结构工程师考试：轴压比限值，规程规定的要求

（一）试题回顾

【试题3.2.5】 轴压比/轴压比限值（2006年）

某现浇钢筋混凝土剪力墙结构，抗震等级为二级，混凝土强度等级为C30，边缘构件纵向钢筋采用HRB335级钢筋，墙体分布钢筋采用HPB235级钢筋。底层某墙肢截面尺寸b_w×h_w=200mm×3600mm，其墙肢（包括边缘构件）配筋示意如图3.2.10所示。

图 3.2.10

已知作用在该剪力墙墙肢上的由结构和构件自重荷载标准值产生的轴向压力N_D=2800kN，由等效均布荷载计算的楼面活荷载标准值产生的轴向压力N_L=400kN。试问，该墙肢的轴压比与其轴压比限值之比λ与以下何项数值最为接近？

（A）0.43 （B）0.46

（C）0.52 （D）0.58

（二）规范规定

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：

7.2.13 重力荷载代表值作用下，一、二、三级剪力墙墙肢的轴压比不宜超过表7.2.13的限值。

表7.2.13 剪力墙墙肢轴压比限值

注：墙肢轴压比是指重力荷载代表值作用下墙肢承受的轴压力设计值与墙肢的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。

《混凝土结构设计规范》规定：

11.7.16 一、二、三级抗震等级的剪力墙，其底部加强部位的墙肢轴压比不宜超过表11.7.16的限值。

表11.7.16 剪力墙轴压比限值

注：剪力墙肢轴压比是指在重力荷载代表值作用下墙的轴压力设计值与墙的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值。

《建筑抗震设计规范》规定：

6.4.2 一、二、三级抗震墙在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比，一级时，9度不宜大于0.4，7、8度不宜大于0.5；二、三级时不宜大于0.6。

注：墙肢轴压比是指墙的轴压力设计值与墙的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。

（三）对规范规定的分析

1.墙肢轴压比μ_N的定义

《建筑抗震设计规范》第6.4.2条注：

墙肢轴压比是指墙的轴压力设计值与墙的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。

《建筑抗震设计规范》第6.4.2条的条文说明：

计算墙肢轴压力设计值时，不计入地震作用组合，但应取分项系数1.2。

墙肢轴压力设计值的计算公式：

N=1.2×（恒载标准值+活载标准值×组合系数）

2.剪力墙的轴压比限值[μ_N]

剪力墙的轴压比限值[μ_N]见表3.2.3。

表3.2.3 剪力墙的轴压比限值[μ_N](www.xing528.com)

3.短肢剪力墙的轴压比限值[μ_N]

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：

7.2.2 抗震设计时，短肢剪力墙的设计应符合下列规定：

2 一、二、三级短肢剪力墙的轴压比，分别不宜大于0.45、0.50、0.55，一字形截面短肢剪力墙的轴压比限值应相应减少0.1。

4.轴压比控制的范围

《混凝土结构设计规范》规定：

11.7.16 一、二、三级抗震等级的剪力墙，其底部加强部位的墙肢轴压比不宜超过表11.7.16的限值。

《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.13条的条文说明：

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。

《建筑抗震设计规范》第6.4.2条的条文说明：

6.4.2 本次修订，将抗震墙的轴压比控制范围，由一、二级扩大到三级，由底部加强部位扩大到全高。计算墙肢轴压力设计值时，不计入地震作用组合，但应取分项系数1.2。

从这里可以看出，对这一问题三本规范的规定尚未协调一致。

5.控制“墙肢轴压比”的意义

《高层建筑混凝土结构技术规程》的条文说明：

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。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。

（四）算例

【例3.2.4】 墙肢的轴压比

条件：剪力墙结构底层某剪力墙肢b×h=250mm×3000mm，采用C40混凝土，静载作用下此墙肢的轴向压力标准值N_1k=3180.2kN，活载作用下此墙肢的轴向压力标准值N_2k=573.8kN。

要求：墙肢的轴压比。

答案：f=19.1N/mm²，A=b×h=250mm×3000mm。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.13条注，剪力墙轴压比的计算公式为μ_N=N/f_cA。

此处N为墙肢在重力荷载代表值下的轴向压力设计值。《建筑抗震设计规范》第6.4.2条的条文说明：

N=1.2（N_1k+0.5N_2k）=1.2×（3180.2+0.5×573.8）kN=4160.52×10³N故

【例3.2.5】 轴压比与轴压比限值的比值

条件：某高层剪力墙结构，抗震等级为二级，其一矩形截面剪力墙墙肢截面为b×h_w=250mm×5700mm，采用C30混凝土，在重力荷载代表值作用下的轴压力标准值N_k=3500kN。

要求：该墙肢的轴压比与轴压比限值的比值。

答案：根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.13条，抗震等级二级，轴压比限值[μ_N]=0.6

图 3.2.11