剪力墙设计的几个问题(二)
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大家都知道, 当质心和刚心重合较好时, 那么结构的扭转效应会减小。
但我做一个计算时, 发现其质心和刚心接近时, 其第一周期为扭转周期, 为了和规范相符, 我对其加了剪力墙, 这样第一周期为平动周期, 但其刚心明显偏移多了。
请高手解释一下可好。
需要要说明的是, 本结构为Z字形结构, 不规则。
谢谢!1.结构的地震扭转效应与两个因素有关: 偏心率e/r(质心与刚心的距离比回转半径)和周期比Tt/T1(第一扭转周期比第一平动周期), e/r越大, Tt/T1越大, 则结构的地震扭转效应越大。
2.楼上通过增加剪力墙的方法将第一扭转周期变为了平动, 同时又发现偏心率增大了, 这就说明, 你增加的剪力墙是不均衡布置的, 比如, 只在楼面的一侧增加了剪力墙。
这种做法不可取: 首先, 由1.可知, 偏心率的增大会直接导致扭转效应增大;其次, 以这种方式构造的“平动振型”必定不是比较纯粹的平动振型, 通常只是其平动成分比扭转成分稍大一点点, 比如平动系数0.55,扭转系数0.45等。
这样的平动振型, 并不能作为验算周期比时的T1采用。
3.控制结构地震扭转效应的正确方法:3.1) 在楼面上尽量均衡地布置抗侧力构件(柱、墙), 使得结构有比较纯粹的平动振型和扭转振型(所谓“比较纯粹的平动“, 指的是平动系数超过90%, 最低也不能低于80%;对“比较纯粹的扭转????“亦然), 通常看前几个整体振型即可。
控制住了振型的纯粹性, 也就控制住了结构偏心率。
振型越纯粹, 结构偏心率越小。
3.2) 在3.1)完成(或满足)之后, 才可验算结构的周期比Tt/T1, 倘若大于0.9或0.85,不满足规范要求, 这时需要在3.1)的基础上, 进一步调整结构的抗侧力体系。
大的原则是这样: a) 如果结构的层间位移角刚刚满足规范, 也即是说富余量不大, 可以均衡地加强结构外圈刚度;b)如果结构的层间位移角远小于规范限值, 也即是说富余量很大, 也可以均衡地削弱结构内筒刚度;当然, 加强外圈通常会受到建筑功能的制约, 留给结构人员的余地不大, 这时, 应结合结构的具体情况调整。
结构设计相关知识:框支剪力墙结构设计中应注意的问题(1)框支墙与落地墙的比例。
在地震区,一般要限制框支墙的总榀数不超过全部横墙榀数的50%,也就是说,框支墙占墙体的比例宜控制在1/2以内。
(2)增加落地剪力墙的厚度(但不宜超过原墙厚的2倍),提高落地前力墙与框架柱的强度等级,减少洞口尺寸,控制落地剪力墙的间距不宜大于建筑物宽度的2.5倍;把落地剪力墙组合布置成筒状或工字形等来增加结构底部的总抗侧刚度。
(3)避免在框支楼盖顶处发生刚度急剧突变,为了保证刚度的变化能顺利地传递和转变。
必须对框支楼盖层的设计作特殊的要求,如板厚不宜小于180mm,采用现浇钢筋混凝土且强度等级不宜低于C30,并应采用双向上下配筋、配筋率不宜低于0.25%;楼板的外侧边可利用纵向框架梁或底层外纵墙加强。
楼板开洞位置距外侧边应尽量远一些,在框支墙部位楼板则不宜开洞。
(4)根据建筑使用功能,也可将底层框架扩展为2—3层。
刚度随层高逐渐变化,使刚度逐渐减弱而避免突变。
(5)在框架的上面一层设置设备层,作为刚度的过渡层(即转换层),使结构转换层上下刚度较为接近。
(6)框支梁、柱截面的确定。
框架梁柱是底部大空间部分的重要支承,它主要承受垂直荷载及地震倾覆力矩、其断面尺寸要通过内力分析,从结构强度、稳定和变形等方面确定。
框架梁高度一般可取(1/6—1/8)梁跨,框架柱截面应符合轴压比N/fcbh,N为地震力及竖向荷载作用组合的计算轴力,fc为柱混凝土轴心受压设计强度其他在结构上还有若干措施,如在剪力墙肢端增设暗柱,以及规定一些小配筋率及搭接长度等,其结构加强措施视具体情况酌情处理和采用。
框支剪力墙在竖向布置时为防止刚度突变应采取各种措施,使其大空间底层的层刚度变化率r接近于1,不宜大于2;不宜在地震区单独使用框支剪力墙结构,即需要时可采取框支剪力墙与落地剪力墙协同工作结构体系。
剪力墙结构设计中遇到的纠结问题8条归纳(解答版)01问题一关于短肢剪力墙抗震等级需要提高一级采用的疑问。
问题描述:《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002 )7.1.2中第3条提到“抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比本规程表4.8.0规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用”,但是我翻遍了《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)中没有提到关于短肢剪力墙需要提高抗震等级的条文?是不是新规范取消了这条规定?同事也说送审的短肢剪力墙计算数据中没有提高抗震等级,送审回复也没要求改。
解答:条文说明7.2.2“短肢剪力墙的抗震等级不再提高,但在第2款中降低了轴压比限值”这个跟老版的高规不同。
02问题二设计上剪力墙连梁是否与有梁板的梁表示在一起?解答:连梁的定义连梁:是指在剪力墙结构和框剪结构中,连接墙肢与墙肢、墙肢与框架柱的梁。
连梁具有一般跨度较小(通常跨高比小于5)、截面大,且与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。
一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。
连梁、次梁、框架梁的区分:通常情况框架梁是框架结构中柱与柱之间的梁;次梁就是指两端搭在框架梁上的梁;连梁是剪力墙结构中墙与墙之间的梁,框架梁是以弯曲变形为主的构件;连梁是以剪切变形为主的构件。
框架梁是由柱子支撑梁来承重的构件,上部荷载直接由梁承重,再由梁将荷载传达到柱子上;连梁是将荷载由连梁传递至墙体。
从外形上来说,一般框架梁的跨高比大于5;而连梁的跨高比小于5。
03问题三剪力墙钢筋是否要求抗震,能否结合相关规范说一下?解答:剪力墙结构是有抗震等级区别的,但是,建筑抗震设计规范从GB50011-2001到更新了的GB50011-2010上,从来没有条文规定剪力墙的钢筋必须满足代E字的钢筋指标(关于“屈屈比”、“屈强比”、“最大拉力下伸长率”)。
楼主若查GB50011-2010不方便,先传个混凝土结构工程施工质量验收规范5.2.2条(强条)的图片,仔细琢磨。
高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题的探讨作者:杜炬魁来源:《城市建设理论研究》2013年第27期摘要:针对高层建筑结构设计中,当采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构方案时,简要阐明此结构体系的受力特征,该结构中剪力墙的厚度、合理数量的确定以及剪力墙的布置原则,并重点讨论混凝土框架一剪力墙结构的地震反应分析。
关键词:高层建筑;框架剪力墙;结构设计;问题;探讨中图分类号:TU74文献标识码:A1.引言由于实际中框架—剪力墙结构的大量应用,使得框架—剪力墙结构设计中的相关问题的解决变得格外重要。
虽然已经有大量的研究成果,但是在实际设计中仍然存在着大量的问题有待进一步的解决。
本文将对框架—剪力墙结构设计中涉及到的几个问题进行探讨。
2.工程概况以某酒店楼设计为例,该项目为宾馆饭店两用酒楼,地上18层塔楼,地下一层为停车场,地下停车场和地上1层的层高为4.5m,2-4层的层高为4.0m,其他层高为3.1m,以满足一层和地下停车场的公共活动区大空间要求,1-4层为餐饮区,5-18层为商住两用,地上建筑总高度为59.9m。
主结构设计为框架-剪力墙结构,其他部位设置8.4×8.4m柱网,柱截面为地下部分820×820mm,地上部分为560×560mm,采用筏板基础。
3.设计参数的选择3.1墙体选择框架-剪力墙结构也称框剪结构如下图3-1,是为满足不同建筑功能的要求,在框架结构中布置一定数量的剪力墙,既保证了空间灵活又有足够的剪力墙提供足够大的刚度,框剪结构的受力特点,在下部楼层,剪力墙的位移较小,承受大部分水平拉力,使框架按弯曲型曲线变形,上部楼层则相反,剪力墙位移越来越大,框架承担外荷载产生的水平力和把剪力墙拉回来的附加水平力,所以,上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小,框架中也会出现相当大的剪力。
剪力墙结构形式是高层住宅采用最为广泛的一种结构形式。
为了避免剪力墙剪坏过早,底部的加强部位和其他各层要调整短肢剪力墙的剪力设计值,对于一、二级抗震等级要分别乘以增大系数1.4、1.2;不论抗震还是非抗震的设计,剪力墙的截面最小厚度不能小于200mm。
