屋面女兒墻對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響

摘要：當(dāng)屋面女兒墻高度較高時(shí)，其對(duì)主體結(jié)構(gòu)的作用是不可忽略的，本文對(duì)屋面女兒墻的設(shè)計(jì)提出了建議。

關(guān)鍵詞：屋面女兒墻；主體結(jié)構(gòu)；建議

1 屋面女兒墻的荷載作用

隨著現(xiàn)代建筑中屋面女兒墻高度的提高，屋面女兒墻的荷載效應(yīng)對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響也越明顯。

1.1 屋面女兒墻的豎向荷載

屋面女兒墻作為附屬構(gòu)件不直接參與主體結(jié)構(gòu)的分析，而是將其自重以線荷載的方式作用在主體結(jié)構(gòu)上。

1.2 屋面女兒墻的地震荷載

在計(jì)算屋面女兒墻的地震荷載之前，先作如下幾點(diǎn)假定：屋面為剛度無(wú)限大的剛性樓板或其他剛性結(jié)構(gòu)；屋面女兒墻為懸臂于屋面上的砼受彎構(gòu)件；屋面女兒墻為等截面，其剛度和質(zhì)量沿高度邊線均勻分布；主體結(jié)構(gòu)的第一周期近似取為屋面女兒墻的場(chǎng)地周期。

根據(jù)地上面的假定，可把屋面女兒墻看做是豎立在剛性地面上的獨(dú)立墻，用底部剪力法計(jì)算其地震力。同時(shí)，由于主體結(jié)構(gòu)的高低和層數(shù)差別很大，所以為了設(shè)計(jì)上的方便，應(yīng)根據(jù)建筑物為多層建筑、高層建筑和超高層建筑的分類來(lái)考慮是否提高屋面女兒墻的設(shè)防烈度。建議多層建筑屋面女兒墻設(shè)防烈度同主體結(jié)構(gòu)，高層建筑時(shí)比主體結(jié)構(gòu)提高一度，超高層建筑時(shí)比主體結(jié)構(gòu)提高二度。由于屋面女兒墻側(cè)向剛度比主體結(jié)構(gòu)小很多，在遭遇地震作用時(shí)必然產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)，為此在計(jì)算地震力時(shí)，宜根據(jù)規(guī)范要求乘以地震作用效應(yīng)增大系數(shù)3.0。

1.3 屋面女兒墻側(cè)向剛度小，對(duì)風(fēng)壓的變化敏感，故計(jì)算其風(fēng)荷載時(shí)，須考慮由風(fēng)的脈動(dòng)性引起的風(fēng)壓增大系數(shù)，即風(fēng)振系數(shù)。屋面女兒墻風(fēng)振系數(shù)的計(jì)算在現(xiàn)有規(guī)范中尚無(wú)明確規(guī)定，且若要考慮其主體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特征以及相互之間的耦聯(lián)影響則將使問(wèn)題復(fù)雜化，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，屋面女兒墻風(fēng)振系數(shù)的計(jì)算參照同為彎曲型結(jié)構(gòu)的高聳結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算，根據(jù)荷載規(guī)范的規(guī)定和上述屋面女兒墻風(fēng)荷載的計(jì)算特點(diǎn)，垂直于屋面女兒墻的風(fēng)振系數(shù)和基本風(fēng)壓可取為

β2=1.0+εvф2/μ2

ωk=β2μsμ2ω0

2 實(shí)例分析與比較

由于屋面女兒墻無(wú)法直接參與主體結(jié)構(gòu)分析，故在主體結(jié)構(gòu)分析計(jì)算中，往往僅考慮屋面女兒墻的自重，當(dāng)屋面女兒墻按一般高度設(shè)計(jì)時(shí)，這種分析方法是符合設(shè)計(jì)精度要求的，且不會(huì)影響主體結(jié)構(gòu)的安全。但隨著屋面女兒墻高度的增加，其地震荷載和風(fēng)荷載也增大，對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響也越來(lái)越大，故考慮屋面女兒墻的地震荷載和風(fēng)荷載參與主體結(jié)構(gòu)的分析是必要的。以某政府會(huì)堂為例，按是否考慮屋面女兒墻風(fēng)荷載種情況進(jìn)行分析比較，以說(shuō)明屋面女兒墻風(fēng)荷載對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響。

2.1 工程概況

該會(huì)堂建筑面積約2700m2。為單層建筑物，禮堂屋蓋采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，高4m，厚240mm的鋼盤(pán)砼墻板，該政府會(huì)堂主體結(jié)構(gòu)和女兒墻均采用C25砼。

2.2 主體結(jié)構(gòu)分析及比較

該會(huì)堂采用SATWE軟件分析，女兒墻風(fēng)荷載引起的水平力當(dāng)作節(jié)點(diǎn)荷載在數(shù)據(jù)文WIND.SAT輸入，為簡(jiǎn)化分析，風(fēng)荷載引起的彎矩不參與計(jì)算，直接當(dāng)作桁架梁的扭矩在配筋計(jì)算時(shí)考慮。

按該禮堂是否考慮女兒墻的風(fēng)荷載進(jìn)行分析比較，結(jié)果可以看出，屋面女兒墻的水平風(fēng)荷載對(duì)主體結(jié)構(gòu)有著不可忽視的影響，該會(huì)堂由于有著自己的工程特性和建筑要求，其影響會(huì)更大一些。

3 屋面女兒墻的設(shè)計(jì)建議

屋面女兒墻的高度較高時(shí)，需仔細(xì)計(jì)算女兒墻所受水平荷載情況。一般情況下，風(fēng)荷載起控制作用。本文所述的地震荷載和風(fēng)荷載計(jì)算方法可作為參考。

屋面女兒墻較高時(shí)，其側(cè)向剛度較小，為滿足水平荷載要求，一般采用鋼筋砼材料，不宜用磚砌。

屋面女兒墻一般可設(shè)計(jì)為下羰加腋的等截面或上端小、下端大的變截面。

屋面女兒墻能做肋板支撐時(shí)，采用肋板支撐，以有利于女兒墻的側(cè)向穩(wěn)定。

屋面女兒墻配筋計(jì)算若墻邊有肋板支撐，可按三邊支承、頂端自由考慮，否則應(yīng)按懸臂構(gòu)件計(jì)算，且應(yīng)雙層雙向配筋。

為保證屋面女兒墻與主體結(jié)構(gòu)的可靠連接，屋面女兒墻所在框架梁須具有足夠的抗彎、抗扭剛度，并根據(jù)屋面女兒墻的底部計(jì)算彎矩配置受扭鋼筋。

在屋面女兒墻高度較高時(shí)，須驗(yàn)算其在水平荷載作用下的位移。