鋼筋混凝土錯列剪力墻結(jié)構的構造要求分析

李思恩

[摘要]首先分析鋼筋混凝土錯列剪力墻結(jié)構對截面的尺寸要求、然后分別對錯列剪力墻結(jié)構中梁、柱、墻板和樓板的構造要求進行分析。

[關鍵詞]錯列剪力墻結(jié)構 工作機理 理論分析 構造要求

中圖分類號：TU3文獻標識碼：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)構體系成為現(xiàn)代高層建筑結(jié)構形式的熱點之一；錯列剪力墻結(jié)構體系是一種新型抗側(cè)力結(jié)構，也是一種復雜的轉(zhuǎn)換層結(jié)構。目前國內(nèi)外學者對錯列剪力墻結(jié)構的空間工作機理、受力特性、內(nèi)力計算方法等方面進行了一些探索，本文對錯列剪力墻結(jié)構的構造要求進行理論分析。

一、截面的尺寸要求

與傳統(tǒng)框架剪力墻結(jié)構相比，錯列剪力墻結(jié)構中的每一塊墻板都參與了工作，因此，對于錯列剪力墻結(jié)構中的墻板，應沿全高進行加強，板厚度應同框架剪力墻中墻板加強的要求。錯列剪力墻結(jié)構中的墻板厚度bw不應小于200mm，且不應小于層高的1/16。除了滿足規(guī)范的要求外，還應使墻板的中心線與柱的中心線重合，防止偏心。梁的截面寬度不應小于2bw（bw為墻板的厚度），梁的截面高度不應小于3bw。柱的截面寬度不應小于2.5bw，柱的截面高度不應小于柱的寬度。

二、錯列剪力墻結(jié)構中梁的構造要求

梁的縱向鋼筋在支座內(nèi)的錨固、搭接應按《高層建筑混凝土結(jié)構技術規(guī)程》(JGJ3-2002)中的受拉鋼筋的錨固和搭接的要求執(zhí)行。抗震分析表明，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，易進入屈服，它們在支座（端筒）處將受到較大的正負彎矩和剪力，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計所要求的延性。

三、錯列剪力墻結(jié)構中柱的構造要求

在一定層高范圍內(nèi)，錯列剪力墻結(jié)構柱的固端彎矩比傳統(tǒng)框架剪力墻結(jié)構中相應柱的固端彎矩要大。錯列剪力墻結(jié)構中的柱的內(nèi)力比傳統(tǒng)框架結(jié)構中柱的內(nèi)力要大，因此建議錯列剪力墻結(jié)構中柱的構造要求應在柱的基礎上作適當加強，錯列剪力墻結(jié)構中柱的加密要求也滿足柱的加密要求執(zhí)行。強震設計時，應將彈性計算的柱平面外地震剪力乘以增大系數(shù)粉后作為其設計剪力，并以此求出平面外的設計彎矩。

四、錯列剪力墻結(jié)構中墻板的構造要求

錯列剪力墻結(jié)構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，使剪力墻承擔的內(nèi)力大為減小，這對基礎設計是有利的。在墻板的角區(qū)存在應力集中的現(xiàn)象，而從試驗中的破壞形態(tài)可以看出，在節(jié)點區(qū)出現(xiàn)了許多斜裂縫，而試件SSW-3還是由于節(jié)點區(qū)的破壞造成了整個試件的破壞，理論和試驗表明，節(jié)點區(qū)應采取相應的構造措施加強。在節(jié)點區(qū)除設置柱、梁配筋外，還需要配置補強斜筋以保證節(jié)點的強度和延性，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；當剪力墻截面厚度bW不大于400mm時，可采用雙排配筋，當bw大于400mm，但不大于700mm時，宜采用三排配筋，當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大于600mm，直徑不應小于6mm，在底部加強部位，邊緣構件以外的拉筋間距應適當加密。水平及豎向分布鋼筋應分別貫穿柱、梁或可靠地錨固在柱、梁內(nèi)，錨固長度不應小于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斜向鋼筋的應變值在試件破壞前達到了屈服應變，這表明在墻板中加設X斜向鋼筋對于提高強度和延性有一定的作用。

計算斜撐鋼筋面積時，假設墻板的全部剪力均由墻板中的斜撐來承擔。每根暗撐應由2根縱向鋼筋組成，縱筋直徑不應小于14mm，計算時，考慮拉壓相等，其總面積AS應按下公計算：

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)的長度不應小于laE，非抗震設計時，laE可取la；抗震設計時laE宜取1.15laE。兩個方向斜撐的縱向鋼筋均應采用矩形箍筋或螺旋箍筋綁成一體，箍筋直徑不應小于8mm，箍筋間距不用大于200mm，端部加密區(qū)不應大于100mm，加密區(qū)的長度不應小于600mm及剪力墻墻板厚度的2倍。剪力墻墻板的混凝土強度等級宜與邊框柱相同，且混凝土強度等級不應低于C20。在墻板和樓板連接處要特別加強抗剪構造，應將墻中鋼筋分別伸入上、下樓板中并按有關規(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。墻板的其它抗震構造要求應滿足框架剪力墻結(jié)構中剪力墻的規(guī)定要求。

五、錯列剪力墻結(jié)構中樓板的構造要求

樓板應采用現(xiàn)澆，其混凝土強度等級不應小于C25，板厚在滿足強度和變形的同時，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，易進入屈服，它們在支座處將受到較大的正、負彎矩和剪力，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計所要求的延性。

在樓板縱向外邊緣設置連續(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)構在縱向具有足夠的抗側(cè)剛度和抗震能力。

參考文獻：

[1]唐興榮，特殊和復雜高層建筑結(jié)構設計，北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[2]高層建筑混凝土結(jié)構技術規(guī)程JGJ 3-2002，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.