剪力墙构造与延性保证

试验表明，剪力墙在周期反复荷载作用下的塑性变形能力，与截面纵向钢筋的配筋、端部边缘构件范围、端部边缘构件内纵向钢筋及箍筋的配置，以及截面形状、截面轴压比大小等因素有关，因此，为了保证剪力墙的延性，下面给出有关的构造规定。

1.剪力墙的厚度

为保证剪力墙的承载力、侧向稳定和施工的要求，所以要对各种结构体系的剪力墙的厚度给予限制。对一、二级抗震等级的剪力墙，一般部位不应小于160mm，且不应小于层高或无支长度的1/20；底部加强部位的墙厚，不宜小于200mm，且不应小于层高或无支长度的1/16；当墙端无端柱或翼墙时，相对于端部有端柱或翼墙的剪力墙在正截面受力性能、变形能力以及侧向稳定方面减弱很多，如极限位移将减小一倍，耗能能力降低20%左右。因此，对一、二级抗震等级的墙端无端柱或翼墙的剪力墙底部加强部位的墙应加厚，取不宜小于层高或无支长度的1/12。对三、四级抗震等级，不应小于140mm，且不应小于层高或无支长度的1/25。

2.剪力墙的布置

剪力墙的平、立面布置都应规则、均匀。剪力墙一般应上下贯通、避免刚度突变，开洞要上下、左右对齐，避免洞口交错。框支剪力墙结构，落地剪力墙数目不小于总数目的50%，框支层刚度不小于邻近上层刚度的50%。在平面布置上力求各道墙刚度接近，间距不宜过大。由剪力墙和框支剪力墙结构中的落地剪力墙所造成的楼（屋）盖长宽比需满足一定要求《建筑抗震设计规范》GB50011—2010表6.1.6。这些规则不仅可以保证传力合理，避免脆性破坏，还可使楼（屋）盖刚性假定计算的剪力墙剪力分配值比较符合实际。

3.剪力墙的配筋构造

为了提高剪力墙侧向稳定和受弯承载力，剪力墙厚度大于140mm时，其竖向和水平分布钢筋应采用双排钢筋；双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于600mm，且直径不应小于6mm。在底部加强部位，边缘构件以外的墙体中，拉筋间距应适当加密。

限制剪力墙的最小配筋率是为了防止斜裂缝产生后过快地发生脆性破坏，所以剪力墙的水平和竖向分布钢筋的配置，应符合下列规定：

（1）一、二、三级抗震等级的剪力墙的水平和竖向分布钢筋的配筋率均不应小于0.25%；四级抗震等级的剪力墙不应小于0.20%；分布钢筋间距不应大于300mm；其直径不应小于8mm。

（2）部分框支剪力墙结构的剪力墙底部加强部位，水平和竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.3%，钢筋间距不应大于200mm。

抗震设计的剪力墙水平和竖向分布钢筋的直径不宜大于墙厚的1/10。对一、二级抗震等级各类结构中的剪力墙连梁，当跨高比l₀/h≤2.0，且连梁截面宽度不小于200mm时，除普通箍筋外，宜另设斜向交叉构造钢筋；对一、二级抗震等级筒体结构内筒及核心筒连梁，当其跨高比不大于2且截面宽度不小于400mm时，宜采用斜向交叉暗柱配筋，全部剪力均由暗柱纵向钢筋承担，并应按框架梁构造要求设置箍筋。

4.剪力墙的轴压比限值

试验表明，轴压比较小时，即使在墙端部不设边缘构件，剪力墙也具有一定的延性和耗能能力，而当轴压比超过一定值时，则剪力墙的延性和耗能能力降低。因此，对一、二级抗震等级的各种结构体系中的剪力墙，在塑性铰可能出现的底部加强部位，在重力荷载代表值作用下，墙肢的轴压比N/（f_cA）（A为墙肢截面面积），不宜超过表12-22的限值。

