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(jì)經(jīng)驗(yàn)，在高層建筑的地下室與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)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(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取的這種技術(shù)措施，部分設(shè)計(jì)人員往往片面誤解為增設(shè)此類(lèi)剪力墻僅是為了有效減小地下室外圍墻的計(jì)算長(zhǎng)度并對(duì)較長(zhǎng)的外圍墻起到側(cè)向支撐的作用。實(shí)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(gè)目的，減小外圍墻的計(jì)算長(zhǎng)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(mǎn)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(jìn)行高層建筑上部結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算時(shí)，必須在房屋下部設(shè)置有效的上部結(jié)構(gòu)嵌固端。對(duì)于將地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010（簡(jiǎn)稱(chēng)《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(jiǎn)稱(chēng)《高規(guī)》）則對(duì)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(shí)，應(yīng)符合下列要求：

    1、地下室頂板應(yīng)避免開(kāi)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(qiáng)度等級(jí)不宜小于C30，應(yīng)采用雙向配筋，且每層每個(gè)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(duì)應(yīng)于地上框架梁節(jié)點(diǎn)除應(yīng)滿(mǎn)足抗震設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)縱向配筋的1.1倍，且地下一層柱上端和節(jié)點(diǎn)左右梁端實(shí)配的受彎承載力之和應(yīng)大于地上一層柱下端實(shí)配的抗震彎承力的1.3倍。

    （2）地下一層梁剛度較大時(shí)，柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積應(yīng)大于地上一層對(duì)應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍；同時(shí),梁端頂面和底面縱向鋼筋面積均應(yīng)比計(jì)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(duì)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(jì)算中，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時(shí)，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(xì)而具體的所有規(guī)定，對(duì)作為上部結(jié)構(gòu)整體驗(yàn)算時(shí)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(jiǎn)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(duì)比《抗規(guī)》第6.1.14條的第2點(diǎn)規(guī)定和《高規(guī)》第第5.3.7條的規(guī)定不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)于地下室頂板能夠構(gòu)成上部結(jié)整體驗(yàn)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(duì)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(xiàng)技術(shù)措施的主要結(jié)構(gòu)作用，不能簡(jiǎn)單片面地理解為主要為了有效減小地下室外圍墻的計(jì)算長(zhǎng)度并對(duì)較長(zhǎng)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(mǎn)足當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)計(jì)算的嵌固部位時(shí)，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(xiàng)根本性規(guī)定的要求。

    這里還必須進(jìn)一步指明是，即使在地下室外地評(píng)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(shí)，其上下兩層兩個(gè)方向的側(cè)向剛度比，亦必須全部滿(mǎn)足規(guī)范的這一根本性要求。

    依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：

    1、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010；

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

(本文來(lái)源:陜西省土木建筑學(xué)會(huì)   文徑網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)項(xiàng)目投資中心：雷丹 尹維維 編輯  劉真 文徑 審核)