b)。此外,一、二、三级抗震设计的剪力墙全高都不宜采用叠合错洞墙,当无法避免叠合错洞布置时,应按有限元方法仔细计算分析,并在洞口周边采取加强措施(图6c),或在洞口不规则部位采用其他轻质材料填充,将叠合洞口转化为规则洞口(图6d,其中阴影部分表示轻质填充墙体)。

错洞墙或叠合错洞墙的内力和位移计算均应符合本规程第5章的有关规定。若在结构整体计算中采用杆系、薄壁杆系模型或对洞口作了简化处理的其他有限元模型时,应对不规则开洞墙的计算结果进行分析、判断,并进行补充计算和校核。目前除了平面有限元方法外,尚没有更好的简化方法计算错洞墙。采用平面有限元方法得到应力后,可不考虑混凝土的抗拉作用,按应力进行配筋,并加强构造措施。
本规程所指的剪力墙结构是以剪力墙及因剪力墙开洞形成的连梁组成的结构,其变形特点为弯曲型变形,目前有些项目采用了大部分由跨高比较大的框架梁联系的剪力墙形成的结构体系,这样的结构虽然剪力墙较多,但受力和变形特性接近框架结构,当层数较多时对抗震是不利的,宜避免。
7.1.2 剪力墙结构应具有延性,细高的剪力墙(高宽比大于3)容易设计成具有延性的弯曲破坏剪力墙。当墙的长度很长时,可通过开设洞口将长墙分成长度较小的墙段,使每个墙段成为高宽比大于3的独立墙肢或联肢墙,分段宜较均匀。用以分割墙段的洞口上可设置约束弯矩较小的弱连梁(其跨高比一般宜大于6)。此外,当墙段长度(即墙段截面高度)很长时,受弯后产生的裂缝宽度会较大,墙体的配筋容易拉断,因此墙段的长度不宜过大,本规程定为8m。
7.1.3 两端与剪力墙在平面内相连的梁为连梁。如果连梁以水平荷载作用下产生的弯矩和剪力为主,竖向荷载下的弯矩对连梁影响不大(两端弯矩仍然反号),那么该连梁对剪切变形十分敏感,容易出现剪切裂缝,则应按本章有关连梁设计的规定进行设计,一般是跨度较小的连梁;反之,则宜按框架梁进行设计,其抗震等级与所连接的剪力墙的抗震等级相同。
7.1.4 抗震设计时,为保证剪力墙底部出现塑性铰后具有足够大的延性,应对可能出现塑性铰的部位加强抗震措施,包括提高其抗剪切破坏的能力,设置约束边缘构件等,该加强部位称为“底部加强部位”。剪力墙底部塑性铰出现都有一定范围,一般情况下单个塑性铰发展高度约为墙肢截面高度hw,但是为安全起见,设计时加强部位范围应适当扩大。本规定统一以剪力墙总高度的1/10与两层层高二者的较大值作为加强部位(02规程要求加强部位是剪力墙全高的1/8)。第3款明确了当地下室整体刚度不足以作为结构嵌固端,而计算嵌固部位不能设在地下室顶板时,剪力墙底部加强部位的设计要求宜延伸至计算嵌固部位。
7.1.5 楼面梁支承在连梁上时,连梁产生扭转,一方面不能有效约束楼面梁,另一方面连梁受力十分不利,因此要尽量避免。楼板次梁等截面较小的梁支承在连梁上时,次梁端部可按铰接处理。
7.1.6 剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大,而平面外刚度及承载力都很小,因此,应注意剪力墙平面外受弯时的安全问题。当剪力墙与平面外方向的大梁连接时,会使墙肢平面外承受弯矩,当梁高大于约2倍墙厚时,刚性连接梁的梁端弯矩将使剪力墙平面外产生较大的弯矩,此时应当采取措施,以保证剪力墙平面外的安全。
本条所列措施,是02规程7.1.7条内容的修改和完善。是指在楼面梁与剪力墙刚性连接的情况下,应采取措施增大墙肢抵抗平面外弯矩的能力。在措施中强调了对墙内暗柱或墙扶壁柱进行承载力的验算,增加了暗柱、扶壁柱竖向钢筋总配筋率的最低要求和箍筋配置要求,并强调了楼面梁水平钢筋伸入墙内的锚固要求,钢筋锚固长度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。
