淺析增設(shè)若干與地下室外圍墻相垂直短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)作用

解小曼 田瑤

陜西省建筑科學(xué)研究院  710082  西安

    按照結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗，在高層建筑的地下室與基礎(chǔ)設(shè)計時，通常會在坡前地下室外圍墻內(nèi)側(cè)或采光井部位地下室外圍墻外側(cè)增設(shè)若干道垂直于地下室外圍墻的短肢剪力墻壁。對結(jié)構(gòu)設(shè)計中采取的這種技術(shù)措施，部分設(shè)計人員往往片面誤解為增設(shè)此類剪力墻僅是為了有效減小地下室外圍墻的計算長度并對較長的外圍墻起到側(cè)向支撐的作用。實際上增設(shè)與地下室外圍墻相垂直的短肢剪力墻主要有兩個目的，減小外圍墻的計算長度和起到側(cè)向支撐作用只是目的之一，更重要的目的是為了有效增加地下室的側(cè)向剛度，以滿足規(guī)范規(guī)定的地下室與首層的側(cè)向剛度比不宜小于2之要求。

    當(dāng)進行高層建筑上部結(jié)構(gòu)的整體計算時，必須在房屋下部設(shè)置有效的上部結(jié)構(gòu)嵌固端。對于將地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時，現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010（簡稱《抗規(guī)》）作出了明確而具體的條文規(guī)定；《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010（簡稱《高規(guī)》）則對其根本性要求作出了明確的條文規(guī)定。

    《抗規(guī)》第6.1.14條，地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位時，應(yīng)符合下列要求：

    1、地下室頂板應(yīng)避免開設(shè)大洞口，地下室在上部結(jié)構(gòu)相關(guān)范圍內(nèi)的頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，相關(guān)范圍外的頂板宜采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)；其樓板厚度不宜小于180㎜，混凝土強度等級不宜小于C30，應(yīng)采用雙向配筋，且每層每個方向的配筋率不宜小于0.25%。

    2、結(jié)構(gòu)地上一層的側(cè)向剛度，不宜大于相關(guān)范圍內(nèi)地下一層的側(cè)向剛度的0.5倍；地下室周邊宜有與地下室頂板相連的抗震墻。

    3、地下室頂板對應(yīng)于地上框架梁節(jié)點除應(yīng)滿足抗震設(shè)計要求外,尚應(yīng)符合下列規(guī)定之一:

    （1)地下一層柱截面每側(cè)縱向配筋不應(yīng)小于地上一層對應(yīng)縱向配筋的1.1倍，且地下一層柱上端和節(jié)點左右梁端實配的受彎承載力之和應(yīng)大于地上一層柱下端實配的抗震彎承力的1.3倍。

    （2）地下一層梁剛度較大時，柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積應(yīng)大于地上一層對應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍；同時,梁端頂面和底面縱向鋼筋面積均應(yīng)比計算增大10%以上.

    4、地下一層抗震墻墻肢端部邊緣構(gòu)件縱向鋼筋面積，不應(yīng)少于地上一層對應(yīng)墻肢端部邊緣構(gòu)件縱向鋼筋的面積。

    《高規(guī)》第5.3.7條，高層建筑結(jié)構(gòu)整體計算中，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時，地下一層與首層的側(cè)向剛度比不宜小于2。

    通觀《抗規(guī)》第6.1.14條詳細而具體的所有規(guī)定，對作為上部結(jié)構(gòu)整體驗算時嵌固部位的地下室頂板已經(jīng)列出了全部必要而充分的條件；而《高規(guī)》第第5.3.7條只是簡單地列出作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的最基本的必要條件（亦即根本性要求）。對比《抗規(guī)》第6.1.14條的第2點規(guī)定和《高規(guī)》第第5.3.7條的規(guī)定不難發(fā)現(xiàn)，對于地下室頂板能夠構(gòu)成上部結(jié)整體驗算的嵌固部位的根本性要求是完全一致的，即地上一層的側(cè)向剛度不宜大于相關(guān)范圍地下一層側(cè)向剛度的0.5倍（亦即地下一層與首層的側(cè)向剛度比不宜小于2）。

    因此，對于坡前地下室外圍墻內(nèi)側(cè)與采光井一側(cè)的外側(cè)，增設(shè)幾道與外圍墻相垂直的幾道短肢剪力墻這項技術(shù)措施的主要結(jié)構(gòu)作用，不能簡單片面地理解為主要為了有效減小地下室外圍墻的計算長度并對較長的外圍墻起到側(cè)向支撐的作用，而其真正的結(jié)構(gòu)作用在于滿足當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)計算的嵌固部位時，地下室頂板的上下層的側(cè)向剛度比必須符合現(xiàn)行規(guī)范這一項根本性規(guī)定的要求。

    這里還必須進一步指明是，即使在地下室外地評以下地下室外圍墻外全被室外填土所埋，即所謂四周均存在有效的土的側(cè)限作用，地下室若作為上部結(jié)構(gòu)嵌固端時，其上下兩層兩個方向的側(cè)向剛度比，亦必須全部滿足規(guī)范的這一根本性要求。

    依據(jù)標準：

    1、國家標準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010；

    2、行業(yè)標準《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010。

(本文來源:陜西省土木建筑學(xué)會   文徑網(wǎng)絡(luò)設(shè)計項目投資中心：雷丹 尹維維 編輯  劉真 文徑 審核)