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剪力墻設(shè)計的幾個問題

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,連梁中部出現(xiàn)反彎點要注意墻肢軸壓比限值。

  壁式框架:當剪力墻開洞過大時形成寬梁、寬柱組成的短墻肢,構(gòu)件形成兩端帶有剛域的變截面桿件,在內(nèi)力作用下許多墻肢將出現(xiàn)反彎點,墻已類似框架的受力特點,因此計算和構(gòu)造應按近似框架結(jié)構(gòu)考慮。

  綜上所述,設(shè)計剪力墻時,應根據(jù)各型墻體的特點,不同的受力特征,墻體內(nèi)力分布狀態(tài)并結(jié)合其破壞形態(tài),合理地考慮設(shè)計配筋和構(gòu)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窗洞口之間的翼緣寬度;

 、蹓χ偢叨鹊1/10;

  ④剪力墻厚度加兩側(cè)翼墻厚度各6倍的長度。

  二、未明確框架、高規(guī)度地震區(qū)外,都可以不設(shè)約束邊緣構(gòu)件(高層底部加強區(qū)除外),只需設(shè)計構(gòu)造邊緣構(gòu)件,不少設(shè)計都忽視了這點,造成浪費。

  三、剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度和配筋問題

  墻的水平分布筋是為橫向抗剪以防止墻體在斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪切破壞,同時起到抵抗溫度應力防止砼出現(xiàn)裂縫,設(shè)計中當建筑物較高較長或框剪結(jié)構(gòu)時配筋宜適當增加,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(jié)果多為構(gòu)造配筋;但配筋時所取的配筋率有人往往扣除了約束邊緣構(gòu)件或構(gòu)造邊緣構(gòu)件中的鋼筋,筆者認為豎向最小配筋率應該包括邊緣構(gòu)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(qū)并保證鋼筋間距≦300mm,也應該注意防止豎筋過多使墻的抗彎強度大于抗剪強度,對抗震不利。

  四、剪力墻結(jié)構(gòu)的超長問題

 、伲袅Y(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)發(fā)生收縮變形時比其他結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)裂縫。一些未超長的剪力墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生墻體或樓面裂縫,其主要原因就在此。

 、冢袅Y(jié)構(gòu)多用于商品住房和公寓,使用狀況復雜,一旦私人購買的房子出現(xiàn)裂縫,雖然沒有安全問題,但處理起來問題多,難度大,社會影響大。

 、郏炷两Y(jié)構(gòu)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,在受約束條件下引起拉應力而保證不出現(xiàn)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。

  ⑤.目前隨著市場形勢的變化,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(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的因素增多。

  ⑥.普遍使用商品混凝土泵送施工,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的不良因素影響等都加大了結(jié)構(gòu)收縮量,增加產(chǎn)生裂縫的因素。

  綜上所述,今后在處理超長結(jié)構(gòu)時,特別是處理超長的剪力墻結(jié)構(gòu)時要特別慎重;當發(fā)生實在由于建筑使用功能要求不允許超長建筑設(shè)永久縫時,建議采用對結(jié)構(gòu)施加預應力的方法并結(jié)合采用設(shè)計構(gòu)造措施、施工措施共同給予處理

  高層建筑剪力墻連梁設(shè)計的探討 與剪力墻相連的梁稱為連梁。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。因此,高層建筑在水平力作用下,連梁的內(nèi)力往往很大。設(shè)計時,即使采取了降低連梁內(nèi)力的各種措施,如:加大剪力墻的洞口寬度;在連梁中部開水平縫,在計算內(nèi)力和位移時對連梁剛度進行折減,對局部內(nèi)力過大層的連梁內(nèi)力進行調(diào)整等,仍無法使連梁的截面設(shè)計符合要求。由于設(shè)計規(guī)范對此沒有明確規(guī)定,因此,設(shè)計時感到無所適叢。而設(shè)計、構(gòu)造不當將會造成結(jié)構(gòu)在抵抗水平力時的強度、剛度不符合要求,進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(shè)計的幾個問題,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,會使剪力墻很快喪失承載能力。造成結(jié)構(gòu)的突然倒塌。這是設(shè)計所應該絕對避免的。抗震規(guī)范里規(guī)定了抗震墻截面的剪壓比限值和抗震等級為一、二級時抗震墻底部加強部位剪力設(shè)計值的放大系數(shù),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,聯(lián)肢墻的各墻肢將成為單片的獨立墻,這會使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大大降低,墻肢彎矩j加大?拐鹨(guī)范里規(guī)定了連梁截面的剪壓比限值和抗震等級為一、二級時連梁端部剪力設(shè)計值的調(diào)整系數(shù),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)生剪切破壞時結(jié)構(gòu)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,還不會造成結(jié)構(gòu)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,這種墻在破壞時的極限變形較小。因此,對有抗震設(shè)防要求的建筑來說,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(shè)計中應避免這種情況的發(fā)生。

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