偏拉剪力墙的配筋设计.pdfVIP

第五届工程建设计算机应用创新论坛论文集 2015上海 偏拉剪力墙的配筋设计 刘孝国1，杜斌2 (中国建筑科学研究院PKPM设计软件事业部，北京100013；西安建博软件科技 有限公司，西安710076) 【摘要】：双肢剪力墙的墙肢在多遇地震下出现偏心受拉时，其抗震能力可能大大丧失，在设计中需引起 重视，抗规和高规对于受拉的墙肢配筋也提出了特殊的要求。本文结合SATWE软件对于墙肢的内力及配筋 的处理，对v2．1及以后版本墙体标识PL进行详细阐述，并对规范中受拉墙肢的要求做了分析，结合概念 设计提出实际工程中对于受拉剪力墙的配筋设计的建议。 【关键词】：剪力墙，偏拉，内力及配筋，SATWE软件 引言 剪力墙作为高层建筑结构中的主要抗侧力构件，既承受水平荷载作用，又承受竖向荷载 作用，在结构设计中应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承 载力验算。在集中荷载作用下，墙内无暗柱时还应进行局都受压承载力验算。如果抗震墙的 墙肢在多遇地震下出现偏心受拉时，在设防地震、罕遇地震下的抗震能力可能大大丧失，因 此在设计中应该引起足够的重视。美国伯克利加州大学所做的双肢剪力墙试验表明，当联肢 剪力墙其中的一肢出现拉力(水平荷载下的弯曲拉力超过竖向荷载下的轴力)，另一个墙肢 则轴向压力很大，大大会超过设计值。国内高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3—2010(以下 受拉的双肢剪力墙也提出了特殊的要求。作为设计中最常用的SATWE软件从2．1版本开始对 于墙肢组合内力中可能出现受拉的墙肢做了PL标识，由于对软件的处理不清楚及对规范理 解不到位，这导致一些审图机构及设计人员在实际的配筋处理中出现混乱，本文结合概念设 计、规范及软件阐述受拉墙肢的配筋问题，并对于目前软件输出结果给出一个明确的解释， 为剪力墙受拉配筋设计提供相应的建议。 1规范对受拉双肢墙的要求 高规7．2．4抗震设计的双肢剪力墙，其墙肢不宜出现小偏心受拉；当任一墙肢为偏心 受拉时，另一墙肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘以增大系数1．25。抗规6．2．7．3双肢抗 震墙中，墙肢不宜出现小偏心受拉；当任一墙肢为偏心受拉时，另一墙肢的剪力设计值、弯 矩设计值应乘以增大系数1．25。 如果双肢剪力墙中一个墙肢出现小偏心受拉，该墙肢可能会出现水平通缝而严重削弱其 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增大系数后计算水平钢筋，以提高其受剪承载力。在地 震作用的反复荷载下，双肢墙的两个墙肢都要按照增大剪力与弯矩后的内力配筋。并且，即 使多遇地震下为偏压的墙肢而设防地震下可能会转为偏拉，则其抗震能力有实质性的改变， 也需要采取相应的加强措施。 2现行设计中PKPM软件对于墙肢内力计算的处理 SATWE软件以壳元理论为基础，构造了一种通用墙元模型来模拟剪力墙，这种墙元对于 剪力墙的洞口(仅限于矩形洞)的尺寸和位置无限制，墙元不仅仅有面内的刚度，也有平面 外的刚度，可以较好的模拟实际工程中剪力墙的真是受力状态，而且墙元的每个节点都具有 216 第五届工程建设计算机应用创新论坛论文集 2015上海 空间全部六个自由度，可以方便地与空间任意梁、柱单元连接，而无需附加约束。从几何方 面讲，剪力墙有开洞和不开洞剪力墙两种类型，如图1所示。当然对于开洞的剪力墙，可以 依据洞口的尺寸、空间位置等又可以划分为不同的类型。 (a)不开洞剪力墙 (b)开洞剪力墙 图1两种典型剪力墙模型墙元示意图 由于工程中剪力墙形状复杂多变，对于网格的细分采用映射与自由剖分相结合的方法实 现自动细分。同时为解决连梁在较粗网格下刚度偏刚而导致连梁内力偏大超筋的问题，SATWE 软件对于连梁的网格做了加密处理。 对联肢剪力墙，目前设计中是分别按照墙柱和墙梁进行