什么是剪力墙底部加强区?约束边缘构件和构造边缘构件有什么区别,他们与剪力墙底部加强区又有什么关系?在工程项目中是怎么来对底部加强区进行加强的?本文结合设计规范和施工经验,对上述问题一一作答。
一、剪力墙底部加强区的定义与作用:在《混凝土结构设计规范》(GB50010-2015版)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2016版)、《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)等规范及图集中对剪力墙底部加强区都作了相关的规定及构造要求,但都没有对底部加强区作出明确定义。
在结构试验及地震灾害中大量事实证明,剪力墙结构的塑性铰一般出现在剪力墙底部区域,即:根部的一定高度范围内。
如果在地震作用下,剪力墙底部不会出现塑性铰,或者即使出现了塑性铰,但在塑性铰出现后结构仍有较大的延性储备,这将极大的保证率结构在地震中的安全性。那么对剪力墙底部进行加强就是非常必要的结构抗震措施之一了。
在剪力墙底部一定高度范围内,采取一定的构造措施,适当提高其承载力,增强结构抗震能力,增加结构延性,这个被加强的“高度范围”就是剪力墙底部加强区。
剪力墙底部加强区的作用就是提高结构的抗震能力(提高承载力,增加延性),加强区的部位就是在剪力墙底部的一定高度,至于加强应采取的构造措施,则由具体的设计确定。
二、剪力墙底部加强区范围的确定原则:既然“加强区”是一个范围,那么肯定有一个起点以及在起点以上的分布高度。先来看看三大规范的相应规定:
“混规”对底部加强区的范围规定
“高规”对底部加强区的范围规定
“抗规”对底部加强区的范围规定
从三大规范的相关内容来看,对底部加强区的规定基本上是一致的,“混规”和“抗规”完全一样。“高规”与二者大致一样,只是少了“房屋高度不大于24m时”的规定,不影响大局。
可以得出以下的结论:
关于底部加强区的起算点:
与有无地下室和嵌固部位有关。没有地下室的情况,嵌固部位为基础顶面,则起算点以基础顶面为准。
有地下室的情况,无论嵌固部位在哪里,地下室有几层,都以地下室顶板为起算点。
关于底部加强区的计算高度:
无论有无地下室、无论起算点在哪里,都与剪力墙的总高度有关,为起算点以上两层和1/10总高度的较大值。实际应用中,计算高度总是为整楼层数,比如两层,三层;不会是一个具体的高度值。
关于加强区是否包含地下一层的问题:
在有地下室的情况下,且地下室顶板不能作为嵌固部位时,就要延伸到起算点下面一层。也就是要在起算点以下多增加一层。
地下室顶板能否作为嵌固部位,和顶板刚度、周边墙体刚度以及周边土体对地下室的水平约束有关。
在“抗规”6.1.14有相关的规定。在前作《施工技术与造价知识荟萃02-“嵌固部位”在施工及造价管理中的应用》也有相关的分析,在此不再赘述。
假设经计算,加强区为两层,地下室顶板作为嵌固部位和不能作为嵌固部位的底部加强区范围如下图所示: