结合PKPM探讨如何合理的配置剪力墙边缘构件纵筋

2016-04-27刘洧骥

四川水泥 2016年10期

关键词：墙肢纵筋剪力墙

刘洧骥

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都 610072)

结合PKPM探讨如何合理的配置剪力墙边缘构件纵筋

刘洧骥

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都 610072)

通过对剪力墙结构房屋的设计并结合常用房屋结构设计软件 PKPM 对其中剪力墙边缘构件的纵筋配筋方法进行一些总结，供结构工程师参考。

PKPM；剪力墙；边缘构件

0 引言

剪力墙结构由于其侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小的受力特性，而广泛应用于各类多、高层建筑。在剪力墙结构的设计过程中边缘构件的合理设计是保证剪力墙结构在水平力作用下可靠度的一个要点。在一定的轴压比限定下，剪力墙结构中边缘构件的设置使得整体结构在水平力作用下具有足够的延性，进而保证整体结构在水平力作用下具有足够的可靠度。本文结合常用结构设计软件PKPM对剪力墙边缘构件纵向钢筋的配置方法进行一些总结，供结构工程师参考。

1 规范要求

现行规范《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）及《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）中均对剪力墙边缘构件纵筋配置进行了要求；根据规范要求剪力墙结构底层墙肢轴压比大于规定值（具体要求详规范要求）时应在加强部位及其相邻上一层设置约束边缘构件，其余部分应设置构造边缘构件。现以《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）为例，两种边缘构件的配筋区域及配筋形式和数量均不同( 图1、2)。其中构造边缘构件的配筋要求见表1，约束边缘构件的配筋要求见表2。

图一剪力墙构造边缘构件范围

图二剪力墙约束边缘构件范围

表一剪力墙构造边缘构件的配筋要求

表二剪力墙约束边缘构件的配筋要求

在设计过程中，边缘构件的纵筋配置须满足构造要求即规范条文要求的最低值，同时应满足计算值。边缘构件钢筋的合理配置应正确的理解设计软件的计算结果。

2 PKPM实例分析计算（as，图形）

通过PKPM软件分析结果中的“WPJ文件”以及“边缘构件简图”中均能获取边缘构件的配筋信息，而两者的数据结果存在差异且相互关联，“边缘构件简图”中计算数据结果是在“WPJ文件”中计算结果的基础上考虑构造配筋之后的结果。下面以某工程实例为依据，对PKPM的计算假定进行讨论。

此工程实例是位于四川省泸定县的某高层住宅，此地区地震烈度为 8度（0.2g），场地类别Ⅱ类。此住宅设一层地下室，房屋高度 38.750m，抗震等级二级，标准设防。此工程标准层布置如下图所示：

图2.1 结构标准层布置

现以第二层H轴交5轴局部墙肢为例进行分析。其“WPJ文件”与“边缘构件简图”中计算结果如下图所示：

图2.2 WPJ文件结果以及边缘构件信息

墙肢1构件设计验算信息如下：

墙肢2构件设计验算信息如下：

对比墙肢2的计算结果，WPJ文件中边缘构件配筋面积为648mm2，而边缘构件信息中计算配筋为723mm2。根据高规7.2.8及混凝土规范6.2.19式可以推断墙身分布钢筋计入的的范围为 h0-a/s，程序计算时 a/s=200（暗柱的尺寸的一半）。在考虑分布钢筋与暗柱纵筋的强度差异的情况下可得：648+200x200x0.25%x270/360=723。

同时根据构件验算信息可见：墙肢 1在程序计算时其钢筋合理点距离墙肢边缘的距离为40mm。这是由于PKPM在墙肢计算时依据规范原则“抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的3倍时，应按柱的有关要求进行计算”。而墙肢2由于墙肢长度大于墙厚的3倍，且边缘构件阴影区长度为400mm，此段墙肢程序计算时其钢筋合力点距离墙肢边缘的距离为200mm。

3、合理配置边缘配筋纵筋的具体建议

根据以上对程序假定的分析可见，在设计边缘构件时首先应以PKPM“边缘构件简图”中的配筋结果为依据，其次应纵筋的布置应与规范公式及程序计算假定对应，纵筋应均匀分布在两倍as的范围内。

当墙肢长度不大于墙厚的3倍时，在PKPM软件计算时取as=40mm，如下图所示：

图3.1 纵筋布置范围示意图一

当墙肢长度大于墙厚的3倍时，PKPM计算时as=L/2（L为暗柱长度），此类情况在规范要求的阴影区范围内均匀布置纵筋即可。在实际工程中尚应注意以下情况，当相邻暗柱距离较近时在设计过程中常常将二者合并为一个暗柱，合并后的暗柱纵筋布置仍应满足计算假定，在两端原暗柱范围内纵筋面积须满足计算值，如下图所示：