当梁与墙在同一平面内时,多数为刚接,梁钢筋在墙内的锚固长度应与梁、柱连接时相同。当梁与墙不在同一平面内时,可能为刚接或半刚接,梁钢筋锚固都应符合锚固长度要求。
此外,对截面较小的楼面梁,也可通过支座弯矩调幅或变截面梁实现梁端铰接或半刚接设计,以减小墙肢平面外弯矩。此时应相应加大梁的跨中弯矩,这种情况下也必须保证梁纵向钢筋在墙内的锚固要求。
7.1.7 剪力墙与柱都是压弯构件,其压弯破坏状态以及计算原理基本相同,但是截面配筋构造有很大不同,因此柱截面和墙截面的配筋计算方法也各不相同。为此,要设定按柱或按墙进行截面设计的分界点。为方便设置边缘构件和分布钢筋,墙截面高厚比hw/bw宜大于4。本次修订修改了以前的分界点,规定截面高厚比hw/bw不大于4时,按柱进行截面设计。
7.1.8 厚度不大的剪力墙开大洞口时,会形成短肢剪力墙,短肢剪力墙一般出现在多层和高层住宅建筑中。短肢剪力墙沿建筑高度可能有较多楼层的墙肢会出现反弯点,受力特点接近异形柱,又承担较大轴力与剪力,因此,本规程规定短肢剪力墙应加强,在某些情况下还要限制建筑高度。对于L形、T形、十字形剪力墙,其各肢的肢长与截面厚度之比的最大值大于4且不大于8时,才划分为短肢剪力墙。对于采用刚度较大的连梁与墙肢形成的开洞剪力墙,不宜按单独墙肢判断其是否属于短肢剪力墙。
由于短肢剪力墙抗震性能较差,地震区应用经验不多,为安全起见,在高层住宅结构中短肢剪力墙布置不宜过多,不应采用全部为短肢剪力墙的结构。短肢剪力墙承担的倾覆力矩不小于结构底部总倾覆力矩的30%时,称为具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构,此时房屋的最大适用高度应适当降低。B级高度高层建筑及9度抗震设防的A级高度高层建筑,不宜布置短肢剪力墙,不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。
本条还规定短肢剪力墙承担的倾覆力矩不宜大于结构底部总倾覆力矩的50%,是在短肢剪力墙较多的剪力墙结构中,对短肢剪力墙数量的间接限制。
7.1.9 一般情况下主要验算剪力墙平面内的偏压、偏拉、受剪等承载力,当平面外有较大弯矩时,也应验算平面外的轴心受压承载力。
6.5 钢筋的连接和锚固
6.5.1~6.5.3 关于钢筋的连接,需注意下列问题:
1 对于结构的关键部位,钢筋的连接宜采用机械连接,不宜采用焊接。这是因为焊接质量较难保证,而机械连接技术已比较成熟,质量和性能比较稳定。另外,1995年日本阪神地震震害中,观察到多处采用气压焊的柱纵向钢筋在焊接部位拉断的情况。本次修订对位于梁柱端部箍筋加密区内的钢筋接头,明确要求应采用满足等强度要求的机械连接接头。
2 采用搭接接头时,对非抗震设计,允许在构件同一截面100%搭接,但搭接长度应适当加长。这对于柱纵向钢筋的搭接接头较为有利。
第6.5.1条第2款是由02规程第6.4.9条第6款移植过来的,本款内容同时适用于抗震、非抗震设计,给出了柱纵向钢筋采用搭接做法时在钢筋搭接长度范围内箍筋的配置要求。
6.5.4、6.5.5 分别规定了非抗震设计和抗震设计时,框架梁柱纵向钢筋在节点区的锚固要求及钢筋搭接要求。图6.5.4中梁顶面2根直径12mm的钢筋是构造钢筋;当相邻梁的跨度相差较大时,梁端负弯矩钢筋的延伸长度(截断位置),应根据实际受力情况另行确定。
本次修订按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010作了必要的修改和补充。
6.4 框架柱构造要求
6.4.1 考虑到抗震安全性,本次修订提高了抗震设计时柱截面最小尺寸的要求。一、二、三级抗震设计时,矩形截面柱最小截面尺寸由300mm改为400mm,圆柱最小直径由350mm改为450mm。