问题一:关于短肢剪力墙抗震等级需要提高一级采用的疑问问题描述:《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002 )7.1.2中第3条提到“抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比本规程表4.8.0规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用”,但是我翻遍了《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)中没有提到关于短肢剪力墙需要提高抗震等级的条文?是不是新规范取消了这条规定?同事也说送审的短肢剪力墙计算数据中没有提高抗震等级,送审回复也没要求改。
解答:条文说明7.2.2“短肢剪力墙的抗震等级不再提高,但在第2款中降低了轴压比限值”这个跟老版的高规不同。
问题二:设计上剪力墙连梁是否与有梁板的梁表示在一起解答:连梁的定义连梁:是指在剪力墙结构和框剪结构中,连接墙肢与墙肢、墙肢与框架柱的梁。
连梁具有一般跨度较小(通常跨高比小于5)、截面大,且与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。
一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。
连梁、次梁、框架梁的区分:通常情况框架梁是框架结构中柱与柱之间的梁;次梁就是指两端搭在框架梁上的梁;连梁是剪力墙结构中墙与墙之间的梁,框架梁是以弯曲变形为主的构件;连梁是以剪切变形为主的构件。
框架梁是由柱子支撑梁来承重的构件,上部荷载直接由梁承重,再由梁将荷载传达到柱子上;连梁是将荷载由连梁传递至墙体。
从外形上来说,一般框架梁的跨高比大于5;而连梁的跨高比小于5。
问题三:剪力墙钢筋是否要求抗震,能否结合相关规范说一下?解答:剪力墙结构是有抗震等级区别的,但是,建筑抗震设计规范从GB50011-2001到更新了的GB50011-2010上,从来没有条文规定剪力墙的钢筋必须满足代E字的钢筋指标(关于“屈屈比”、“屈强比”、“最大拉力下伸长率”)。
楼主若查GB50011-20 10不方便,先传个混凝土结构工程施工质量验收规范5.2.2条(强条)的图片,仔细琢磨。
问题四:为了保证剪力墙结构有良好的抗震性能,谈谈有哪些有关概念设计?解答:《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中,第3章基本规定3.9结构材料3.10建筑抗震性能化设计、第4章场地与地基、第6章之抗震墙基本抗震构造措施章节......等等,无处不贯穿抗震概念设计思想,基本上贯穿全本规范文字,这个答题框容纳不下全部内容。
剪力墙结构设计常见问题-东营建设工程施工图审查中心结构技术交流材料剪力墙结构设计常见问题东营市勘察设计协会东营市建设工程施工图审查中心二〇一五年十二月剪力墙结构设计常见问题1.关于抗震等级的问题。
纯剪力墙结构注明了抗震等级,所有构件抗震等级一致,无框架梁、框架柱时可不另注,但存在框架梁、框架柱时,需要注明框架梁、框架柱的抗震等级。
而框架-抗震墙和框架-核心筒结构中,剪力墙和框架的抗震等级不一定相同,应分别注明,剪力墙之间的连梁或框梁抗震等级应同剪力墙,应特别注明。
计算模型中, 剪力墙之间的连梁按框架梁输入时,会造成该梁的抗震等级错误,应修改。
剪力墙端柱按框架柱输入时, 也会造成该柱的抗震等级错误,也应调整,需要特别注意。
2.地下室外墙的钢筋构造。
见11G101-1P77,应注明顶板作为外墙的简支还是弹性嵌固支座。
设计说明中经常发现不注明,施工无法操作。
3.关于地下层剪力墙边缘构件的配筋。
《高规》12.2.1 -4条及《抗规》6.1.14-4条均有规定,地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室与上部对应的剪力墙墙肢端部边缘构件的纵向钢筋截面面积不应小于地上一层对应的剪力墙墙肢边缘构件的纵向钢筋截面面积。
设计审查时经常发现,地下层剪力墙墙肢端部边缘构件的纵向钢筋截面面积小于地上一层对应的剪力墙墙肢边缘构件的纵向钢筋面积的情况,需引起注意。
4.端柱设计问题。
