剪力墻住宅轉(zhuǎn)角窗處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

李梅　孟令寧

（1.浙江新源電力工程設(shè)計(jì)有限公司安徽分公司　2.安徽電力肥西供電有限公司）

剪力墻住宅轉(zhuǎn)角窗處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

李梅1孟令寧2

（1.浙江新源電力工程設(shè)計(jì)有限公司安徽分公司2.安徽電力肥西供電有限公司）

目前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量有了較大提高，其對(duì)住房品質(zhì)有著更為嚴(yán)格的要求。通常布局較好，采風(fēng)效果好的戶(hù)型備受人們追捧，特別是轉(zhuǎn)角窗的設(shè)置。對(duì)于這種受力較為復(fù)雜的角部墻肢而言，短肢剪力墻是被經(jīng)常使用到的。然而因?yàn)樵O(shè)置了轉(zhuǎn)角窗，短肢剪力墻就被去掉了。這樣對(duì)地震結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也是非常不利的。本文首先分析了轉(zhuǎn)角窗的設(shè)置情況對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)影響，接著分析了整體計(jì)算，之后就轉(zhuǎn)角窗處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明，希望能給有關(guān)部門(mén)的工作提供參考。

剪力墻；住宅；轉(zhuǎn)角窗；結(jié)構(gòu)

1　轉(zhuǎn)角窗的設(shè)置情況對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)影響

因?yàn)檗D(zhuǎn)角窗的設(shè)置能夠給剪力墻結(jié)構(gòu)帶來(lái)一定的影響。根據(jù)墻肢的平面布置，我們可以發(fā)現(xiàn)，剛心和外墻之間存在較大的距離。這使得X、Y兩個(gè)方向的抗扭剛度過(guò)大，此時(shí)這個(gè)部分在聯(lián)系縱橫墻協(xié)同作業(yè)中，有著一定的優(yōu)勢(shì)，其同時(shí)影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)的調(diào)整。因?yàn)榻嵌葔w在開(kāi)洞之后，將會(huì)給結(jié)構(gòu)的抗震性以及抗扭剛度帶來(lái)一定的負(fù)面影響。若無(wú)法把握這種影響，容易出現(xiàn)“扭轉(zhuǎn)不規(guī)則”的狀況，這與我國(guó)相關(guān)的制度是相悖的。這是因?yàn)檗D(zhuǎn)角處在完成開(kāi)洞后，沒(méi)有創(chuàng)建處一定的約束力，加上水平方向的約束力比較單薄，如果核心筒位置有所偏移，或者總體結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)，約束力較弱的轉(zhuǎn)角處梁板將會(huì)出現(xiàn)變形。

2　整體計(jì)算分析

現(xiàn)今，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，主要使用到的軟件有TAT、SATWE、TBSA。而針對(duì)不落地窗結(jié)構(gòu)，比如最為常見(jiàn)的剪力墻做法，在平面周邊布?jí)υ龠M(jìn)行開(kāi)洞，把過(guò)梁視為連梁。這樣雖然從表面上覺(jué)得已經(jīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)狀況進(jìn)行計(jì)算，然而因?yàn)槌绦虮旧泶嬖趩?wèn)題，所以在拐角處會(huì)生成一個(gè)短肢剪力墻，其低于150mm，難以被發(fā)現(xiàn)。這種墻肢，是角窗挑梁自由端的一個(gè)支點(diǎn)，不能符合實(shí)際狀況的發(fā)展。另外，因?yàn)檫@個(gè)部分偏小，并且超筋，在受力的狀況下整體將受到破壞，加大計(jì)算的復(fù)雜性。那么，在計(jì)算轉(zhuǎn)角窗上連梁時(shí)，可以將其視為一般的框架梁考慮，它的梁高則需要按照具體狀況計(jì)算，通常不落地窗處和落地窗處分別約為1400mm、500mm。它的過(guò)梁的兩個(gè)方面都是懸挑構(gòu)件，其梁截面是一樣的。只有在兩個(gè)方向的懸挑長(zhǎng)度不一致時(shí)，才能將次梁設(shè)置為長(zhǎng)跨，短跨設(shè)置為主梁，使得主次關(guān)系鮮明。當(dāng)這兩個(gè)方向的懸挑長(zhǎng)度并沒(méi)有多大差別時(shí)，它的長(zhǎng)跨也有可能受力，我們可以認(rèn)為其在端部互為鉸接關(guān)系。這時(shí)，必須令角窗上連梁參與空間協(xié)同計(jì)算，同時(shí)再次核對(duì)結(jié)果。而對(duì)于連梁上筋，則可以根據(jù)懸挑梁完成配筋工作。加上此處的連梁互為支座，所以在梁下部存放一些底筋是很有必要的。

