抗震墙边缘构件配筋原则探讨

刘立明

对于抗震墙边缘构件的纵筋和箍筋配置，《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》做出了原则性规定，可以覆盖抗震墙结构中绝大多数边缘构件，但是，对于一些特殊的边缘构件，出于降低“含钢量”的考虑，往往有意识地套用有关规范条文，配置最低限度的钢筋，导致边缘构件普遍配筋不足，存在安全隐患。为了保证建筑质量安全，本文对抗震墙边缘构件的纵筋和箍筋配置原则进行探讨。

抗震墙边缘构件是混凝土剪力墙结构中使用最广泛的构件，也是影响混凝土剪力墙结构安全的关键构件。对于一般的边缘构件设计，按照《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中的相关规定执行即可，但是，对于特殊的边缘构件，有关规范条文并未明确。因此，对此类边缘构件的纵筋和箍筋配置进行研究有着重要的现实意义。

一、抗震墙边缘构件纵筋间距设计原则

综合考虑规范规定和结构准则，对边缘构件纵筋间距的最大间距提出如下原则：

1.任何情况下边缘构件纵筋间距不应大于规范规定的墙身竖向分布钢筋的最大间距。JGJ 3-2010第7.2.15条3款、第7.2.16条第3款提出箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300mm，JGJ 3-2010第7.2.18条提出剪力墙的竖向和水平分布钢筋的间距均不宜大于300mm，据此，要求边缘构件纵筋间距不宜大于300mm。尽管上述条文为“宜”或“不宜”，但是由于在实际的工程设计中无任何难度，因此按照GB 50011-2010（2016年版）和JGJ 3-2010的用词说明所规定的原则，设计中应当执行。

2.按照JGJ 3-2010第7.2.19条的规定，房屋顶层剪力墙、长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙、端开间纵向剪力墙以及端山墙的水平和竖向分布钢筋的间距均不应大于200mm。此时，边缘构件纵筋间距不应大于200mm。对于多层建筑，由于GB 50011-2010（2016版）中并未有相关规定，因此不做要求，特殊情况除外（如形体不规则、超长等）。

3.《全国民用建筑工程设计技术措施（2009版）—结构（混凝土结构分册）》在表5.3.16、5.3.17-1中提出了边缘构件竖向钢筋最大间距为200mm，设计时可参照执行。

二、抗震墙边缘构件箍筋配置原则

抗震墙内的边缘构件可以对墙肢两端和转折部位的混凝土形成约束，对提高抗震墙延性起到关键作用，因此，边缘构件可以看做抗震墙的加强构件，如果边缘构件的配筋反而小于墙身配筋，显然不符合逻辑及设计常识。

1.与墙身相连的边缘构件（图1）

（1）对于约束边缘构件，墙身水平分布钢筋计入体积配箍率时（计入的水平分布筋的体积配箍率不应大于总体积配箍率的30%），应当按照实际计算结果配置箍筋、拉筋并符合JGJ 3-2010第7.2.15条第1款、第3款的规定，其构造做法详16G101-1第76页及17G101-11第3-3～3-5页。

（2）对于构造边缘构件，在非底部加强部位墙身内横向分布钢筋可以替代封闭箍筋，此时，应当按照实际计算结果配置箍筋及拉筋，并符合JGJ 3-2010第7.2.16条第3款、表7.2.16的规定，其构造做法详16G101-1图集第77页及17G101-11第3-6～3-8页。

（3）设计时不考虑墙身横向分布钢筋计入体积配箍率或替代封闭箍筋，或构造做法不符合要求的，其箍筋及拉筋应当同时满足以下要求：①满足实际计算结果的要求；②满足JGJ3-2010第7.2.15条第1款、第3款或JGJ3-2010第7.2.16条第3款、表7.2.16的规定；③构造做法按16G101-1图集第71页剪力墙水平分布钢筋构造。

（4）出于节省钢筋的考虑，设计中一般均会考虑墙身横向分布钢筋计入体积配箍率或替代封闭箍筋，因此，一般不会出现第2.1.3条所述情况。

2.某一方向的墙身全部为边缘构件（图2）或墙身全部为边缘构件（图3）

（1）此种情况的边缘构件箍筋及拉筋应当同时满足以下要求：①满足实际计算结果的要求；②满足JGJ 3-2010第7.2.15条第1款、第3款或JGJ 3-2010第7.2.16条第3款、表7.2.16的规定；③不小于设计的墙身横向分布筋，此时墙身横向分布筋需同时满足计算及构造要求。

（2）L13G4在第23页第7条、第34页注1、第35页注1、第36页注1中对边缘构件的箍筋和拉筋提出了更高的要求，设计时可参照执行。

三、抗震墙内距离较近的较小尺寸边缘构件合并为较大尺寸边缘构件的配筋原则

1.对于约束边缘构件，其竖向钢筋在满足正截面受压（受拉）承载力计算要求的前提下，应同时满足以下三个要求：

（1）配筋率不应低于JGJ 3-2010第7.2.15条第2款的规定。

（2）竖向钢筋根数不少于JGJ 3-2010第7.2.15条第2款规定的各较小尺寸边缘构件钢筋之和，上述钢筋的直径不小于JGJ 3-2010第7.2.15条第2款规定的各较小尺寸边缘构件钢筋最小直径。以上规定同GB 50011-2010（2016版）表6.4.5-3。

（3）较大尺寸边缘构件总钢筋面积≮各较小尺寸边缘构件钢筋面积+被合并的墙身内钢筋面积。

2.对于构造边缘构件，其竖向钢筋在满足正截面受压（受拉）承载力计算要求的前提下，应同时满足以下三个要求：

（1）配筋率不应低于JGJ 3-2010第7.2.16条表7.2.16的规定。

（2）竖向钢筋钢筋面积、根数不少于JGJ 3-2010表7.2.16规定的各较小尺寸边缘构件钢筋之和，上述钢筋的直径不小于JGJ 3-2010表7.2.16规定的各较小尺寸边缘构件钢筋最小直径。以上规定同GB 50011-2010（2016版）表6.4.5-2。

（3）较大尺寸边缘构件总钢筋面积≮各较小尺寸边缘构件钢筋面积+被合并的墙身内钢筋面积。

3.边缘构件内竖向钢筋的最小直径

结合工程实际，对边缘构件内的其他钢筋的最小直径明确如下：

（1）边缘构件本质上是墙身的一部分，因此，无论何种情况，边缘构件竖向钢筋的最小直径不应小于规范中规定的墙身竖向分布钢筋的最小直径。

（2） 《全国民用建筑工程设计技术措施（2009版）—结构（混凝土结构分册）》表5.3.16、5.3.17-1、5.3.17-2中规定了边缘构件钢筋的最小直径，设计时可参照执行。

四、结语

抗震墙边缘构件对于建筑安全具有关键影响，因此，不能出于降低“含钢量”的目的按照最低限度配置纵筋和箍筋。设计标准只是通常情况下的最低要求，全部按照最低要求进行的设计，肯定不是安全合理的设计。