本文以配筋砌塊砌體為著眼點,建立在剪力墻位移延性與曲率延性間的關系的基礎上,對能夠影響剪力墻延性的因素及程度進行了較為詳細的分析與闡述,并以此作為理論支持,結合高層建筑工程實際,總結出工程項目在對剪力墻進行延性設計工作中的實用建議,使其能夠
摘要:本文以配筋砌塊砌體為著眼點,建立在剪力墻位移延性與曲率延性間的關系的基礎上,對能夠影響剪力墻延性的因素及程度進行了較為詳細的分析與闡述,并以此作為理論支持,結合高層建筑工程實際,總結出工程項目在對剪力墻進行延性設計工作中的實用建議,使其能夠在進一步完善高層建筑物施工行業的發展中作出貢獻。
關鍵詞:高層建筑 配筋砌塊砌體 剪力墻 延性
在《砌體結構設計規范》條例中新增加有有關配筋砌塊砌體剪力墻結構的規范標準,這意味著我國對于多層砌體結構體系的認識有了深層次的跨越。傳統模式下基于建筑物承載力的抗震設計方法已不再適用,墻體的變形能力有必要利用一種全新的設計方法與技術來完善。據此,下面論述高層配筋砌塊砌體剪力墻變形能力中墻延性的設計方法。
一、高層配筋砌塊砌體剪力墻延性實用設計建議
針對上文所總結出的能夠對剪力墻延性性能造成影響的因素分析,結合高層建筑施工的實際要求,筆者認為為確保整個剪力墻墻體的延性性能,在實際施工中應從以下幾點加以關注。
(一)對于工字型截面剪力墻而言,軸壓比的限度值可以建立在截面具體尺寸的基礎上,按公式:n=0.10+1.76(hf-b)/h+2(hf-b)-0.036來計算。其中n為軸壓比限度值,hf為剪力墻翼緣的寬度,h為墻體截面厚度,b為墻體截面長度。值得注意的是在實際高層建筑項目中,翼緣寬度的取值應以墻厚12倍及墻長0.6倍為限。
(二)首先,高層建筑底部塑性區域內的墻體應采用100%灌孔。其次,為提高軸壓比值,在約束邊緣構件的選取中應推行約束性的砌塊砌體(約束板、水平箍筋砌體等)或是約束性混凝土。最后、約束混凝土的強度等級應盡量與墻體截面灌孔的強度等級保持一致。
(三)一方面,當建筑施工要求剪力墻截面呈現矩形形狀且未考慮墻體約束邊緣構件時,軸壓比的具體比值應嚴格控制在0.10以內;另一方面,當添加有墻體約束邊緣構件時,軸壓比比值可以有所提高,但仍需參照配箍特征值的設計值嚴格控制在一定限度以內。
二、配筋砌塊砌體剪力墻延性的影響因素及影響程度分析
一般來說,配筋砌塊砌體墻無論是在水平還是垂直方向力作用下顯示出的破壞程度有剪切破壞與彎曲破壞兩種。其中剪切性破壞的延性數值比較低,對剪力墻施工設計的影響也不大,而彎曲性破壞過程中對剪跨比較大的需求使得相關工作人員應當對這種破壞加以著重關注。具體而言,能夠對剪力墻延性發生作用的因素有以下幾點。
(一)砌塊砌體抗壓強度對剪力墻延性的影響。這一因素對延性的影響規律同上文提高的軸壓比正好相反。砌塊砌體的抗壓強度越高,墻體延性性能越好。這意味著,在配筋砌塊砌體設計中應做到對其抗壓強度的提升,但由于這一因素對整個剪力墻延性的影響比較大,因此在整體設計過程中對這部分因素的控制應在不影響其他因素的基礎上進行,居于次要輔助地位。
(二)砌塊砌體極限壓應變能力對剪力墻延性的影響。增大砌塊砌體極限壓應變能力夠提高極限曲率,從而加大剪力墻的延性比。這說明,在砌塊砌體設計中應使這一數字始終處于較高位置,并且當剪力墻剪跨比與軸壓比間的比值趨向于無窮小的時候,這種能力對延性起到的作用最為明顯。
(三)極限與屈服曲率對剪力墻延性的影響。經研究發現,當剪力墻極限曲率越大、屈服曲率越小的時候,塑性鉸區域實際高度與墻體高度之間的比值就會越大,此時剪力墻的延性性能也就越好。這說明,在配筋砌塊砌體設計中應盡量使屈服曲率趨向無限小、極限曲率趨向于無限大。
(四)軸壓比對剪力墻延性的影響。緊接上一點,在剪力墻中添加進軸壓比會對屈服曲率造成很大的影響,一旦屈服曲率有所提高,極限曲率會驟降,由此導致整個剪力墻延性性能的降低。這說明,在配筋砌塊砌體設計中應對軸壓比加以注重關注,盡量減小這一比值。
(五)剪跨比對剪力墻延性的影響。同樣的,剪跨比對剪力墻位移延性的影響主要在于它對塑性鉸區域實際高度與墻體高度間比值的影響。剪跨比越大,高度比也就越低,剪力墻的延性也就會隨之降低。這也就意味著,在配筋砌塊砌體設計中對剪跨比的處理應當以“合理降低、有效控制”為主。
(六)配筋的屈服強度對剪力墻延性的影響。在配筋位置、結構均保持對稱的狀態下,邊緣鋼筋的屈服度的增大會提高屈服應變力,從而造成屈服曲率的提升,最終反映到剪力墻延性的能力的減弱。這就意味著,在配筋砌塊砌體設計中應注意盡量降低邊緣鋼筋的屈服度。
(七)腹板屈服強度與垂向分布鋼筋配筋率對剪力墻延性的影響。從理論上來說,剪力墻的延性能力與腹板這兩大因素之間呈現出反比比例關系。造成這一現象的直接原因在于腹板屈服強度與配筋率的提升會使得極限壓區高度有所提高。這說明,在配筋砌塊砌體剪力墻延性設計中應注意對這兩項因素進行控制,但這種控制需要維持在一定限度之內。
三、結束語
總而言之,在高層建筑項目的實際施工工程中,要想使建筑質量及安全性能得到有力保障,就需要建立在對剪力墻延性能力有所影響的因素分析基礎上,結合實際工程需要不斷探索與歸納,使其能夠更好的為工程應用提供便捷。
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