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剪力墻設計的幾個(gè)問(wèn)題

2009-11-24 13:21    【  【打印】【我要糾錯】

  一、聯(lián)肢墻是由連梁連接起來(lái)的剪力墻,但因一般連梁的剛度比墻肢剛度小得多,墻肢單獨作用顯著(zhù),連梁中部出現反彎點(diǎn)要注意墻肢軸壓比限值。

  壁式框架:當剪力墻開(kāi)洞過(guò)大時(shí)形成寬梁、寬柱組成的短墻肢,構件形成兩端帶有剛域的變截面桿件,在內力作用下許多墻肢將出現反彎點(diǎn),墻已類(lèi)似框架的受力特點(diǎn),因此計算和構造應按近似框架結構考慮。

  綜上所述,設計剪力墻時(shí),應根據各型墻體的特點(diǎn),不同的受力特征,墻體內力分布狀態(tài)并結合其破壞形態(tài),合理地考慮設計配筋和構造措施。

  行正截面承載力和斜截面受剪承載力驗算。當受較大集中荷載作用時(shí)再增加對局部受壓承載力驗算。在剪力墻承載力計算中,對帶翼墻的計算寬度按以下情況取其小值:即

 、偌袅χg的間距;

 、陂T(mén)窗洞口之間的翼緣寬度;

 、蹓χ偢叨鹊1/10;

 、芗袅穸燃觾蓚纫韷穸雀6倍的長(cháng)度。

  二、未明確框架、高規度地震區外,都可以不設約束邊緣構件(高層底部加強區除外),只需設計構造邊緣構件,不少設計都忽視了這點(diǎn),造成浪費。

  三、剪力墻結構的厚度和配筋問(wèn)題

  墻的水平分布筋是為橫向抗剪以防止墻體在斜裂縫出現后發(fā)生脆性剪切破壞,同時(shí)起到抵抗溫度應力防止砼出現裂縫,設計中當建筑物較高較長(cháng)或框剪結構時(shí)配筋宜適當增加,特別在連梁部位或溫度、剛度變化等敏感部位宜適當增加。但對于矮、短的房屋,其水平筋的配筋率是否適當減小值得探討。

  墻的豎向鋼筋主要起抗彎作用,目前在一些多層低高層剪力墻中電算結果多為構造配筋;但配筋時(shí)所取的配筋率有人往往扣除了約束邊緣構件或構造邊緣構件中的鋼筋,筆者認為豎向最小配筋率應該包括邊緣構件中的鋼筋,墻肢的豎向配筋原則也應該盡量將鋼筋布置在墻端部邊緣區并保證鋼筋間距≦300mm,也應該注意防止豎筋過(guò)多使墻的抗彎強度大于抗剪強度,對抗震不利。

  四、剪力墻結構的超長(cháng)問(wèn)題

 、伲袅Y構剛度大,受溫差影響大,混凝土的收縮、徐變產(chǎn)生的變形大,墻體對樓面、屋面產(chǎn)生的約束也大;當結構發(fā)生收縮變形時(shí)比其他結構易出現裂縫。一些未超長(cháng)的剪力墻結構產(chǎn)生墻體或樓面裂縫,其主要原因就在此。

 、冢袅Y構多用于商品住房和公寓,使用狀況復雜,一旦私人購買(mǎi)的房子出現裂縫,雖然沒(méi)有安全問(wèn)題,但處理起來(lái)問(wèn)題多,難度大,社會(huì )影響大。

 、郏炷两Y構受溫度或收縮徐變的影響與眾多因素有關(guān);而體型龐大的剪力墻房屋往往形狀復雜,混凝土收縮大,約束應力積聚也大,施工工藝及管理也難控制,環(huán)境影響使用變化難于判斷,因此更難于解決混凝土收縮變形時(shí),在受約束條件下引起拉應力而保證不出現裂縫。

 、埽壳盎炷恋氖湛s量不斷增大,已由80年代的一般收縮量300με上升到400με以上,因此使混凝土用量大的剪力墻產(chǎn)生裂縫的因素在增大。

 、荩壳半S著(zhù)市場(chǎng)形勢的變化,大部分工程要趕工加班,質(zhì)量難保證,為趕工混凝土中水泥用量普遍增大,使混凝土收縮量增大,加上由于混凝土強度的提高,使彈性模量增加將引起更大的約束拉應力產(chǎn)生,使結構出現裂縫的因素增多。

