結(jié)合PKPM探討如何合理的配置剪力墻邊緣構(gòu)件縱筋

劉洧驥

(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 四川 成都 610072)

結(jié)合PKPM探討如何合理的配置剪力墻邊緣構(gòu)件縱筋

劉洧驥

(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 四川 成都 610072)

通過(guò)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計(jì)并結(jié)合常用房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件 PKPM 對(duì)其中剪力墻邊緣構(gòu)件的縱筋配筋方法進(jìn)行一些總結(jié)，供結(jié)構(gòu)工程師參考。

PKPM；剪力墻；邊緣構(gòu)件

0 引言

剪力墻結(jié)構(gòu)由于其側(cè)向剛度大，水平荷載作用下側(cè)移小的受力特性，而廣泛應(yīng)用于各類多、高層建筑。在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中邊緣構(gòu)件的合理設(shè)計(jì)是保證剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下可靠度的一個(gè)要點(diǎn)。在一定的軸壓比限定下，剪力墻結(jié)構(gòu)中邊緣構(gòu)件的設(shè)置使得整體結(jié)構(gòu)在水平力作用下具有足夠的延性，進(jìn)而保證整體結(jié)構(gòu)在水平力作用下具有足夠的可靠度。本文結(jié)合常用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件PKPM對(duì)剪力墻邊緣構(gòu)件縱向鋼筋的配置方法進(jìn)行一些總結(jié)，供結(jié)構(gòu)工程師參考。

1 規(guī)范要求

現(xiàn)行規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010-2010）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2010）及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）中均對(duì)剪力墻邊緣構(gòu)件縱筋配置進(jìn)行了要求；根據(jù)規(guī)范要求剪力墻結(jié)構(gòu)底層墻肢軸壓比大于規(guī)定值（具體要求詳規(guī)范要求）時(shí)應(yīng)在加強(qiáng)部位及其相鄰上一層設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，其余部分應(yīng)設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件?，F(xiàn)以《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）為例，兩種邊緣構(gòu)件的配筋區(qū)域及配筋形式和數(shù)量均不同( 圖1、2)。其中構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配筋要求見(jiàn)表1，約束邊緣構(gòu)件的配筋要求見(jiàn)表2。

圖一 剪力墻構(gòu)造邊緣構(gòu)件范圍

圖二 剪力墻約束邊緣構(gòu)件范圍

表一 剪力墻構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配筋要求

表二 剪力墻約束邊緣構(gòu)件的配筋要求

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，邊緣構(gòu)件的縱筋配置須滿足構(gòu)造要求即規(guī)范條文要求的最低值，同時(shí)應(yīng)滿足計(jì)算值。邊緣構(gòu)件鋼筋的合理配置應(yīng)正確的理解設(shè)計(jì)軟件的計(jì)算結(jié)果。

2 PKPM實(shí)例分析計(jì)算（as，圖形）

通過(guò)PKPM軟件分析結(jié)果中的“WPJ文件”以及“邊緣構(gòu)件簡(jiǎn)圖”中均能獲取邊緣構(gòu)件的配筋信息，而兩者的數(shù)據(jù)結(jié)果存在差異且相互關(guān)聯(lián)，“邊緣構(gòu)件簡(jiǎn)圖”中計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果是在“WPJ文件”中計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上考慮構(gòu)造配筋之后的結(jié)果。下面以某工程實(shí)例為依據(jù)，對(duì)PKPM的計(jì)算假定進(jìn)行討論。

此工程實(shí)例是位于四川省瀘定縣的某高層住宅，此地區(qū)地震烈度為 8度（0.2g），場(chǎng)地類別Ⅱ類。此住宅設(shè)一層地下室，房屋高度 38.750m，抗震等級(jí)二級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防。此工程標(biāo)準(zhǔn)層布置如下圖所示：

圖2.1 結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層布置

現(xiàn)以第二層H軸交5軸局部墻肢為例進(jìn)行分析。其“WPJ文件”與“邊緣構(gòu)件簡(jiǎn)圖”中計(jì)算結(jié)果如下圖所示：

圖2.2 WPJ文件結(jié)果以及邊緣構(gòu)件信息

墻肢1構(gòu)件設(shè)計(jì)驗(yàn)算信息如下：

墻肢2構(gòu)件設(shè)計(jì)驗(yàn)算信息如下：

對(duì)比墻肢2的計(jì)算結(jié)果，WPJ文件中邊緣構(gòu)件配筋面積為648mm2，而邊緣構(gòu)件信息中計(jì)算配筋為723mm2。根據(jù)高規(guī)7.2.8及混凝土規(guī)范6.2.19式可以推斷墻身分布鋼筋計(jì)入的的范圍為 h0-a/s，程序計(jì)算時(shí) 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(qiáng)度差異的情況下可得：648+200x200x0.25%x270/360=723。

同時(shí)根據(jù)構(gòu)件驗(yàn)算信息可見(jiàn)：墻肢 1在程序計(jì)算時(shí)其鋼筋合理點(diǎn)距離墻肢邊緣的距離為40mm。這是由于PKPM在墻肢計(jì)算時(shí)依據(jù)規(guī)范原則“抗震墻的墻肢長(zhǎng)度不大于墻厚的3倍時(shí)，應(yīng)按柱的有關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算”。而墻肢2由于墻肢長(zhǎng)度大于墻厚的3倍，且邊緣構(gòu)件陰影區(qū)長(zhǎng)度為400mm，此段墻肢程序計(jì)算時(shí)其鋼筋合力點(diǎn)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(jù)以上對(duì)程序假定的分析可見(jiàn)，在設(shè)計(jì)邊緣構(gòu)件時(shí)首先應(yīng)以PKPM“邊緣構(gòu)件簡(jiǎn)圖”中的配筋結(jié)果為依據(jù)，其次應(yīng)縱筋的布置應(yīng)與規(guī)范公式及程序計(jì)算假定對(duì)應(yīng)，縱筋應(yīng)均勻分布在兩倍as的范圍內(nèi)。

當(dāng)墻肢長(zhǎng)度不大于墻厚的3倍時(shí)，在PKPM軟件計(jì)算時(shí)取as=40mm，如下圖所示：

圖3.1 縱筋布置范圍示意圖一

當(dāng)墻肢長(zhǎng)度大于墻厚的3倍時(shí)，PKPM計(jì)算時(shí)as=L/2（L為暗柱長(zhǎng)度），此類情況在規(guī)范要求的陰影區(qū)范圍內(nèi)均勻布置縱筋即可。在實(shí)際工程中尚應(yīng)注意以下情況，當(dāng)相鄰暗柱距離較近時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中常常將二者合并為一個(gè)暗柱，合并后的暗柱縱筋布置仍應(yīng)滿足計(jì)算假定，在兩端原暗柱范圍內(nèi)縱筋面積須滿足計(jì)算值，如下圖所示：

圖3.1 縱筋布置范圍示意圖二

結(jié)束語(yǔ):

邊緣構(gòu)件作為剪力墻最主要的受力部位之一，在保證結(jié)構(gòu)延性方面起到重要作用，結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)保證其鋼筋配置的合理性。工程師在具體設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)計(jì)算軟件的計(jì)算假定及規(guī)范要求的進(jìn)行充分理解，在此基礎(chǔ)上本文根據(jù)工程總結(jié)提出的邊緣構(gòu)件配筋縱筋的配置方法是較為合理的。

[1]SATWE用戶手冊(cè)及技術(shù)條件，2011

[2]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）

[3]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ 3-2010）

[4]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。