《抗规》6.4.5条:抗震墙两端和洞口两侧应设置边缘构件,边缘构件包括暗柱、端柱和翼墙,并应符合下列要求:1、对于抗震墙结构,底层墙肢底截面的轴压比不大于表6.4.5-1规定的一、二、三级抗震墙及四级抗震墙,墙肢两端可设置构造边缘构件,构造边缘构件的范围可按图6.4.5-1采用,构造边缘构件的配筋除应满足受弯承载力要求外,并宜符合表6.4.5-2的要求。
2、底层墙肢底截面的轴压比大于表6.4.5-1规定的一、二、三级抗震墙,以及部分框支抗震墙结构的抗震墙,应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件,在以上的其他部位可设置构造边缘构件。
试论高层建筑剪力墙中连梁设计存在的几个问题【摘要】连梁也就是与剪力墙相连的梁。
而连梁一般来说具有截面大、跨度小的特点,而与连梁相连的墙体又拥有很大的刚度等特点。
所以,在高层建筑的水平力之下,往往具有较大的内力。
在进行连梁设计的时候,就算使用各种措施来尽量地降低连梁的内力,例如以下的措施:在连梁的中间位置开出水平缝;剪力墙洞口的宽度加大等等,却依然使得连梁的截面设计不能够满足设计之初对于连梁的要求。
此外,由于在设计的时候,没有相应的明确规范,所以,建筑设计者就有种无所适从的感觉。
而设计上的缺陷将会导致在抵抗水平力时结构所具有的刚度以及强度都达不到要求,从而影响了竖向荷载的承受能力。
在文中,笔者主要讨论了高层建筑剪力墙在连梁设计当中存在的几个问题,并且针对问题提出了几点设计方面的建议。
【关键词】高层建筑;剪力墙;连梁设计;问题;建议【 abstract 】 even beam is connected with shear wall beam. and even the beam in general has bigger section, the characteristics of the little span, and even the wall and connected to beam with greater stiffness etc. so, in high-rise buildings under horizontal force, often have larger internal force. in the design of coupling beam, even the use of all kinds of measures to try to reduce the internal force of coupling beam, such as the following measures: in the middleof the coupling beam position open horizontal seam; shear wall the width of the increase and so on, but still allows even the beam section design can not meet at the beginning of the design for the requirement of coupling beam. in addition, because of the design, no corresponding clear standards of building designers will have a feeling of loss. and it defects in design which will lead to in the resistance level having the force structure stiffness and strength are short of asks, which affects the vertical load to bear ability. in this paper, the author mainly discusses the high-rise building shear wall of coupling beam of design in the existing problems, and then proposes some suggestion on the design.【 key words 】 high-rise buildings; shear wall; even the beam design; problem; suggest中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a文章编号:一、水平力作用下的联肢墙破坏机制联肢墙的脆性破坏主要分为以下两种情况:其一,墙肢发生了脆性破坏。
