混凝土剪力墙的面外弯矩及抗弯设计

混凝土剪力墙的面外弯矩及抗弯设计

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1、BuildingStructure设计交流混凝土剪力墙的面外弯矩及抗弯设计1,2周华/1海南大学,海口570228;2雅克设计有限公司,海口5701250引言1面外梁在剪力墙中引起的面外弯矩及抗弯措施[1]根据《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)(简混凝土高规第7.1.7条,对剪力墙与面外梁连接时的抗称混凝土规范)第10.5.1条,混凝土竖向构件横截面长边、弯措施提出了要求,将该条文中提到的四个措施分别称为措短边之比大于4时,可称为剪力墙,其中,长短边比大于8施1~4。时,称为一般剪力墙;长短边比在5~8之间时,称为短肢剪(1)采用措施1时,面外梁端的弯矩由沿其轴线方向[

2、2]力墙(《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)的剪力墙的面内弯矩平衡,将该墙输入到结构模型中,则结(简称混凝土高规)第7.1.2条,在2010年修订的混凝土高规构程序可完成其面内弯矩及配筋的计算。中,短肢剪力墙截面长短边比修改为4~8)。剪力墙肢在自(2)采用措施2时,面外梁端的弯矩由扶壁柱的弯矩身平面内和平面外两个方向的抗弯刚度相差很大,比如,当平衡,可将扶壁柱作为短墙肢沿面外梁方向输入到结构模型截面长短边比分别为4和8时,墙肢在面内和面外的抗弯刚度中,由程序计算其面内弯矩和配筋(注意在PKPM-SATWE比分别为16和64(图1)。在进行结构计算时,一般只考虑中,若

3、扶壁柱当成柱输入,则程序不能计算其弯矩和配筋剪力墙在面内受到的剪力和弯矩作用,而忽略其面外的剪力量),扶壁柱配筋构造参照相应抗震等级框架柱的构造要求。和弯矩。剪力墙承载力计算主要包括两项:一是面内抗剪承(3)采用措施3时,剪力墙面外弯矩主要由“暗柱”承载力计算,在结构程序中输入水平分布筋的强度等级及间担,如何计算暗柱的面外弯矩和纵筋?结构在水平荷载作用距,程序就可按抗剪要求计算水平分布筋面积;二是在轴力下,一般情况下,剪力墙的面外弯矩可以忽略,因此,可不和面内弯矩共同作用下的偏心受压或受拉承载力计算,在结计算暗柱的面外弯矩。竖向荷载在暗柱内引起的弯矩,可按构程序中输入竖向分布筋的面积率

4、,程序就按偏心受压或受下述“暗框架”的方法估算:1)暗柱截面一边长度取墙厚,拉要求,计算墙边缘构件受拉纵筋面积。上述关于剪力墙面另一边长度取面外梁宽+100mm,暗柱和面外梁形成“暗框内计算的内容,结构规范有明确的规定,结构程序一般有较架”,如图2所示;2)将楼面和屋面的永久荷载和活荷载传完善的功能。递到面外梁上,得到暗框架的竖向荷载设计值;3)用简化[3]分层弯矩分配法求出暗柱弯矩。然后,按受弯构件(暗柱实际为偏心受压构件)计算暗柱纵筋面积,暗柱配筋的构造可参照剪力墙边缘构件的要求。Ibh3/12,Ihb3/12,则:I/I(/)hb2剪力墙两侧均与面外梁连接,且两侧梁跨和梁上

5、荷载接yxyx当hb/4时,Iy/Ix16;当hb/8时,Iy/Ix64近时,暗柱弯矩较小,纵筋可直接按构造要求配置。剪力墙图1剪力墙墙肢平面内和平面外惯性矩比较仅在一侧与面外梁连接时,可在结构模型中将梁与墙设置成混凝土剪力墙在下列情况下,会受到面外弯矩作用:1)简支连接,梁支座顶筋按构造要求确定(混凝土规范第剪力墙在面外与楼面或屋面梁连接时,梁端支座负弯矩使墙10.2.6条)、底筋由程序计算确定,暗柱纵筋则直接按构造受到面外集中弯矩的作用;2)地下室剪力墙同时是地下室要求配置。外墙时,受到室外土、水侧压力作用,将在墙内产生面外弯矩;3)地下室或地上部分剪力墙同时是水池挡墙时,

6、受到水侧压力作用,将在墙内产生面外弯矩;4)地下室剪力墙同时是人防外墙、临空墙、门框墙、或甲类人防地下室和非人防地下室的隔墙时,受到人防荷载的侧压力作用,将在墙(a)平面图(b)暗框架图2暗框架示意图内产生面外弯矩;5)剪力墙在单侧与板连接时,板端负弯(4)采用措施4时,在剪力墙暗柱内布置型钢,则型矩使墙受到面外分布弯矩的作用。在结构设计中,剪力墙面钢的强方向应沿面外梁的轴线方向,暗柱配筋可参照《型钢外弯矩计算和抗弯措施,由于程序计算的局限性,该部分工[4]混凝土组合结构技术规程》(JGJ138—2001)的要求确定。作需要结构工程师手工验算,常常容易被疏忽。本文针对这(5)采用措施3

7、和措施4时,还可同时在墙内设置水一问题加以讨论,为结构工程师提供参考。Welearnwego11BuildingStructure设计交流平暗梁,暗梁以受扭的形式分担面外梁端的弯矩。此外,由框墙、或甲类人防地下室和非人防地下室的隔墙),查《人[9]于面外梁纵筋在墙内水平锚固长度较短,一般应采用措施加民防空地下室设计规范》(GB50038—2005)(简称人防强纵筋锚固,比如可在梁顶纵筋上焊接横向钢筋,见图3。规范)得到。人防等效静荷载引起的墙内

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