6.4.2 抗震设计时,限制框架柱的轴压比主要是为了保证柱的延性要求。本条中,对不同结构体系中的柱提出了不同的轴压比限值;本次修订对部分柱轴压比限值进行了调整,并增加了四级抗震轴压比限值的规定。框架结构比原限值降低0.05,框架-剪力墙等结构类型中的三级框架柱限值降低了0.05。
根据国内外的研究成果,当配箍量、箍筋形式满足一定要求,或在柱截面中部设置配筋芯柱且配筋量满足一定要求时,柱的延性性能有不同程度的提高,因此可对柱的轴压比限值适当放宽。
当采用设置配筋芯柱的方式放宽柱轴压比限值时,芯柱纵向钢筋配筋量应符合本条的规定,宜配置箍筋,其截面宜符合下列规定:
1 当柱截面为矩形时,配筋芯柱可采用矩形截面,其边长不宜小于柱截面相应边长的1/3;
2 当柱截面为正方形时,配筋芯柱可采用正方形或圆形,其边长或直径不宜小于柱截面边长的1/3;
3 当柱截面为圆形时,配筋芯柱宜采用圆形,其直径不宜小于柱截面直径的1/3。
条文所说的“较高的高层建筑”是指,高于40m的框架结构或高于60m的其他结构体系的混凝土房屋建筑。
6.4.3 本条是钢筋混凝土柱纵向钢筋和箍筋配置的最低构造要求。本次修订,第1款调整了抗震设计时框架柱、框支柱、框架结构边柱和中柱最小配筋率的规定;表6.4.3—1中数值是以500MPa级钢筋为基准的。与02规程相比,对335MPa及400MPa级钢筋的最小配筋率略有提高,对框架结构的边柱和中柱的最小配筋百分率也提高了0.1,适当增大了安全度。
第2款第2)项增加丁一级框架柱端加密区箍筋间距可以适当放松的规定,主要考虑当箍筋直径较大、肢数较多、肢距较小时,箍筋的间距过小会造成钢筋过密,不利于保证混凝土的浇筑质量;适当放宽箍筋间距要求,仍然可以满足柱端的抗震性能。但应注意:箍筋的间距放宽后,柱的体积配箍率仍需满足本规程的相关规定。
6.4.4 本次修订调整了非抗震设计时柱纵向钢筋间距的要求,由350mm改为300mm;明确了四级抗震设计时柱纵向钢筋间距的要求同非抗震设计。
6.4.5 本条理由,同本规程第6.3.6条。
6.4.7 本规程给出了柱最小配箍特征值,可适应钢筋和混凝土强度的变化,有利于更合理地采用高强钢筋;同时,为了避免由此计算的体积配箍率过低,还规定了最小体积配箍率要求。
本条给出的箍筋最小配箍特征值,除与柱抗震等级和轴压比有关外,还与箍筋形式有关。井式复合箍、螺旋箍、复合螺旋箍、连续复合螺旋箍对混凝土具有更好的约束性能,因此其配箍特征值可比普通箍、复合箍低一些。本条所提到的柱箍筋形式举例如图5所示。

本次修订取消了“计算复合箍筋的体积配箍率时,应扣除重叠部分的箍筋体积”的要求;在计算箍筋体积配箍率时,取消了箍筋强度设计值不超过360MPa的限制。
6.4.8、6.4.9 原规程JGJ 3—91曾规定:当柱内全部纵向钢筋的配筋率超过3%时,应将箍筋焊成封闭箍。考虑到此种要求在实施时,常易将箍筋与纵筋焊在一起,使纵筋变脆,如本规程第6.3.6条的解释;同时每个箍皆要求焊接,费时费工,增加造价,于质量无益而有害。目前,国际上主要结构设计规范,皆无类似规定。
因此本规程对柱纵向钢筋配筋率超过3%时,未作必须焊接的规定。抗震设计以及纵向钢筋配筋率大于3%的非抗震设计的柱,其箍筋只需做成带135°弯钩之封闭箍,箍筋末端的直段长度不应小于10d。
在柱截面中心,可以采用拉条代替部分箍筋。
当采用菱形、八字形等与外围箍筋不平行的箍筋形式(图5b、d、e)时,箍筋肢距的计算,应考虑斜向箍筋的作用。
6.4.10 为使梁、柱纵向钢筋有可靠的锚固条件,框架梁柱节点核心区的混凝土应具有良好的约束。考虑到节点核心区内箍筋的作用与柱端有所不同,其构造要求与柱端有所区别。
