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        鋼筋混凝土錯列剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求分析

        2009-07-16 09:33:54李思恩
        新媒體研究 2009年8期
        關(guān)鍵詞:理論分析

        李思恩

        [摘要]首先分析鋼筋混凝土錯列剪力墻結(jié)構(gòu)對截面的尺寸要求、然后分別對錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中梁、柱、墻板和樓板的構(gòu)造要求進行分析。

        [關(guān)鍵詞]錯列剪力墻結(jié)構(gòu) 工作機理 理論分析 構(gòu)造要求

        中圖分類號:TU3文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0420079-01

        近年來,高層建筑越建越高,越建越大,其建筑功能向著體型復(fù)雜、功能多樣化的綜合方向發(fā)展,傳統(tǒng)的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系已不能滿足現(xiàn)代高層建筑發(fā)展的需要,尋求新的結(jié)構(gòu)體系成為現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)形式的熱點之一;錯列剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種新型抗側(cè)力結(jié)構(gòu),也是一種復(fù)雜的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。目前國內(nèi)外學(xué)者對錯列剪力墻結(jié)構(gòu)的空間工作機理、受力特性、內(nèi)力計算方法等方面進行了一些探索,本文對錯列剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求進行理論分析。

        一、截面的尺寸要求

        與傳統(tǒng)框架剪力墻結(jié)構(gòu)相比,錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中的每一塊墻板都參與了工作,因此,對于錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中的墻板,應(yīng)沿全高進行加強,板厚度應(yīng)同框架剪力墻中墻板加強的要求。錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中的墻板厚度bw不應(yīng)小于200mm,且不應(yīng)小于層高的1/16。除了滿足規(guī)范的要求外,還應(yīng)使墻板的中心線與柱的中心線重合,防止偏心。梁的截面寬度不應(yīng)小于2bw(bw為墻板的厚度),梁的截面高度不應(yīng)小于3bw。柱的截面寬度不應(yīng)小于2.5bw,柱的截面高度不應(yīng)小于柱的寬度。

        二、錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中梁的構(gòu)造要求

        梁的縱向鋼筋在支座內(nèi)的錨固、搭接應(yīng)按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)中的受拉鋼筋的錨固和搭接的要求執(zhí)行??拐鸱治霰砻?,與端筒相連邊跨的縱向框架梁,在縱向地震作用下變形較大,易進入屈服,它們在支座(端筒)處將受到較大的正負彎矩和剪力,為使其不發(fā)生突然破壞或壞而不跨,梁上、下縱向鋼筋在支座內(nèi)的錨固長度不宜小于laE,并按出現(xiàn)塑性鉸要求配置鋼筋,以確保樓板在開裂后仍能傳遞水平剪力并其具有設(shè)計所要求的延性。

        三、錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中柱的構(gòu)造要求

        在一定層高范圍內(nèi),錯列剪力墻結(jié)構(gòu)柱的固端彎矩比傳統(tǒng)框架剪力墻結(jié)構(gòu)中相應(yīng)柱的固端彎矩要大。錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中的柱的內(nèi)力比傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)中柱的內(nèi)力要大,因此建議錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中柱的構(gòu)造要求應(yīng)在柱的基礎(chǔ)上作適當加強,錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中柱的加密要求也滿足柱的加密要求執(zhí)行。強震設(shè)計時,應(yīng)將彈性計算的柱平面外地震剪力乘以增大系數(shù)粉后作為其設(shè)計剪力,并以此求出平面外的設(shè)計彎矩。

        四、錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中墻板的構(gòu)造要求

        錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中由于墻板的錯列布置,使原本由剪力墻承受的彎矩,一部分分配給柱,使剪力墻承擔(dān)的內(nèi)力大為減小,這對基礎(chǔ)設(shè)計是有利的。在墻板的角區(qū)存在應(yīng)力集中的現(xiàn)象,而從試驗中的破壞形態(tài)可以看出,在節(jié)點區(qū)出現(xiàn)了許多斜裂縫,而試件SSW-3還是由于節(jié)點區(qū)的破壞造成了整個試件的破壞,理論和試驗表明,節(jié)點區(qū)應(yīng)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施加強。在節(jié)點區(qū)除設(shè)置柱、梁配筋外,還需要配置補強斜筋以保證節(jié)點的強度和延性,且在上下墻板相交處采用圓角過渡外形。墻板的水平、豎向分布鋼筋的最小配筋率不低于0.25,水平、豎向分布鋼筋的鋼筋直徑不宜大于墻板厚度的1/10;當剪力墻截面厚度bW不大于400mm時,可采用雙排配筋,當bw大于400mm,但不大于700mm時,宜采用三排配筋,當bW大于700mm時,宜采用四排配筋,受力鋼筋可均勻分布成數(shù)排。各排分布鋼筋之間的拉接筋間距不應(yīng)大于600mm,直徑不應(yīng)小于6mm,在底部加強部位,邊緣構(gòu)件以外的拉筋間距應(yīng)適當加密。水平及豎向分布鋼筋應(yīng)分別貫穿柱、梁或可靠地錨固在柱、梁內(nèi),錨固長度不應(yīng)小于laE.。

