關于剪力墻約束邊緣構件非陰影區拉筋設置的分析

□文/杜恩閣

關于剪力墻約束邊緣構件非陰影區拉筋設置的分析

□文/杜恩閣

目前多數設計人員對剪力墻結構設置的約束邊緣構件在陰影區以外的拉筋設置存在誤區，簡單的認為陰影區內按豎向間距100 mm設置而陰影區外減半設置為豎向間距200 mm，其實這種簡單的做法并不滿足規范的規定。文章通過計算分析，針對設計中最常用的僅設置拉筋的做法給出選筋方法。

約束邊緣構件；非陰影區；拉筋；剪力墻；設置

剪力墻結構是目前設計中最常用的結構體系，幾乎所有住宅項目都采用剪力墻結構，由于結構設計軟件的發展，目前設計人常用的SATWE及YJK軟件都帶有后處理接CAD出圖功能，因此，在剪力墻底部加強區設置的約束邊緣構件在陰影區部分其箍筋的設置一般軟件會自行計算處理，會自動滿足規范的要求，但陰影區以外部分軟件并不會給予考慮，一般由設計人自行確定。而這部分的設計一般都是在總說明中給出統一的大樣做法，但通過多個項目的設計審查發現，多數設計人并沒有按規范進行具體的計算復核，下面將針對上述問題進行具體的計算分析。

1　分析計算

在剪力墻底部加強區設置約束邊緣構件最常用的形式見圖1。

圖1　約束邊緣構件設置形式

根據GB50011—2010《建筑抗震設計規范》第6.3.9條的規定，暗柱的體積配箍率為又ρυ因為是分析陰影區以外的加強范圍，故根據規范規定其配箍特征值取λv/2，因此得到將陰影區以外部分的體積配箍率定義為ρυ1，則有

式中：Vsv為拉筋的體積；Acor為核心區面積；S為拉筋豎向分布間距。圖2為Lc范圍內拉筋設置的一個標準段，則

式中：Asv為拉筋的截面積。

圖2　Lc區域標準段鋼筋布置

由式（1）可得到各混凝土強度等級下的非陰影區體積配箍率ρυ1，見表1。

表1　非陰影區體積配箍率

GB50011—2011第7.2.15條的規定：計入水平分布鋼筋的體積配箍率不應大于總體積配箍率的30%。因此，現以設計最常見的200mm厚墻體，水平分布筋φ8mm@200 mm進行核算，由圖2可知=0.00296，此值與表1中的數值對比可以看出，均大于表中數值的30%，從而墻筋設置φ10 mm@200 mm的情況不必再分析。這樣當計入墻體水平分布筋后，非陰影區設置拉筋需要的體積配箍率見表2。

表2　非陰影區體積配箍率

將式（3）代入式（2）得到(hw-30)ASV≥ρυ1AcorS其中Acor=200(hw-30)代入得到(hw-30)ASV≥ρυ1×200(hw-30)S因此得到

由式（4）及表2得到拉筋設置表3。

表3　非陰影區拉筋設置

由表3可以很容易得到當墻厚為200mm時沿豎向不同的拉筋間距所需要的拉筋截面積見表4-表6。

表4　豎向間距100 mm時非陰影區拉筋面積mm2

由表4可以看出，當λv=0.12時，僅C50時需要φ10 mm鋼筋，其他等級需要φ8 mm鋼筋，而φ6 mm鋼筋各等級均不滿足；當λv=0.2時，C40及以下等級需要φ10mm鋼筋，C45、C50等級則需要φ12mm鋼筋。

表5　豎向間距150 mm時非陰影區拉筋面積mm2

由表5可以看出，當λv=0.12時，C45及以下等級時需要φ10mm鋼筋，C50等級需要φ12mm鋼筋；當λv= 0.2時，C40及以下等級需要φ12 mm鋼筋，C45、C50等級則需要φ14mm鋼筋。

表6　豎向間距200 mm時非陰影區拉筋面積mm2

由表6可以看出，當λv=0.12時，C35及以下等級時需要φ10 mm鋼筋，C40～C50等級需要φ12 mm鋼筋；當λv=0.2時：C40及以下等級需要φ14 mm鋼筋，C45、C50等級則需要φ16mm鋼筋。

由表4-表6可以看出，由于常規設計拉筋的選用基本為φ8 mm和φ10 mm，所以要滿足規范的要求主要還是以豎向間距100mm為主。

上述分析的墻體是以200 mm厚為基數，當然，設計中在底部加強區偶爾也會用到250、300 mm厚的墻體，根據規范的規定其墻體水平構造配筋需要φ10 mm@200 mm，因此按照上述分析可知其體積配箍率均滿足30%的規范規定，從式（4）的推導中已知，對于僅設置拉筋形式的情況其ASV/S與墻厚無關，所以對250、300 mm厚墻體同樣可采用表4-表6的數值。

2　結論

1）對于約束邊緣構件，目前大部分的設計在陰影區采用箍筋形式豎向間距100 mm，而在陰影區外Lc范圍內采用同直徑拉筋形式豎向間距200 mm的做法并不滿足規范要求，人為的將λv與λv/2等同于豎向間距加倍的做法是不正確的，其問題的根源在于陰影區內采用的是箍筋的形式而非陰影區采用的是拉筋的形式，因此其約束鋼筋的長度相差很大。

2）對于設計中最常用的僅采用拉筋的設計形式而言，其拉筋的豎向設置間距（在墻體水平筋滿足規范規定的體積配箍率30%的前提下）對不同的墻厚是相同的。

3）本文的計算分析僅針對設計中最常用的約束邊緣構件非陰影區僅設置拉筋及墻體豎向鋼筋間距200 mm的情況，當采用箍筋、拉筋結合或墻體豎向鋼筋間距非200 mm設置的情況時，則非陰影區拉筋具體設置間距設計人應根據式（2）計算確定。

［1］GB50011—2010，建筑抗震設計規范［S］.

［2］JGJ 3—2010，高層建筑混凝土結構技術規程［S］.

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.02.007

□TU398+.2

□C

□1008-3197（2015）02-18-02

□2014-12-24

□杜恩閣/男，1965年出生，高級工程師，天津中天建都市建筑設計有限公司總工程師，從事建筑設計工作。