6.4.11 本条为新增内容。现浇混凝土柱在施工时,一般情况下采用导管将混凝土直接引入柱底部,然后随着混凝土的浇筑将导管逐渐上提,直至浇筑完毕。因此,在布置柱箍筋时,需在柱中心位置留出不少于300mm×300mm的空间,以便于混凝土施工。对于截面很大或长矩形柱,尚需与施工单位协商留出不止插一个导管的位置。
6.3 框架梁构造要求
6.3.1 过去规定框架主梁的截面高度为计算跨度的1/8~1/12,已不能满足近年来大量兴建的高层建筑对于层高的要求。近来我国一些设计单位,已大量设计了梁高较小的工程,对于8m左右的柱网,框架主梁截面高度为450mm左右,宽度为350mm~400mm的工程实例也较多。
国外规范规定的框架梁高跨比,较我国小。例如美国ACI 318—08规定梁的高度为:


从以上数据可以看出,我们规定的高跨比下限1/18,此国外规范要严。因此,不论从国内已有的工程经验以及与国外规范相比较,规定梁截面高跨比为1/10~1/18是可行的。在选用时,上限1/10可适用于荷载较大的情况。当设计人确有可靠依据且工程上有需要时,梁的高跨比也可小于1/18。
在工程中,如果梁承受的荷载较大,可以选择较大的高跨比。在计算挠度时,可考虑梁受压区有效翼缘的作用,并可将梁的合理起拱值从其计算所得挠度中扣除。

本次修订,取消了02规程本条第3款框架梁端最大配筋率不应大于2.5%的强制性要求,相关内容改为非强制性要求反映在本规程的6.3.3条中。最大配筋率主要考虑因素包括保证梁端截面的延性、梁端配筋不致过密而影响混凝土的浇筑质量等,但是不宜给一个确定的数值作为强制性条文内容。
本次修订还增加了表6.3.2—2的注2,给出了可适当放松梁端加密区箍筋的间距的条件。主要考虑当箍筋直径较大且肢数较多时,适当放宽箍筋间距要求,仍然可以满足梁端的抗震性能,同时箍筋直径大、间距过密时不利于混凝土的浇筑,难以保证混凝土的质量。
6.3.3 根据近年来工程应用情况和反馈意见,梁的纵向钢筋最大配筋率不再作为强制性条文,相关内容由02规程第6.3.2条移入本条。
根据国内、外试验资料,受弯构件的延性随其配筋率的提高而降低。但当配置不少于受拉钢筋50%的受压钢筋时,其延性可以与低配筋率的构件相当。新西兰规范规定,当受弯构件的压区钢筋大于拉区钢筋的50%时,受拉钢筋配筋率不大于2.5%的规定可以适当放松。当受压钢筋不少于受拉钢筋的75%时,其受拉钢筋配筋率可提高30%,也即配筋率可放宽至3.25%。因此本次修订规定,当受压钢筋不少于受拉钢筋的50%时,受拉钢筋的配筋率可提高至2.75%。
本条第3款的规定主要是防止梁在反复荷载作用时钢筋滑移;本次修订增加了对三级框架的要求。
6.3.4 本条第5款为新增内容,给出了抗扭箍筋和抗扭纵向钢筋的最小配筋要求。
6.3.6 梁的纵筋与箍筋、拉筋等作十字交叉形的焊接时,容易使纵筋变脆,对于抗震不利,因此作此规定。同理,梁、柱的箍筋在有抗震要求时应弯135°钩,当采用焊接封闭箍时应特别注意避免出现箍筋与纵筋焊接在一起的情况。
国外规范,如美国ACI 318—08规范,在抗震设计也有类似的条文。
钢筋与构件端部锚板可采用焊接。
6.3.7 本条为新增内容,给出了梁上开洞的具体要求。当梁承受均布荷载时,在梁跨度的中部1/3区段内,剪力较小。洞口高度如大于梁高的1/3,只要经过正确计算并合理配筋,应当允许。在梁两端接近支座处,如必须开洞,洞口不宜过大,且必须经过核算,加强配筋构造。
有些资料要求在洞口角部配置斜筋,容易导致钢筋之间的间距过小,使混凝土浇捣困难;当钢筋过密时,不建议采用。图6.3.7可供参考采用;当梁跨中部有集中荷载时,应根据具体情况另行考虑。