3　角窗相連墻肢的設(shè)計(jì)與構(gòu)造

進(jìn)行角窗設(shè)計(jì)與構(gòu)造時(shí)，要嚴(yán)格地對(duì)角窗單向?qū)挾鹊某叽邕M(jìn)行控制，確保最大邊要小于或者等于800mm。剪力墻開(kāi)間寬度應(yīng)當(dāng)控制在4.9m以?xún)?nèi)，從而在角部構(gòu)造出小開(kāi)間，對(duì)角部的剪力墻筒體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效地切除。為保障洞口邊剪力墻的安全性，還應(yīng)盡可能地設(shè)置翼墻、端柱或暗柱，為結(jié)構(gòu)的延展性以及抗震性有效改善提供必要支撐。暗柱設(shè)置時(shí)應(yīng)當(dāng)將約束邊緣構(gòu)件作為設(shè)置參考，寬度要保持與窗臺(tái)寬一致。出現(xiàn)寬度無(wú)法滿(mǎn)足要求的情況則要相應(yīng)地對(duì)墻肢厚度進(jìn)行調(diào)整，保證剪力墻截面的高厚比不得小于8。舉例說(shuō)明，3層以下墻肢的厚度通常選擇在300mm，4～18層墻肢的厚度選擇為250mm，18層及其以上墻肢厚度選擇取200mm。墻肢設(shè)計(jì)要參考應(yīng)實(shí)際的彎矩情況，柱內(nèi)受拉鋼筋要確保在相對(duì)較大的范圍內(nèi)進(jìn)行配置，正常情況下，范圍等于暗柱的寬度范圍，最常見(jiàn)的便是寬為600mm。為了簡(jiǎn)化運(yùn)算，暗柱的配筋可以采用以下的數(shù)據(jù)進(jìn)行參考使用。墻厚200～300mm，暗柱主筋采用8根22的二級(jí)鋼筋，抗震等級(jí)一級(jí)，暗柱箍筋采用8@100。墻厚300～400mm，暗柱主筋采用10根22的二級(jí)鋼筋，抗震等級(jí)二級(jí)。墻厚300～400mm，暗柱主筋采用12根22的二級(jí)鋼筋。

4　對(duì)角窗上轉(zhuǎn)角梁的設(shè)計(jì)與構(gòu)造

應(yīng)將轉(zhuǎn)角梁設(shè)置在轉(zhuǎn)角窗的上下部分。與此同時(shí)，值得關(guān)注的是，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者必須防止在這個(gè)過(guò)程中設(shè)置非落地窗。轉(zhuǎn)角梁的梁高相對(duì)自由，其允許在相應(yīng)的范圍內(nèi)適當(dāng)增高，但是其寬度必須與墻的寬度保持一致，混凝土的等級(jí)以及抗震等級(jí)應(yīng)與剪力墻的等級(jí)一一對(duì)應(yīng)。在設(shè)置轉(zhuǎn)角梁時(shí)，工作人員必須加厚上下的窗臺(tái)板，使得兩塊窗臺(tái)板與轉(zhuǎn)角梁構(gòu)成一個(gè)“[”字形梁，和端柱一起，形成一個(gè)可以通過(guò)該梁的抗扭剛度，使得剪力以及彎矩得以傳遞的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。同樣，受斜向鋼筋的加強(qiáng)雙重作用下，這個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能將會(huì)得到改善。

5　板內(nèi)暗拉梁的設(shè)計(jì)與構(gòu)造

在對(duì)板內(nèi)的暗拉梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使轉(zhuǎn)角所從屬的居室內(nèi)樓板厚度保持在150mm以下，同時(shí)盡量把方向設(shè)計(jì)為斜向。只有這樣，才能夠有效地避免扭轉(zhuǎn)應(yīng)力給轉(zhuǎn)角處的弱板扭轉(zhuǎn)造成的影響，使得局部變形、擠壞脫落的現(xiàn)象得以被控制。條件允許的情況下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)斜梁的截面高度進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾?，達(dá)到對(duì)角部縱橫墻的協(xié)同工作的能力進(jìn)行提高的同時(shí)，有效改善結(jié)構(gòu)抗扭剛度的能力。在進(jìn)行構(gòu)造時(shí)，暗梁配筋如果條件允許的話應(yīng)當(dāng)保障上下使用的配筋相同，同時(shí)配筋率盡可能的不小于45ft/fy和0.2中的相對(duì)較大的，通常進(jìn)行構(gòu)造時(shí)，會(huì)將上下的配置均設(shè)置為416，箍筋的配置情況為10@100。

[1]張景坤.剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角窗處墻體剪力分析[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2013（16）.

[2]章天恩.鋼筋混凝土高層住宅轉(zhuǎn)角窗處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].建筑結(jié)構(gòu)，2004（3）.

TU318

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1673-0038（2015）28-0027-01

2015-6-21