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第五講(二)剪力墻結(jié)構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計(jì)與構(gòu)造-文庫吧

2024-12-29 19:19 本頁面


【正文】 60mm;底部加強(qiáng)區(qū)截面厚度不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/1 6,且不應(yīng)小于200mm。當(dāng)無端柱或翼墻一字形剪力墻時(shí),厚度不應(yīng)小于層高的1/15,且不應(yīng)小于220mm。無端柱或翼墻的底部加強(qiáng)區(qū)截面厚度不宜小于層高的1/12。 2)按三、四級(jí)抗震等級(jí)和非抗震設(shè)計(jì)的剪力墻,厚度不應(yīng)小于樓層高度的l/25,且不應(yīng)小于160mm。其底部加強(qiáng)區(qū)厚度不宜小于層高或剪力墻無支長度的1/20.且不宜小于160mm。 3)當(dāng)墻厚不能滿足上述1)、2)款時(shí),可按下列要求驗(yàn)算:①剪力墻墻肢應(yīng)滿足下式的穩(wěn)定要求:②剪力墻墻肢計(jì)算長度應(yīng)按下式采用:式中:為墻肢計(jì)算長度系數(shù),h為墻肢所在樓層的層高。 ③墻肢計(jì)算長度系數(shù)應(yīng)根據(jù)墻肢的支承條件按下列公式計(jì)算:4)剪力墻井筒中,分隔電梯井或管道井的墻厚度可適當(dāng)減小,但不應(yīng)小于160mm。(9)為減少上下剪力墻的偏心,內(nèi)墻厚度變化宜兩側(cè)同時(shí)內(nèi)收。為保持外墻面而平整,樓梯間墻為上下完整,電梯井墻為安裝電梯方便,可以一側(cè)內(nèi)收。 (10)剪力墻的門窗洞口宜對(duì)齊,成列布置,形成明確的墻肢和連梁。洞口設(shè)置應(yīng)避免墻肢剛度相差懸殊??拐鹪O(shè)計(jì)時(shí),一、二、三級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻底部加強(qiáng)部位不應(yīng)采用錯(cuò)洞墻,一、二、三級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻底部加強(qiáng)部位均不宜采用疊合錯(cuò)洞墻。當(dāng)必須錯(cuò)洞時(shí),洞口錯(cuò)開距離不宜小于2m,并應(yīng)設(shè)置暗框架(見下圖)。底層局部有錯(cuò)洞墻時(shí),應(yīng)在一、二層形成暗框架,將底層墻的暗柱伸入二層。二層的洞口下邊設(shè)暗梁。(11)高層剪力墻結(jié)構(gòu),當(dāng)采用預(yù)制圓孔板、預(yù)制大樓板等預(yù)制裝配式樓板時(shí),剪力墻厚度不宜小于160mm。預(yù)制板板縫寬度不宜小于40mm,板縫大于60mm時(shí)應(yīng)在板縫內(nèi)配置鋼筋。 有抗震設(shè)防時(shí),高度大于50m的剪力墻結(jié)構(gòu)中,宜采用現(xiàn)澆樓板或裝配整體式疊合樓板。 (12)高層剪力墻結(jié)構(gòu)在平面中,門窗洞口距墻邊距離一般要求宜按下圖所示。應(yīng)避免三個(gè)以上洞集中于同一十字交叉墻附近。 (13)高層剪力墻結(jié)構(gòu)的女兒墻宜采用現(xiàn)澆。當(dāng)采用預(yù)制女兒墻板時(shí),且拼接板縫應(yīng)設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土小柱。 屋頂局部突出的電梯機(jī)房、樓梯間、水箱間等小房墻體,應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土,且盡量使下部剪力墻延伸,不得采用磚砌體結(jié)構(gòu)。 (11)高層剪力墻結(jié)構(gòu),當(dāng)在頂層設(shè)置大房間而將部分剪力墻去掉時(shí),大房間應(yīng)盡量設(shè)在結(jié)構(gòu)單元的中間部位。樓板和屋頂板宜采用現(xiàn)澆或其他整體性好的樓板,板厚不宜小于180mm,配筋按轉(zhuǎn)換層要求。當(dāng)設(shè)屋頂梁時(shí),為保證剪力墻有足夠的承壓承載力,可將梁做成寬梁。二、墻肢正截面受彎承載力計(jì)算剪力墻屬于偏心受壓或偏心受拉構(gòu)件。它的特點(diǎn)是:截向呈片狀(截面高度遠(yuǎn)大于截面厚度);墻板內(nèi)配有均勻的豎向分布鋼筋。通過試驗(yàn)可見,這些分布鋼筋都能參加受力,對(duì)抵抗彎矩有一定作用,計(jì)算中應(yīng)加以考慮。但是,由于豎向分布鋼筋都比較細(xì)(多數(shù)在ф12以下),容易產(chǎn)生壓屈現(xiàn)象,所以計(jì)算時(shí)忽略受壓區(qū)分布鋼筋作用,使設(shè)計(jì)偏于安全。 和柱一樣,墻肢也可根據(jù)破環(huán)形態(tài)不同分為大偏心受壓、小偏心受壓、大偏心受拉和小偏心受拉等四種情況。