表12-22 墙肢的轴压比限值

5.剪力墙两端及洞口两侧边缘构件的设置

各种结构体系中的开洞剪力墙，在地震作用下洞口连梁首先发生弯曲或剪切破坏，然后墙肢底部钢筋屈服，出现塑性铰转动，混凝土压碎。因此，对一、二级抗震等级的底部加强部位及其以上一层，其剪力墙两端以及洞口两侧应设置边缘构件，并根据墙肢轴压比大小，分为约束边缘构件或构造边缘构件。采取上述构造措施的目的，是使墙肢在地震作用下，处于可能出现塑性铰的底部加强部位及其以上一层具有较好的延性和耗能能力。而剪力墙一般部位和三、四级抗震等级的剪力墙肢，也可通过构造边缘构件使墙肢的塑性变形能力得到适当的改善。试验证明这种边缘构件对提高剪力墙的承载力和变形能力有重要作用。

（1）边缘构件的设置 剪力墙两端以及洞口两侧设置的边缘构件，应符合下列要求：

1）一、二级抗震等级的剪力墙结构和框架—剪力墙结构中的剪力墙，在重力荷载代表值作用下，当墙肢底截面轴压比大于表12-23规定时，其底部加强部位及其以上一层墙肢应设置约束边缘构件；当小于表12-23规定时，宜设置构造边缘构件。

表12-23 剪力墙设置构造边缘构件的最大轴压比

2）部分框支剪力墙结构中，一、二级抗震等级落地剪力墙的底部加强部位及以上一层剪力墙的两端应设置符合约束边缘构件要求的翼墙或端柱，且洞口两侧应设置约束边缘构件；不落地的剪力墙，应在底部加强部位及以上一层剪力墙的墙肢两端设置约束边缘构件。

3）一、二级抗震等级的剪力墙结构和框架—剪力墙结构中的一般部位剪力墙以及三、四级抗震等级的剪力墙结构和框架—剪力墙结构中的剪力墙，应设置构造边缘构件。

（2）约束边缘构件 剪力墙端部设置的约束边缘构件（暗柱、端柱、翼墙和转角墙）应符合下列要求（图12-9）：

1）约束边缘构件沿墙肢的长度l_c及配箍特征值λ_v宜满足表12-24的要求，箍筋的配置范围及相应的配箍特征值为λ_v和λ_v/2的区域如图12-9所示，其体积配筋率ρ_v应按下式计算：

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式中 λ_v——配箍特征值，对图12-9中λ_v/2的区域，可计入拉筋。

图12-9 剪力墙的约束边缘构件

注：图中尺寸单位为mm

a）暗柱 b）端柱 c）翼墙 d）转角墙

1—配箍特征值为λ_v的区域 2—配箍特征值为λ_v/2的区域

表12-24 约束边缘构件沿墙肢的长度l_c及其配箍特征值λ_v

注：1.两侧翼墙长度小于其厚度3倍时，视为无翼墙剪力墙；端柱截面边长小于墙厚2倍时，视为无端柱剪力墙。

2.约束边缘构件沿墙肢长度l_c除满足表12-24的要求外，且不宜小于墙厚和400mm；当有端柱、翼墙或转角墙时，尚不应小于翼墙厚度或端柱沿墙肢方向截面高度加300mm。

3.h_w为剪力墙的墙肢面高度。

2）一、二级抗震等级剪力墙约束边缘构件的纵向钢筋的截面面积，对暗柱、端柱、翼墙和转角墙分别不应小于图12-9中阴影部分面积的1.2%、1.0%。

（3）构造边缘构件 剪力墙端部设置的构造边缘构件（暗柱、端柱、翼墙和转角墙）的范围，应按图12-10采用。构造边缘构件的纵向钢筋除应满足计算外，尚应符合表12-25的要求。

图12-10 剪力墙的构造边缘构件

a）暗柱 b）端柱 c）翼墙 d）转角墙

表12-25 构造边缘构件的构造配筋要求

注：1.A_c为图12-10中所示的阴影面积；

2.对其他部位，拉筋的水平间距不应大于纵向钢筋间距的2倍，转角处宜设置箍筋；

3.当端柱承受集中荷载时，应满足框架柱配筋要求。

6.框架—剪力墙结构中的剪力墙

框架—剪力墙结构中的剪力墙应符合下列构造要求：

（1）剪力墙周边应设置端柱和梁作为边框，端柱截面尺寸宜与同层框架柱相同，且应满足框架柱的要求；当墙周边仅有柱而无梁时，应设置暗梁，其高度可取2倍墙厚。

（2）剪力墙开洞时，应在洞口两侧配置边缘构件，且洞口上、下边缘宜配置构造纵向钢筋。