异形柱与短肢剪力墙结构设计中的几个问题一、背景介绍异形柱与短肢剪力墙结构是一种常见的建筑结构形式,其通过异形柱和短肢剪力墙的相互作用,能够有效地抵御地震等自然灾害对建筑物的影响。
然而,在实际的设计中,该结构也存在着一些问题,需要进行深入的研究和探讨。
二、异形柱设计中存在的问题1. 异形柱截面尺寸选取问题在异形柱设计中,截面尺寸的选取是非常关键的。
过小的截面尺寸会导致弯曲变形过大,从而影响结构整体稳定性;而过大的截面尺寸则会增加工程造价。
因此,在进行异形柱设计时,需要综合考虑多种因素,如受力情况、材料性能等,合理选择截面尺寸。
2. 异形柱与其他构件之间连接问题异形柱与其他构件之间连接方式直接影响到整个结构体系的稳定性。
如果连接方式不当,则会出现连接失效、裂缝等问题。
因此,在进行异形柱设计时,需要重点考虑连接方式,并采用合适的连接方式来保证结构的安全性和可靠性。
三、短肢剪力墙设计中存在的问题1. 剪力墙布置问题短肢剪力墙的布置位置直接影响到其对结构体系的支撑作用。
如果布置位置不当,则会导致结构体系整体刚度不足,从而影响其抗震性能。
因此,在进行短肢剪力墙设计时,需要综合考虑多种因素,如建筑平面形态、受力情况等,合理布置剪力墙。
2. 剪力墙厚度选取问题短肢剪力墙的厚度选取也是非常关键的。
过小的厚度会导致其抗震性能不足,无法承担地震荷载;而过大的厚度则会增加工程造价。
因此,在进行短肢剪力墙设计时,需要综合考虑多种因素,如受力情况、材料性能等,合理选择剪力墙厚度。
四、异形柱与短肢剪力墙结构设计中其他需要注意的问题1. 结构整体稳定性问题异形柱与短肢剪力墙结构是一种相对复杂的结构形式,其整体稳定性需要得到保证。
因此,在进行设计时,需要考虑到结构整体的稳定性,并采取相应的措施来加强结构的稳定性。
2. 材料选取问题材料的选取直接影响到结构体系的抗震性能和安全性。
因此,在进行设计时,需要选择具有良好机械性能和抗震性能的材料,并根据实际情况进行相应的优化。
剪力墙结构常见问题的解决方案作者:蒋宝锋来源:《科技创新导报》 2012年第5期蒋宝锋(东营市建筑设计研究院山东东营 257091)摘要:为本文分析了剪力墙结构的变形及受力特点,提出了当前剪力墙设计中存在的一些问题。
主要有以下几方面:短肢剪力墙的抗震措施、边缘构件设计中的配筋问题、连梁超筋时的处理方法等。
本文结合以前的工程经验和最新规范的要求进行了总结和分析,提出几个剪力墙设计中的常见问题和解决方案。
关键词:剪力墙结构边缘构件连梁短肢剪力墙中图分类号:TU3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)02(b)-0058-01随着我国城市建设的发展,城市中高层建筑越来越多,层数也越来越高。
尤其在一二线城市,由于土地的有限,一般住宅的高的都在百米左右。
这样的建筑,抗震设计就显得更加重要,必须使得建筑物具有足够的侧向刚度。
另外相对于框架及框剪结构来说,剪力墙结构室内无柱及梁的棱角露出,更为美观,使用功能也更好,且增大了使用面积,故受到开发商和业主的广泛欢迎,因而大量应用于实际工程之中。
设计人员对剪力墙布置应使整体结构能发挥耗散地震的作用,避免出现敏感的薄弱部位导致过早地破坏,因此剪力墙的布置应以此为原则精心布置,方可使结构在整体上安全合理,概念设计仅仅是初步建模演算的过程,具体到工程设计中设计人员还必须认真调整。
布置剪力墙时在平面上尽量使x向和y向刚度比较接近,这样抗侧向力的性能也比较接近。
竖向构件也要力求均匀,不要刚度骤降,那样会造成敏感薄弱部位的出现,要让结构整体形成均匀的抗侧力体系,初步设计后再结合电算才能设计出安全、合理、经济的结构。
1 剪力墙设计中常见问题剪力墙结构因其一般高度很大,侧向力对结构影响也很大,所以在计算过程要充分考虑地震力和风荷载对结构的影响,并合理采取相应的构造措施。
这样,边缘构件和连梁就显得尤为重要。
