如何解決鋼筋混凝土剪力墻連梁超筋問題

【摘 要】通過調(diào)整結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)措施，把結(jié)構(gòu)模型中連梁超筋部分，解決在豎向荷載下，連梁不僅滿足要求，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)在多遇地震下滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中的抗震構(gòu)造計(jì)算。

【關(guān)鍵詞】開縫連梁；剛度折減；結(jié)構(gòu)方案；配筋

在框剪及剪力墻結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)工程師經(jīng)常遇到剪力墻連梁縱筋和箍筋超筋現(xiàn)象，即使結(jié)構(gòu)工程師在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，剪力墻的連梁按《高規(guī)》5.2.1條剛度折減取最小值0.5，也會(huì)存在抗剪截面不足的現(xiàn)象。若按軟件計(jì)算出的配筋，縱筋和箍筋均配置過多，使連梁在地震力作用下，反而吸收太多的地震力，使連梁破壞，而退出工作，而與之相連的剪力墻由于配筋過小或剛度太小而隨之破壞。所以連梁配筋太多，這不僅僅是浪費(fèi)，而且可能使結(jié)構(gòu)存在安全隱患。所以遇到連梁超筋，可采用以下措施：

（1）減小連梁截面高度或把連梁分成兩部分(連梁中間用泡沫板或保溫板填塞)形成開縫連梁。連梁截面可以調(diào)整為僅能承受豎向荷載作用，此時(shí)可能使梁跨高比不小于5時(shí)，按《高規(guī)》7.1.3條，連梁宜按框架梁設(shè)計(jì)。當(dāng)梁跨高比小于5時(shí)按《高規(guī)》7.2.22和7.2.23條設(shè)計(jì)。

（2）在調(diào)整結(jié)構(gòu)模型中，若存在較多的連梁截面不足時(shí)，應(yīng)調(diào)整結(jié)構(gòu)方案。在內(nèi)力計(jì)算時(shí)，若連梁剛度已折減為0.5，此時(shí)需要注意連梁的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值不應(yīng)低于使用狀態(tài)下的值，也不宜低于設(shè)防烈度低一級(jí)的地震作用組合所得的彎矩和剪力設(shè)計(jì)值。其目的是避免在正常使用條件小或較小的地震作用下連梁出現(xiàn)裂縫。

（3）當(dāng)按①②措施不能解決時(shí)，連梁破壞對(duì)承受豎向荷載無明顯影響時(shí)，可采用設(shè)虛梁方式，或梁兩端點(diǎn)為鉸接。按獨(dú)立墻肢計(jì)算簡圖進(jìn)行二次多遇地震作用下的內(nèi)力分析，墻肢配筋取兩次計(jì)算的較大值，這種情況下往往使墻肢的內(nèi)力及配筋加大，可保證墻肢的安全。

當(dāng)采用第三種措施時(shí)可以按地震設(shè)計(jì)狀態(tài)驗(yàn)算連梁的縱筋和箍筋。現(xiàn)在就如何滿足正常使用通過手算復(fù)核梁的配筋，滿足地震設(shè)計(jì)的要求。

1 連梁箍筋的復(fù)核：

根據(jù)《高規(guī)》7.2.22和7.2.23條推出最大配箍量

當(dāng)跨高比大于2.5的連梁

V≤ ①

V≤②

當(dāng)跨高比不大于2.5的連梁

V≤ ③

V≤④

由①②得當(dāng)跨高比大于2.5時(shí)： ⑤

由③④得當(dāng)跨高比不大于2.5時(shí)： ⑥

2 連梁縱筋的復(fù)核：

一、二、三級(jí)剪力墻連梁由《高規(guī)》7.2.21-1得

V=⑦

由于連梁上部只承受樓板傳來的荷載，荷載很小，故在這里忽略計(jì)算。

當(dāng)跨高比大于2.5的連梁將①帶入⑦得=0.118

其中取1.04帶入上式得=0.122 ⑧

當(dāng)跨高比不大于2.5的連梁將③帶入⑦得=0.092 ⑨

9度時(shí)一級(jí)剪力墻連梁由《高規(guī)》7.2.21-2得

V=⑩

當(dāng)跨高比大于2.5的連梁將①帶入⑩得=0.080

其中取1.04帶入上式得=0.083 （11）

當(dāng)跨高比不大于2.5的連梁將③帶入⑦得=0.062 （12）

根據(jù)⑧、⑨、⑾、⑿、計(jì)算的的縱向受力鋼筋應(yīng)滿足《高規(guī)》表7.2.24和表7.2.25最大和最小配筋率的要求。下面用實(shí)例驗(yàn)算上面的公式。

例1：剪力墻抗?fàn)幍燃?jí)為一級(jí)，C40，=1100，××450，SATWE的配筋結(jié)果為：

箍筋（HPB300）:13.0cm2;縱筋（HRB400）:上鐵27-3-32，下鐵27-16-32

確定配筋如下：

＝＝35mm，跨高比=1100/450= 2.44＜2.5，根據(jù)公式⑥得=2.06

實(shí)配箍筋φ12@100(2)，實(shí)=226㎜2

縱筋計(jì)算：根據(jù)公式⑾=0.083得=931㎜2。

實(shí)配3φ18， 實(shí)=763㎜2

ρ＜ρ=/×=0.84%＜ρ，滿足《高規(guī)》表7.2.24和表7.2.25。

經(jīng)這樣核算剪力墻不僅能滿足豎向荷載承載力還能滿足抗震要求。

根據(jù)上面公式⑤、⑥、⑾、⑿也可以制成表格使用。使用表格時(shí)注意、、，單位均為mm，表中箍筋及縱筋均為最小配置，選擇直徑時(shí)可以略大，表中箍筋間距按100mm計(jì)算，如設(shè)計(jì)時(shí)采用其他值，可以采用表中數(shù)值乘以s/100計(jì)算。表中縱筋、為最大配筋面積，為保證連梁“強(qiáng)剪弱彎”的原則，故選筋時(shí)至少滿足無抗震要求（即按簡支梁計(jì)算的最大縱筋），且配筋也不要接近最大值。

作者簡介：

郭炳云（1974- ），女，漢族，河北省衡水市故城縣人，工作單位：新地能源工程技術(shù)有限公司，職稱：中級(jí)，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)。