鋼筋混凝土錯列剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求分析

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(jìn)行分析。

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

中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)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(diǎn)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(jī)理、受力特性、內(nèi)力計算方法等方面進(jìn)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(jìn)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(jìn)行加強(qiáng)，板厚度應(yīng)同框架剪力墻中墻板加強(qiáng)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(jìn)入屈服，它們在支座（端筒）處將受到較大的正負(fù)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(dāng)加強(qiáng)，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(qiáng)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(yàn)中的破壞形態(tài)可以看出，在節(jié)點(diǎn)區(qū)出現(xiàn)了許多斜裂縫，而試件SSW-3還是由于節(jié)點(diǎn)區(qū)的破壞造成了整個試件的破壞，理論和試驗(yàn)表明，節(jié)點(diǎn)區(qū)應(yīng)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施加強(qiáng)。在節(jié)點(diǎn)區(qū)除設(shè)置柱、梁配筋外，還需要配置補(bǔ)強(qiáng)斜筋以保證節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)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(dāng)剪力墻截面厚度bW不大于400mm時，可采用雙排配筋，當(dāng)bw大于400mm，但不大于700mm時，宜采用三排配筋，當(dāng)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(qiáng)部位，邊緣構(gòu)件以外的拉筋間距應(yīng)適當(dāng)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(qiáng)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(dá)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(qiáng)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(qiáng)度等級宜與邊框柱相同，且混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C20。在墻板和樓板連接處要特別加強(qiáng)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(qiáng)度等級不應(yīng)小于C25，板厚在滿足強(qiáng)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。抗震分析表明，與端筒相連的樓板，在縱向地震作用下變形較大，易進(jìn)入屈服，它們在支座處將受到較大的正、負(fù)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(xiàn)：

[1]唐興榮，特殊和復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，北京：機(jī)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.