剪力墙这种构件,在概念上不考虑承担墙肢平面外的弯矩和剪力,而在平面内,如果弯矩大轴力小,那么就会可能形成大偏压,也就是说,竖向钢筋会受拉。竖向钢筋有两种,即边缘构件的纵筋和竖向分布筋,两者是共同受拉的,所以竖向分布筋的配筋状况,会影响剪力墙的受弯承载力,并且影响边缘构件的配筋。剪力墙的受力可以简单地归纳如下:竖向压力由混凝土和墙身竖向分布筋承担;平面内弯矩引起的竖向拉力由边缘构件纵筋主要承担,墙身竖向分布筋辅助承担;平面内水平剪力由混凝土和墙身水平分布筋承担,这种情况下水平分布筋受拉。剪力墙不考虑承担平面外的弯矩和剪力,所以一定要有平面外弯矩作用在墙肢上的时候,需要特别构造措施和补充计算。
为什么双肢剪力墙设计时应尽可能避免出现墙肢小偏心受拉情况
如果双肢剪力墙中的一个墙肢出现小偏心受拉,该墙肢可能会出现水平通缝而产生严重消弱其抗剪能力,抗侧刚度也严重退化,由荷载产生的剪力将全部转移到另一个墙肢而导致另一墙肢抗剪承载力不足。因此,应尽可能避免出现墙肢小偏心受拉情况。当墙肢出现大偏心受拉时,墙肢极易出现裂缝,使其刚度退化,剪力将在墙肢中重分配,此时,可将另一受压墙肢按弹性计算的剪力设计值,乘以1.25的增大系数后计算水平钢筋,以提高其受剪承载力。注意,在地震作用的反复荷载下,两个墙肢都要增大设计剪力。
剪力墙结构中,分布钢筋的作用是什么?构造要求是哪些
分布钢筋的作用:
1、使剪力墙有一定的延性,破坏前有明显的位移和预兆,防止突然脆性破坏;
2、当混凝土受剪破坏后,钢筋仍有足够的抗剪能力,剪力墙不会突然倒塌;
3、减少和防止产生温度裂缝;
4、当因施工拆模或其他原因使剪力墙产生裂缝时,能有效地控制裂缝继续发展。
构造要求:
1、一、二、三级抗震等级的剪力墙的水平和竖向分布钢筋配筋率均不应小于0.25%;四级抗震等级剪力墙不应小于0.2%,分布钢筋间距不应大于300mm;其直径不应小于8mm。
2、剪力墙厚度大于140mm时,其竖向和水平分布钢筋应采用双排钢筋;双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于600mm,且直径不应小于6mm。
结构形式的特点是:
1、结合建筑平面,利用间隔墙位置来布置竖向构件,基本上不与建筑使用功能发生矛盾;
2、墙的数量可多可少,肢长可长可短,主要视抗侧力的需要而定,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置;
3、能灵活布置,可选择的方案较多,楼盖方案简单;
4、连接各墙的梁,随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内,可隐蔽;
5、根据建筑平面的抗侧刚度的需要,利用中心剪力墙,形成主要的抗侧力构件,较易满足刚度和强度要求。
剪力墙和柱配筋时的问题
剪力墙为竖向受力为主,因此设计将水平筋位置设置在外侧。受力计算时设计都后会明确水平钢筋的位置。
至于在柱变截面处采用1/6或1/12要求渐变,是对结构的构造要求。如在变截面处变化幅度小的就要求渐变,以不影响主筋损耗,也能省钢筋;如在变截面处变化幅度过大就要采取互锚的方式处理了,所用钢筋也就相应长了。这此在国家图集上都有做法。这都是在实践中给证明了的安全、经济等因素。现实中发现的作法会很少去按规定渐变,也有不管浪费钢筋而采用锚固的方法,那是现成操作人员就哪个省时省心的一种选择。
简要说明剪力墙的水平分布钢筋和竖向分布钢筋的主要受力作用
在结构设计受力分析计算时,不考虑构造钢筋和分布钢筋受力,但在钢筋混凝土结构中不存在绝对不受力的钢筋,构造钢筋和分布钢筋有其自身的重要功能,在节点内通常有满足构造锚固长度、端部是否弯钩等要求;在杆件内通常有满足构造搭接长度、布置起点、端部是否弯钩等要求。分布钢筋通常为与板中受力钢筋绑扎、直径较小、不考虑其受力的钢筋。
应当说明的是,习惯上所说的剪力墙,就是《建筑抗震设计规范》GB50011-2001里的抗震墙,称其钢筋为“水平分布”筋和“竖向分布”筋是历史沿袭下来的习惯,其实剪力墙的水平分布筋和竖向分布筋均为受力钢筋,其连接、锚固等构造要求均有明确的规定,应予以严格执行。
剪力墙主要承担平行于墙面的水平荷载和竖向荷载作用,对平面外的作用抗力有限。由此分析,剪力墙的水平分布筋在竖向分布筋的外侧和内面都是可以的。因此,“比较方便的钢筋施工位置”(由外到内)是:第一层,剪力墙水平钢筋;第二层,剪力墙的竖向钢筋和暗梁的箍筋(同层);第三层,暗梁的水平钢筋。剪力墙的竖筋直钩位置在屋面板的上部。
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