        為保證剪力墻組成的X斜撐充分發(fā)揮作用,并有足夠的強度和延性,在墻板中配置不小于214的X雙向斜向鋼筋,并加配箍筋。試件SSW-2,SSW-3中的墻板加設(shè)了X斜向鋼筋,這兩個試件中墻板的裂縫比SSW-1出現(xiàn)的晚,且試件SSW-2,SSW-3中X斜向鋼筋的應(yīng)變值在試件破壞前達到了屈服應(yīng)變,這表明在墻板中加設(shè)X斜向鋼筋對于提高強度和延性有一定的作用。

        計算斜撐鋼筋面積時,假設(shè)墻板的全部剪力均由墻板中的斜撐來承擔(dān)。每根暗撐應(yīng)由2根縱向鋼筋組成,縱筋直徑不應(yīng)小于14mm,計算時,考慮拉壓相等,其總面積AS應(yīng)按下公計算:

        無地震作用組合時:As≥VW/2fysina,有地震作用組合時:As≥VW/2fysina。

        式中a一斜撐與豎直向的夾角;VW為剪力墻墻板承受的剪力。

        斜撐伸入梁或柱內(nèi)的長度不應(yīng)小于laE,非抗震設(shè)計時,laE可取la;抗震設(shè)計時laE宜取1.15laE。兩個方向斜撐的縱向鋼筋均應(yīng)采用矩形箍筋或螺旋箍筋綁成一體,箍筋直徑不應(yīng)小于8mm,箍筋間距不用大于200mm,端部加密區(qū)不應(yīng)大于100mm,加密區(qū)的長度不應(yīng)小于600mm及剪力墻墻板厚度的2倍。剪力墻墻板的混凝土強度等級宜與邊框柱相同,且混凝土強度等級不應(yīng)低于C20。在墻板和樓板連接處要特別加強抗剪構(gòu)造,應(yīng)將墻中鋼筋分別伸入上、下樓板中并按有關(guān)規(guī)范保證具有一定的錨固長度,使二者有效地連接在一起保證其抗剪承載力,有效地傳遞剪力。墻板的其它抗震構(gòu)造要求應(yīng)滿足框架剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的規(guī)定要求。

        五、錯列剪力墻結(jié)構(gòu)中樓板的構(gòu)造要求

        樓板應(yīng)采用現(xiàn)澆,其混凝土強度等級不應(yīng)小于C25,板厚在滿足強度和變形的同時,一般底部各層樓板厚度h=150-180mm,上部各層樓板厚度h=130-150mm,并應(yīng)配置部少于8@200的雙向雙層分布鋼筋。筒體之間的樓板除承受豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力外,還要承受縱向水平荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力,并在傳遞水平力方面起重要作用??拐鸱治霰砻?,與端筒相連的樓板,在縱向地震作用下變形較大,易進入屈服,它們在支座處將受到較大的正、負彎矩和剪力,為使其不發(fā)生突然破壞或壞而不跨,樓板上、下鋼筋在支座內(nèi)的錨固長度不宜小于30d,并按出現(xiàn)塑性鉸要求配筋,以確保樓板在開裂后仍能傳遞水平剪力并具有設(shè)計所要求的延性。

        在樓板縱向外邊緣設(shè)置連續(xù)邊梁的作用:(1)與錯列橫墻邊框柱形成縱向框架,以增大結(jié)構(gòu)縱向抗側(cè)剛度;(2)樓板在承受豎向荷載時,可使其為四邊支承的雙向板,降低樓板厚度;(3)邊梁對錯列橫墻平面外穩(wěn)定起約束作用,并提高橫墻抗扭能力,邊梁還可以作為外挑陽臺板的端支承。

        若縱向剛度需要時,可在端筒之間樓板兩內(nèi)縱軸線處加設(shè)250mm×450mm的縱向肋梁,與錯列墻板的內(nèi)邊框柱形成縱向框架,以保證縱向框架以至整個結(jié)構(gòu)在縱向具有足夠的抗側(cè)剛度和抗震能力。

        參考文獻:

        [1]唐興榮,特殊和復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,北京:機械工業(yè)出版社,2006.

        [2]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ 3-2002,北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.

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