短肢剪力墙的配筋要求
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近年来我国人民生活水平不断提高,人们对房屋的使用功能、面积和房间组合型式等提出较高要求,在这种背景下短肢剪力墙体系在我国发展比较迅速,混凝土结构设计规范和高层建筑结构设计规范等规范关于短肢剪力墙设计的条文都不够具体,理论落后于实际应用,阻碍了这种新型体系的发展。作者根据近几年来施工经验的总结,对短肢剪力墙的配筋等方面进行了一些系统的概括。
1墙肢的设计
1.1墙肢厚度≥200,且按抗震等级为一、二级时短肢剪力墙的截面厚度,底部加强部位≥1/16层高,其它部位≥1/20层高,当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时,底部加强部位的截面厚度≥1/12层高,其它部位≥1/15层高;按抗震等级为三、四级时短肢剪力墙的截面厚度,底部加强部位≥1/20层高,其它部位≥1/25层高。
1.2短肢剪力墙应进行剪压
比、轴压比验算,正截面、斜截面的
计算,计算过程和计算公式与普通
剪力墙一致。
1.3短肢剪力墙结构的一般构
造
(1)短肢剪力墙各层的轴压比
限值应满足:一级为0.5;二级为
0.6;三级为0.7,当短肢剪力墙为
一字墙时应减0.1。
(2)短肢剪力墙纵筋的配筋率
有抗震设计要求时,短肢剪力墙纵
筋的配筋率应符合底部加强部位
为1.2%,其它部位为1%。底部加
墙部位的高度可取墙肢总高度的
1/8及底部两层层高的较大值。
1.4对于墙肢厚度较厚,墙长
较长的剪力墙,虽然按墙肢高厚比
判别为短肢剪力墙,但由于其自身
刚度大,变形接近弯曲型,具有良
好延性,也可不必完全按短肢剪力
墙要求执行,可适当放宽要求,当
刚度很大时,甚至可按一般剪力墙
要求设计。
1.5短肢剪力墙结构的截面设
计及构造措施,应遵循《建筑抗震
设计规范》(GB50011-2001,2008
年版)中有关章节的规定进行设
计。剪力墙截面的设计,应通过正
截面偏心受压、偏心受拉的计算,
在满足最小配筋率要求的前提下,
确定墙肢端部的受力钢筋,即约束
边缘构件或构造边缘构件的纵筋,
由斜截面抗剪计算出墙肢腹板水
平分布钢筋.在抗震设计的双肢剪
力墙中,墙肢不宜出现小偏心受拉,
如果双肢剪力墙中一个墙肢出现
小偏心受拉,该墙肢会出现水平通
缝而失去抗剪能力,且由荷载产生
的剪力将全部转移到另一个墙肢
而导致其抗剪承载力不足,因此,应
当避免墙肢出现小偏心受拉。在一
个墙肢出现大偏心受拉时,因水平
裂缝较大,它承受的部分剪力也会
向另一墙肢转移,这时可将另一墙
肢的剪力及弯矩设计值乘以增大
短肢剪力墙的配筋要求
高云飞
(陕西建工集团第五建筑工程有限公司710032西安)
摘要:短肢剪力墙在我国的发展比较迅速,而目前关于这类结构体系的配筋规范节点不是很具体,本文主要从墙肢的设计、连梁的设计、边缘构件以及端柱的设计、墙—连梁节点的处理几方面进行了阐述,为设计施工提供参考。
关键词:短肢剪力墙;连梁;墙肢;节点;配筋
系数1.25,以提高其抗剪承载力。
1.6为了保证结构有足够的抗侧刚度,可加入适当数量的长墙(相对短肢而言),或利用电梯间形成刚度较大的内筒,但应注意避免个别长墙刚度相对过大,使受力过于集中。应保证在强震作用下,即使个别长墙或筒体出现刚度退化时,其余的短肢墙仍具有足够的刚度以保证“大震不倒”的设防要求。
