关于高烈度区一级抗震墙施工缝超限的一些做法探讨

李广臻

【提要】：高烈度区的建筑通常需要抗震墙提高抗震性能，但由于其抗震等级较高（底部加强区抗震等级通常为一级甚至特一级），因而需要验算施工缝的超限问题。盖限于混凝土设计规范规定，只能考虑轴向力贡献及钢筋抗剪，现场施工中出现较为密集的钢筋束不利于施工。

拟根据墙的接口形式，为施工缝提供额外的抗剪能力。

【关键词】：一级抗震墙 施工缝超限 短筋抗剪

我国高烈度区的现今的民用建筑近年来不断发展，高度也越来越高，相当一部分的建筑物已经达到抗震规范的抗震等级一级甚至特一级标准。另外个别转换结构或者部分框支墙结构，其底部加强区也较容易达到一級抗震标准。而因为其客观原因，底部的地震剪力较为巨大，因而实际上越来越多存在施工缝超限问题。

笔者工作中遇到高烈度抗震地区的建筑，通常由于施工缝超限而加厚墙体，加强配筋或者甚至人为加大竖向轴向力N来平衡抗震墙的剪力Vw。

由于剪力墙较多部位通常为竖向通道，如电梯筒或者楼梯，设备洞口，兼职的使用功能限制，墙体尽管能加厚也不能得到满足结构的要求。加厚墙体也有弊处，譬如刚度加大，底部地震力放大等。

加大竖向轴向力N的办法也是较为少见，通常可按跟其他设备专业商量，依近比较刚度大的墙体（通常这些墙体容易出现施工缝超限）设置设备房，仓库等，也可以设置卫生间略微降板回填。但是该做法很难见效，主要原因是高烈度区的小震工况通常都会出现底部墙肢产生拉力，而且相当大，靠竖向作用难以平衡。

实际最多使用的方法就是施工缝加竖向短筋。按照《混凝土结构设计规范》-GB50010-2010的第11.7.6条：一级抗震等级的剪力墙，其水平施工缝处的受剪承载力应符合下列规定：，其中N为考虑地震组合的水平施工缝处的轴向力设计值，压力取正，拉力取负，As为剪力墙水平施工缝处全部竖向钢筋截面面积，包括竖向分布钢筋、附加竖向插筋以及边缘构件（不包括两侧的翼墙）纵向钢筋的总截面面积。

然而，加纵向短筋来平衡剪力Vw，依然是不理想。体现在两方面：a.施工难度上。通常底部施工缝超限处，且不说边缘构造构件钢筋密集，即使墙肢中部的竖向筋的间距也通常只有120，110mm间距。现在许多剪力墙结构或者框架-剪力墙，框支-剪力墙的竖向构件都按大震性能目标配筋，可能会达到4%的配筋率，如果再插入短筋，间距更短，浇捣更加困难；b.受力机理上，钢筋通常不适宜用作单纯抗剪。《混凝土设计规范》的4.2.3条中，也只把钢筋的抗剪承载力按≦360N/mm2处理，也不利于使用日益普及的高强度钢筋。

读者不难看出11.7.6的计算公式中，没有考虑到混凝土贡献。光面的混凝土当然不宜考虑其剪力贡献，但是如果考虑施工时，把混凝土施工缝做成锯齿形状，应当能提供一定的剪力贡献。

笔者以下列实际例子来说明通常做法（插短筋）跟改进做法（施工面截面锯齿）的区别。

以下是昆明（8度区）的某公寓楼中，小震工况下出现首层跟2层的某段墙肢施工缝超限：

图1.PKPM计算结果截图

图2某墙肢施工图

按照PKPM计算结果，该段的二层墙肢出现最大的拉力，同时，二层存在施工缝超限。YBZ21在水平方向28D28，As=17248，YBZ214D32，As=11284，Q2的竖向分布筋为12@100（3排），在2个边缘构件之间1600mm含15列，合共15*3*113=5085mm2。按《混凝土设计规范》11.7.6公式：。Re=0.85 V=5221，N=-5636 。代入计算求得0.6*Fy*As=8946.65KN，需要增加竖向短筋承担的剪力为829.42KN，需增加的钢筋面积：3372mm2，图中配7D32略大，原因是设计院计算YB21构件的As配筋按45°划分，下半部钢筋没有考虑。

然而笔者认为钢筋实在太多，近考虑X向施工缝超限可做以下优化。令施工面做成凹凸型，可利用抗剪面的抗剪承载力。

图3.做成凹凸形状的墙体的冲切跟剪切破坏

（本例仅按剪切计算）按光面剪切，剪切面为500mm*1000mm则可以计算出该剪切面的承载力为：（按《建筑地基基础设计规范》-GB50007-2011第8.2，9条）计算得Vs=675.26KN，配合上面所述，短筋仅需提供155KN即满足要求。

上述例子不仅经济而且施工可行。设置凹凸施工缝的地方应该注意避开边缘构造构件，长距离可以设2个以上的凹凸面，施工现场仅需在平常的施工缝上，设置4张侧向500mm高的模板，其他按常施工便可。

按照《混凝土结构设计规范》-GB50010-2010对于11.7.6的条文说明中，式是根据剪力墙水平缝剪摩擦理论以及对剪力墙施工缝滑移问题的试验研究得出。国内对于钢筋少配，适配，超配模型都有分析研究，同样也限于钢筋跟混凝土的两性材料协同工作特性，仅提供试验结果解释其系数的合理性。笔者认为对于混凝土的施工冷缝抗剪，钢筋受力本不同于混凝土内部的底部受拉区的受力模式，反而适当利用混凝土本身的凹凸面做为抗剪面是合适的。而且对于越长的刚度越大的墙体，该方法越经济安全，施工质量有保证。望业界斧正。

结论：通过介绍施工缝改进方法，除开钢筋及竖向力抗剪外，可适当考虑混凝土凹凸段的抗剪贡献。