1.1 边缘构件抗震规范及高规中规定,一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设计约束边缘构件,边缘构件只是配筋有所增加,边缘构件仍是是剪力墙的一部分,并不是墙身支座,因此边缘构件与剪力墙墙身之间的连接并不是不同构件之间的链接,不能用梁与柱之间的连接做法来直接使用。
YJK常见问题(⼆)⼀、不正常的轴线布置造成剪⼒墙单元划分不过(邮件48109)软件对剪⼒墙⾃动进⾏单元划分,默认的单元尺⼨是1m。
但是单元划分不正常的情况下常造成计算不能正常进⾏。
单元划分不正常的原因主要是⽤户的轴线、节点不规则,如上下层同⼀位置的墙却不在同⼀轴线上,⽽是布置在距离过近的两条轴线上,墙上的⽆⽤结点太多,等等。
1、⽤户问题⾼层剪⼒墙结构,结构计算提⽰缺少约束,不能计算下去。
根据⽇志的提⽰,找到导致出错、提⽰缺少约束的位置,他在⽹格划分图上的⼀个红⾊节点处。
2、查找问题⽤户邮件的回复:将墙元细分尺⼨改⼩⼀些就⾏了,我这改为0.5可以正常计算了;但是如上的⽅案没有找到问题的症结。
出错位置的剪⼒墙在1-3层布置完全相同,单元划分中为什么会出现多余的红⾊节点?原来,图中1-3层的那道⽔平向布置的墙虽然位置相同,却被布置到了不同的两条轴线上。
1层墙的轴线布置在墙的中间,2、3层墙的轴线布置在墙的上边缘,2、3层的墙是按照偏⼼布置的。
由于上下层轴线有150mm偏差,墙上过近的节点造成剪⼒墙划分单元障碍,导致计算不过。
3、解决⽅案应将1层出错处的墙偏⼼调整成与上⼀层相同。
将1层墙的轴线往上平移150mm,使其与2、3层的轴线位置相同,从⽽合并了两层的轴线之间150mm的偏差。
修改后计算正常进⾏。
4、⼩结软件剪⼒墙对剪⼒墙虽然可以⾃动划分单元,但是不规范的建模⽅式可能对剪⼒墙单元划分结果造成异常,导致软件运⾏出现这样那样的问题,甚⾄计算不过。
⽤户应明了剪⼒墙⾃动单元划分的原理,避免轴线⽹格和节点的过近现象。
⼆、剪⼒墙上存在距离过近的节点造成⽣成计算数据崩溃(邮件47634)1、⽤户问题模型⽣成数据时出现崩溃在⽣成计算数据的墙元⽣成时出现崩溃。
2、查找问题邮件回复:如图⽰位置剪⼒墙有多余节点打断,需要稍微调整⼀下模型,具体位置见附件截图,我这可以正常计算的⼯程见附件,我的版本是1.7.0.0。
这个问题靠编程⼈员追踪才查到问题。
剪力墙设计的几个问题(二)
剪力墙设计的几个问题(二)
(续接)
4.规范标准之间矛盾问题举例
①.GB50011-2001第6.4.7条规定暗柱截面长度仅需满足bw及≥400mm,不要求满足lc/2,在翼墙(柱)中只要求满足壁柱≥300mm,不受墙厚bw的限制,而与“砼规”的要求矛盾。
笔者认为“抗规”GN50011的规定比较合理;实际工程中按现行规范要求需要设暗柱之处绝大部位为对门窗洞口边缘的加强,其墙肢属于联肢墙,非一字型矩形墙体,联肢墙连梁起耗散地震能量作用,受力状况和延性较好,在整体受力时当洞口较小时,往往墙体显槽形截面,因此在剪力墙结构中除设置角窗处外,暗柱截面尺寸不必过大;而翼墙(柱)处实际上只是建筑横墙肢的端边缘,不属纵墙肢的端边缘,在纵向水平力作用下,纵向墙法向应力呈线性分布,纵墙肢受力似同偏压柱;横纵交点处刚度,约束性能好,因此对于翼墙(柱)的截面取值也没必要过大;截面过大的暗柱和翼柱往往还容易形成连在一起,造成纵墙竖向配筋增加过多。
但转角墙
(柱)则是剪力墙很重要的部位,必须严格遵守规范的规定。
②.构造边缘构件虽然“抗规”、“砼规”和“高规”都规定了配筋要求,但比较三本标准所给出的配筋要求的表格中的内容则是矛盾的,是不协调的;笔者认为“砼规”GB50010-2002表11.7.16的要求比较合理。
而“抗规”和“高规”表中的配筋要求是不够合理或是不够严密的。
还应指出三本规范中所给出的纵向构造筋的数量4根或6根是不实际的;例如对于转角墙(柱)的纵向筋数量,由于墙纵向筋的间距不宜大于300,又受墙厚限制,角柱的最小的纵向筋应为8根,当墙厚≥300时则最少需要12根,不会出现4根或6根的情况。
三.剪力墙结构的厚度和配筋问题
1.根据抗震规范6.1.2条规定,8度地震区剪力墙结构的抗震等级至少应为二级;按6.4.1条要求剪力墙底部加强部位墙厚一、二级抗震等级时不宜小于200mm,且不小于层高的1/16,其他部位不小于160mm,当墙端头无翼墙或暗柱时不应小于层高的1/12。
以上规定目的是为防止因墙体平面外刚度过小,稳定性差,容易在偏心荷载作用下压屈失稳,但这些规定对于八度地震区的多层及低高层剪力墙结构显得不够合理。