1.7短肢剪力墙结构的薄弱环节是建筑外边缘的构件以及转角处的构件,由于连梁对其不能形成有效的约束,有时存在弯扭复杂受力状态,在设计时对这类构件须有足够的加强措施。
1.8对短肢剪力墙-筒体这种结构体系,“高规”要求筒体和一般剪力墙承受的基本振型下的底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。
1.9受力性能接近于普通剪力墙的短肢剪力墙,为满足其变形要求,不宜将其设计成壁式框架。同时,短肢剪力墙结构因建筑功能要求和受力性能而需开设较大洞口,故也不宜将短肢剪力墙设计成整体小开口墙;比较而言,应设计成满足条件的联肢墙(至少应为双肢墙)。
2连梁的设计
2.1短肢剪力墙之间的连梁应进行剪压比验算,正截面,斜截面的计算,计算过程和计算公式与普通连梁一致。
2.2在设计中,经常会遇到连梁超限的情况,“高规”第7.2.25条提出了三种处理方法:(1)减小连梁
高度,降低连梁的刚度。对于高度
很大的连梁,可以双连梁的办法来
解决。双连梁可近似折算为一根
梁,梁宽等于两墙厚,梁高取实际梁
高,计算所得配筋均分给上下两根
连梁。在构造上应注意两根连梁应
采用轻质材料填缝。(2)对连梁弯矩
及剪力进行调幅,但在整体计算时
已将连梁刚度进行折减的,不应再
考虑调幅。无论用什么方法,连梁
调幅后的弯矩及剪力设计值不应
低于正常使用状态下的值,也不宜
低于比设防烈度低一度的地震作
用组合所得的弯矩设计值。因此
“高规”建议在一般情况下,可掌握
调幅后的弯矩不小于调幅前弯矩
的0.8倍(6~7度)和0.5倍(8~9
度)。同时,当部分连梁降低弯矩设
计值后,其余部位的连梁和墙肢的
弯矩设计值应相应提高。(3)当连梁
破坏对承受竖向荷载无明显影响
时(如跨度较小的洞口连梁),可考
虑在大震作用下该连梁不参与工
作按独立墙肢进行第二次多遇地
震作用下的结构内力分析,墙肢应
按两次计算所得的较大内力进行
配筋设计,连梁则可根据实际截面
按构造配筋,做到“强剪弱弯”即
可。以上三种方法在不同软件中,
实现的方式是不同的,在具体设计
过程中,还应参照软件说明书进行
调整。
2.3连梁的配筋构造
连梁分为弱连梁和强连梁,弱
连梁的内力及变形与框架梁类似,
它的配筋构造可参照相应抗震等
级的框架梁来执行。而强连梁以剪
切变形为主,竖向荷载引起的内力
和变形所占的比例很小。对这类构
件,应严格按“高规”(JGJ3-2002)和
“抗震规范”(GB50011-2001)执行。
2.4个别地区就要求200厚的
墙肢连梁净跨≤5.5m,250厚的墙
肢连梁净跨≤6.5m,否则,梁的配
筋很多,结点钢筋密集,对施工造
成很大的难,也不利于抗震。
2.5短肢剪力墙结构中的连梁
设计有2种形式,如图所示。连梁
1跨度较小,承受的竖向荷载也较
小,配筋由水平力引起的剪力和弯
矩控制,其梁端弯矩上下左右均对
称,跨中弯矩很小,剪力沿梁长均
匀分布。在设计中一般都将梁面与
梁底纵筋配成一样,箍筋沿全长加
密,可根据高规对连梁弯矩进行调
整。连梁2则相反,跨度较大,承受
的竖向荷载(包括外砖墙重、楼板、
次梁等)也较大,由于其线刚度较
小,在水平力作用下所分配到的内
力较小,所以其配筋由竖向荷载控
制,内力分布与一般框架梁有些类
似,由于两端嵌固,在竖向荷载作
用下梁端负弯矩大于跨中正弯矩,
剪力分布也是两端大、中间小。对
于这类连梁的配筋:(a)当弯矩设
计值超过其最大受弯承载力时,不
能按高规第5.3.6条对连梁弯矩进
行调整,因该条文实际上是将水平
力所引起的弯矩在楼层间进行
重