結合PKPM探討如何合理的配置剪力墻邊緣構件縱筋

劉洧驥

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司 四川 成都 610072)

結合PKPM探討如何合理的配置剪力墻邊緣構件縱筋

劉洧驥

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司 四川 成都 610072)

通過對剪力墻結構房屋的設計并結合常用房屋結構設計軟件 PKPM 對其中剪力墻邊緣構件的縱筋配筋方法進行一些總結，供結構工程師參考。

PKPM；剪力墻；邊緣構件

0 引言

剪力墻結構由于其側向剛度大，水平荷載作用下側移小的受力特性，而廣泛應用于各類多、高層建筑。在剪力墻結構的設計過程中邊緣構件的合理設計是保證剪力墻結構在水平力作用下可靠度的一個要點。在一定的軸壓比限定下，剪力墻結構中邊緣構件的設置使得整體結構在水平力作用下具有足夠的延性，進而保證整體結構在水平力作用下具有足夠的可靠度。本文結合常用結構設計軟件PKPM對剪力墻邊緣構件縱向鋼筋的配置方法進行一些總結，供結構工程師參考。

1 規范要求

現行規范《混凝土結構設計規范》（GB 50010-2010）、《建筑抗震設計規范》（GB 50011-2010）及《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）中均對剪力墻邊緣構件縱筋配置進行了要求；根據規范要求剪力墻結構底層墻肢軸壓比大于規定值（具體要求詳規范要求）時應在加強部位及其相鄰上一層設置約束邊緣構件，其余部分應設置構造邊緣構件。現以《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）為例，兩種邊緣構件的配筋區域及配筋形式和數量均不同( 圖1、2)。其中構造邊緣構件的配筋要求見表1，約束邊緣構件的配筋要求見表2。

圖一 剪力墻構造邊緣構件范圍

圖二 剪力墻約束邊緣構件范圍

表一 剪力墻構造邊緣構件的配筋要求

表二 剪力墻約束邊緣構件的配筋要求

在設計過程中，邊緣構件的縱筋配置須滿足構造要求即規范條文要求的最低值，同時應滿足計算值。邊緣構件鋼筋的合理配置應正確的理解設計軟件的計算結果。

2 PKPM實例分析計算（as，圖形）

通過PKPM軟件分析結果中的“WPJ文件”以及“邊緣構件簡圖”中均能獲取邊緣構件的配筋信息，而兩者的數據結果存在差異且相互關聯，“邊緣構件簡圖”中計算數據結果是在“WPJ文件”中計算結果的基礎上考慮構造配筋之后的結果。下面以某工程實例為依據，對PKPM的計算假定進行討論。

此工程實例是位于四川省瀘定縣的某高層住宅，此地區地震烈度為 8度（0.2g），場地類別Ⅱ類。此住宅設一層地下室，房屋高度 38.750m，抗震等級二級，標準設防。此工程標準層布置如下圖所示：

圖2.1 結構標準層布置

現以第二層H軸交5軸局部墻肢為例進行分析。其“WPJ文件”與“邊緣構件簡圖”中計算結果如下圖所示：

圖2.2 WPJ文件結果以及邊緣構件信息

墻肢1構件設計驗算信息如下：

墻肢2構件設計驗算信息如下：

對比墻肢2的計算結果，WPJ文件中邊緣構件配筋面積為648mm2，而邊緣構件信息中計算配筋為723mm2。根據高規7.2.8及混凝土規范6.2.19式可以推斷墻身分布鋼筋計入的的范圍為 h0-a/s，程序計算時 a/s=200（暗柱的尺寸的一半）。在考慮分布鋼筋與暗柱縱筋的強度差異的情況下可得：648+200x200x0.25%x270/360=723。

同時根據構件驗算信息可見：墻肢 1在程序計算時其鋼筋合理點距離墻肢邊緣的距離為40mm。這是由于PKPM在墻肢計算時依據規范原則“抗震墻的墻肢長度不大于墻厚的3倍時，應按柱的有關要求進行計算”。而墻肢2由于墻肢長度大于墻厚的3倍，且邊緣構件陰影區長度為400mm，此段墻肢程序計算時其鋼筋合力點距離墻肢邊緣的距離為200mm。

3、合理配置邊緣配筋縱筋的具體建議

根據以上對程序假定的分析可見，在設計邊緣構件時首先應以PKPM“邊緣構件簡圖”中的配筋結果為依據，其次應縱筋的布置應與規范公式及程序計算假定對應，縱筋應均勻分布在兩倍as的范圍內。

當墻肢長度不大于墻厚的3倍時，在PKPM軟件計算時取as=40mm，如下圖所示：

圖3.1 縱筋布置范圍示意圖一

當墻肢長度大于墻厚的3倍時，PKPM計算時as=L/2（L為暗柱長度），此類情況在規范要求的陰影區范圍內均勻布置縱筋即可。在實際工程中尚應注意以下情況，當相鄰暗柱距離較近時在設計過程中常常將二者合并為一個暗柱，合并后的暗柱縱筋布置仍應滿足計算假定，在兩端原暗柱范圍內縱筋面積須滿足計算值，如下圖所示：

圖3.1 縱筋布置范圍示意圖二

結束語:

邊緣構件作為剪力墻最主要的受力部位之一，在保證結構延性方面起到重要作用，結構工程師在設計過程中應保證其鋼筋配置的合理性。工程師在具體設計中應對計算軟件的計算假定及規范要求的進行充分理解，在此基礎上本文根據工程總結提出的邊緣構件配筋縱筋的配置方法是較為合理的。

[1]SATWE用戶手冊及技術條件，2011

[2]混凝土結構設計規范（GB50010-2010）

[3]高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ 3-2010）

[4]建筑抗震設計規范（GB 50011-2010）

TU75

B

1007-6344（2016）10-0171-02

劉洧驥（1983-），男，碩士，工程師，主要從事建筑結構設計。