例如5~15层的剪力墙结构,一般墙肢在重力荷载代表值作用下轴压比都小于0. 2,电算结果墙体往往只需要构造配筋,但只因底部功能要求3.9m层高,墙厚就得2 40mm,若业主要求室内视野开阔,不设外纵墙,横墙朝外端头不允许带翼墙或端柱时,当层高3>5~4.2m时,则墙厚需要320~350mm,显然不合理。
所以像这样的特殊情况的低多层建筑不应要求死扣规范,而通过采用概念设计分析,控制墙肢轴压比,进行墙体截面条件、强度和稳定性验算并在构造上适当加强暗柱或配筋,保证其整体性连接等措施,是可以使墙厚减小的。
2.墙体的配筋率,目前在“砼规”11.7.11条文强制规定在一、二、三级抗震等级
的剪力墙中,竖向和水平分布筋的最小配筋率均不应小于0.25%;部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率不应小于0.3%;这配筋率比其在80年代前的配筋率).07~0.1%要大多了,和国外的配筋率0.1~0.25%的高者基本接轨,这在高层或者较长的剪力墙结构中应该是合理的,但对于低矮、短小的剪力墙值得探讨。
墙的水平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏,同时起到抵抗温度应力防止砼出现裂缝,设计中当建筑物较高较长或框剪结构时配筋宜适当增加,特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏感部位宜适当增加。
但对于矮、短的房屋,其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。
墙的竖向钢筋主要起抗弯作用,目前在一些多层低高层剪力墙中电算结果多为构造配筋;但配筋时所取的配筋率有人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋,笔者认为竖向最小配筋率应该包括边缘构件中的钢筋,墙肢的竖向配筋原则也应该尽量将钢筋布置在墙端部边缘区并保证钢筋间距≦300mm,也应该注意防止竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度,对抗震不利。
四.剪力墙结构的超长问题
1. 混凝土规范9.1.1条规定现浇混凝土剪力墙结构的温度伸缩缝最大间距当在室内或土中时为45m,露天时为30m;而现浇框架剪力墙或框架核心筒结构的伸缩缝间距可取45~55m.规范的这一规定显然与现今建筑的体量越来越大但功能又要求不设缝发生矛盾;因此目前许多工程中的伸缩缝间距都突破了规范的规定,也造成了设计人员在设计中遇到超长结构时的胆量越来越大。
笔者认为今后当剪力墙结构超长时,应该慎重处理为好,过长时应该尽量设置温度伸缩缝,宜较严格遵守规范规定的限值,理由如下:
①.剪力墙结构刚度大,受温差影响大,混凝土的收缩、徐变产生的变形大,墙体对楼面、屋面产生的约束也大;当结构发生收缩变形时比其他结构易出现裂缝。
一些未超长的剪力墙结构产生墙体或楼面裂缝,其主要原因就在此。
②.剪力墙结构多用于商品住房和公寓,使用状况复杂,一旦私人购买的房子出现裂缝,虽然没有安全问题,但处理起来问题多,难度大,社会影响大。
③.混凝土结构受温度或收缩徐变的影响与众多因素有关;而体型庞大的剪力墙房屋往往形状复杂,混凝土收缩大,约束应力积聚也大,施工工艺及管理也难控制,环境影响使用变化难于判断,因此更难于解决混凝土收缩变形时,在受约束条件下引起拉应力而保证不出现裂缝。
④.目前混凝土的收缩量不断增大,已由80年代的一般收缩量300με上升到400με以上,因此使混凝土用量大的剪力墙产生裂缝的因素在增大。
⑤.目前随着市场形势的变化,大部分工程要赶工加班,质量难保证,为赶工混凝土中水泥用量普遍增大,使混凝土收缩量增大,加上由于混凝土强度的提高,使弹性模量增加将引起更大的约束拉应力产生,使结构出现裂缝的因素增多。
⑥.普遍使用商品混凝土泵送施工,为了泵送,增大水泥用量,减少了中粗骨料含量和骨料粒径,加上泵送混凝土配合比和施工送料时的不良因素影响等都加大了结构收缩量,增加产生裂缝的因素。
综上所述,今后在处理超长结构时,特别是处理超长的剪力墙结构时要特别慎重;当发生实在由于建筑使用功能要求不允许超长建筑设永久缝时,建议采用对结构施加预应力的方法并结合采用设计构造措施、施工措施共同给予处理。