根據(jù)平截面假定及極限狀態(tài)下截面應(yīng)力分布假定,并進(jìn)行簡化后得到截面計(jì)算公式。大偏心受壓承載力計(jì)算公式()根據(jù)平截面假定,當(dāng)時(shí),構(gòu)件為大偏心受壓,平衡配筋的受壓區(qū)高度為:大偏心受壓時(shí),極限狀態(tài)下截面應(yīng)變狀態(tài)如下圖所示。受拉鋼筋應(yīng)力,分布鋼筋達(dá)到屈服應(yīng)力,下圖所示為端部鋼筋受壓區(qū)混凝土及經(jīng)過簡化處理的分布鋼筋應(yīng)力分布。除了未考慮受壓區(qū)的分布筋外,在中和軸附近的分布鋼筋應(yīng)力較小,也不計(jì)入,因此,只計(jì)算范圍內(nèi)的分布筋,并認(rèn)為它們都達(dá)到了屈服應(yīng)力。根據(jù)平衡條件,可寫出和兩個(gè)方程式。在矩形截面中,對(duì)混凝土受壓區(qū)中心取矩可得:對(duì)下式進(jìn)行變形、整理得:設(shè)計(jì)時(shí)要求:即:其中:小偏心受壓承載力計(jì)算()在小偏心受壓時(shí),截面全部受壓或大部分受壓,受拉部分的鋼筋未達(dá)到屈服應(yīng)力。因此所有分布鋼筋都不計(jì)入抗彎。這時(shí),剪力墻截面的抗彎承載力計(jì)算和柱子相同,如下圖所示,計(jì)算基本公式為:受拉鋼筋應(yīng)力根據(jù)平截面假定確定,為簡化計(jì)算,可以采用下述公式:其中:得:在小偏心受壓時(shí),要求驗(yàn)算剪力墻平面外的穩(wěn)定,此時(shí),按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算。新《高層規(guī)范》矩形、T形、I形偏心受壓剪力墻肢正截面受壓承載力公式持久、短暫設(shè)計(jì)狀況當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)地震設(shè)計(jì)狀況3.偏心受拉承載力計(jì)算當(dāng)墻肢截面承受拉時(shí),由偏心距大小判別其屬于大偏心受拉還是小偏心受拉:在大偏心受拉情況下(見下圖),截面部分受壓,極限狀態(tài)下的截面應(yīng)力分布與大偏心受壓相同,忽略壓區(qū)及中和軸附近分布鋼筋作用的假定也相同。因而,基本計(jì)算公式與大偏心受壓相似,僅軸力的符號(hào)不同,即:因此,在對(duì)稱配筋時(shí),計(jì)算公式與大偏心受壓相似,僅軸力的有關(guān)項(xiàng)需變號(hào):考慮地震作用或不考慮地震作用,正截面抗彎承載力的計(jì)算公式都是相同的。但必須注意,在考慮地震作用時(shí),承載力計(jì)算公式要采用承載力抗震調(diào)整系數(shù),即在各類情況中的承載力驗(yàn)算公式右邊都要乘以。矩形截面偏心受拉剪力墻的正截面受拉承載力公式:持久、短暫設(shè)計(jì)狀況地震設(shè)計(jì)狀況三、墻肢斜截面抗剪承載力計(jì)算 剪力墻中斜裂縫出現(xiàn)可能有兩種情況。一是由彎曲受拉邊緣先出現(xiàn)水平裂縫,然后向傾斜方向發(fā)展成為斜裂縫;另一是因腹板中部主拉應(yīng)力過大而出現(xiàn)斜向裂縫,然后向兩邊緣發(fā)展。 斜裂縫出現(xiàn)后的剪切破壞可能有以下三種情況: (1)當(dāng)無腹部鋼筋或腹部鋼筋過少時(shí),斜裂縫一旦出現(xiàn),很快會(huì)形成一條主裂縫,使構(gòu)件劈裂而喪失承載能力。為避免這類剪拉破壞的主要措施是配置必需的腹部鋼筋。 (2)當(dāng)配置足夠的腹部鋼筋時(shí),腹部鋼筋可抵抗斜裂縫的開展。隨著裂縫逐步擴(kuò)大,混凝土受剪的區(qū)域減小,最后在壓應(yīng)力及剪應(yīng)力的共同作用下,混凝土破碎而喪失承載能力。剪力墻抗剪鋼筋計(jì)算主要是建立在這種破壞形態(tài)的基礎(chǔ)上的。 (3)當(dāng)剪力墻截間過小或混凝土強(qiáng)度等級(jí)選擇不恰當(dāng)時(shí),截面剪應(yīng)力過高,腹板中較早出現(xiàn)斜裂縫。盡管按照計(jì)算需要可以配置許多腹部鋼筋,但過多的腹部鋼筋并不能允分發(fā)揮作用——鋼筋應(yīng)力較小時(shí),混凝土就被剪壓破壞。這種破壞只能用加入混凝土截面或提高混凝土等級(jí)來防止,在設(shè)計(jì)中則從限制截面的剪壓比體現(xiàn)這一要求??辜舫休d力計(jì)算公式 剪力墻腹板中存在豎向及水平分布鋼筋,兩者對(duì)抵抗斜裂縫都有作用,它們各自作用的大小與剪跨比、斜裂縫傾斜度有關(guān)。但是在設(shè)計(jì)中,通常將兩者的功能分開:豎向分布筋抵抗彎矩,而水平分布筋抵抗剪力。因此.斜截面抗剪承載力計(jì)算的主要目的是在已定的截面尺寸及混凝土等級(jí)下,計(jì)算水平分布筋的面積。 由試驗(yàn)可知,截面上存在一定的軸向壓力對(duì)抗剪承載力是有利的,而軸向拉力會(huì)減小斜截面抗剪承載力。此外,在反復(fù)荷載作用下,抗剪承
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