 、蓿毡槭褂蒙唐坊炷帘盟褪┕,為了泵送,增大水泥用量,減少了中粗骨料含量和骨料粒徑,加上泵送混凝土配合比和施工送料時(shí)的不良因素影響等都加大了結構收縮量,增加產(chǎn)生裂縫的因素。

  綜上所述,今后在處理超長(cháng)結構時(shí),特別是處理超長(cháng)的剪力墻結構時(shí)要特別慎重;當發(fā)生實(shí)在由于建筑使用功能要求不允許超長(cháng)建筑設永久縫時(shí),建議采用對結構施加預應力的方法并結合采用設計構造措施、施工措施共同給予處理

  高層建筑剪力墻連梁設計的探討 與剪力墻相連的梁稱(chēng)為連梁。連梁一般具有跨度小,截面大,與連梁相連的墻體剛度又很大等特點(diǎn)。因此,高層建筑在水平力作用下,連梁的內力往往很大。設計時(shí),即使采取了降低連梁內力的各種措施,如:加大剪力墻的洞口寬度;在連梁中部開(kāi)水平縫,在計算內力和位移時(shí)對連梁剛度進(jìn)行折減,對局部?jì)攘^(guò)大層的連梁內力進(jìn)行調整等,仍無(wú)法使連梁的截面設計符合要求。由于設計規范對此沒(méi)有明確規定,因此,設計時(shí)感到無(wú)所適叢。而設計、構造不當將會(huì )造成結構在抵抗水平力時(shí)的強度、剛度不符合要求,進(jìn)而影響承受豎向荷載的能力。本文將討論高層建筑剪力墻中連梁設計的幾個(gè)問(wèn)題,并提出相應的建議。對于一端與墻相連,一端與框架柱相連的梁,可以看成是連梁的一個(gè)特例。

  聯(lián)肢墻在水平力作用下的破壞機制 高層建筑聯(lián)肢墻在水平力作用下的破壞分為脆性破壞(即剪切破壞)和延性破壞(即彎曲破壞)兩種。聯(lián)肢墻的脆性破壞又可分為兩種情況。一種是脆性破壞發(fā)生于墻肢。墻肢由于抗剪能力不夠而發(fā)生剪切破壞,會(huì )使剪力墻很快喪失承載能力。造成結構的突然倒塌。這是設計所應該絕對避免的?拐鹨幏独镆幎丝拐饓孛娴募魤罕认拗岛涂拐鸬燃墳橐、二級時(shí)抗震墻底部加強部位剪力設計值的放大系數,就是為了防止剪力墻早于彎曲破壞而發(fā)生剪切破壞。脆性破壞的第二種情況是連梁發(fā)生剪切破壞。連梁發(fā)生剪切破壞會(huì )使聯(lián)肢墻各墻肢喪失連梁對墻肢的約束作用。在沿墻全高所有連梁均發(fā)生剪切破壞時(shí),聯(lián)肢墻的各墻肢將成為單片的獨立墻,這會(huì )使結構的側向剛度大大降低,墻肢彎矩j加大?拐鹨幏独镆幎诉B梁截面的剪壓比限值和抗震等級為一、二級時(shí)連梁端部剪力設計值的調整系數,也是為了防止連梁早于彎曲破壞發(fā)生剪切破壞。但是,和第一種墻肢發(fā)生剪切破壞相比,連梁發(fā)生剪切破壞時(shí)結構尚未喪失承載能力,在墻肢破壞前,只要所考慮的連梁不承擔較大的豎向荷載,還不會(huì )造成結構的倒塌。

  剪力墻的延性破壞也可分為兩種情況。一種是連梁不屈服,墻肢首先發(fā)生彎曲破壞,這種墻在破壞時(shí)的極限變形較小。因此,對有抗震設防要求的建筑來(lái)說(shuō),它雖然是一種延性破壞,但吸收地震能量的能力是較低的。設計中應避免這種情況的發(fā)生。

延伸閱讀:設計 剪力墻 承載力
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