剪力墙边缘构件剪力墙边缘构件体积配箍率研究

边缘构件是剪力墙中重要的组成部分,通过设置边缘构件,能够有效地提高剪力墙的塑性变形能力。

针对剪力墙约束边缘构件,目前主流的配箍(拉)筋方式有两种:一种是采用完全专属于边缘构件的箍筋和拉筋(以下简称“封闭式”,如下图1所示);另一种是采用封闭箍和墙身水平筋隔一布一的形式(以下简称“敞开式”,如下图2所示)。

图1

图2

下面我们针对这两种配箍方式做一个经济性比较,看看哪种方式更省钢筋。需要注意的是,由于一种方式也可计入水平分布筋对体积配箍率30%的贡献。对于“封闭式”配箍,其最终结果“实际体积配箍率”(以下用“ρv实”代替)等于边缘构件专属的箍筋/拉筋体积配箍率(以下用“ρv实,1”代替)与伸入边缘构件内的墙身水平分布筋产生的体积配箍率(以下用“ρv实,2”代替)之和(即ρv实=ρv实,1+ρv实,2);对于敞开式配箍,其实际配箍率等于封闭箍层体积配箍率(以下用“ρv实,3”代替),和敞开层(有墙身水平筋)的体积配箍率(以下用“ρv实,4”代替)之和(即ρv实=ρv实,3+ρv实,4)。

在计算前,我们需要先明确几个前提条件及假定:

实际体积配箍率的物理意义是箍筋/拉筋的体积占所约束混凝土体积的百分比,用数学公式表示为:

ρv实=x100%

式中,Ask指箍筋或拉筋的截面面积(mm^2);Lsk指的是箍筋及拉筋的总长度(mm)(注:重叠部分长度值计入一次);Acor指的是最外层箍筋包裹(约束)的混凝土的总面积(mm^2);S表示箍筋及拉筋的间距(mm)。

假设保护层厚度c均为15mm。

为方便手算,箍筋及拉筋的倒角全部视为直角,弯钩全部忽略不计。

我们以某剪力墙高层住宅项目的二至四层墙柱配筋图为例。从中选取两个具有代表性的的约束边缘构件,用上述两种配箍方式分别计算其体积配箍率。

本工程地下两层,地上34层,其中约束边缘构件层从基础顶到5层楼面(所以二至四层墙柱为约束边缘构件层),抗震等级及抗震构造措施的等级均为二级。约束边缘构件的最小体积配箍率ρv,min与混凝土强度等级、钢筋强度等级及剪力墙的墙肢轴压比,抗震构造措施的等级等因素有关。按《高规》7.2.13、7.2.14、7.2.15的相关要求,可以得出以下结论:

箍筋最小体积配箍率:当0.3<μ≤0.4时,ρv,min=0.843%;

箍筋最小体积配箍率:当0.4<μ≤0.6时,ρv,min=1.406%;

箍筋最小体积配箍率:当0<μ≤0.3时,配构造边缘构件,纵筋取0.8%AC与6φ14的较大值,箍筋不小于φ8@150。

算例1:YBZ13

计算书

封闭式

敞开式

由于轴压比μ为0.45>0.4,所以该边缘构件的构造最小体积配箍率ρv,min为1.406%。

下面分别计算两种配箍方式的实际配箍率。

封闭式:

ρv实,1=

(78.5x(200-15x2-10)x7+(750-15x2-10)x2+(850-15-10/2)x2)/(206250x130)x100%=329700/26812500=1.23%

ρv实,2=[50.3x(850-15-8/2)x2]/(206250x200)=0.203%

ρv实=1.23%+0.203%=1.433%>1.406%,满足构造要求,且实际配箍率比构造配箍率大1.9%。

敞开式:

ρv实,3=

(78.5x(200-15x2-10)x7+(750-15x2-10)x2+(850-15-10/2)x2)/(206250x200)x100%=329700/41250000=0.799%

ρv实,4=

(78.5x(200-15x2-10)x7+(750-15x2-10)x2)+50.3x(850-15-8)x2)/(206250x200)=283089.2/41250000=0.686%

ρv实=0.799%+0.686%=1.485%>1.406%,满足构造要求,且实际配箍率比构造配箍率大5.6%。

另外,墙身水平筋所提供的体积配箍率为:

50.3x((850-15-8/2)x2)]/(206250x200)=0.202%

墙身水平筋占边缘构件的构造体积配箍率为:0.202%/1.406%=14.4%<30%。

算例2:YBZ5

计算书

封闭式

敞开式

由计算书可知,该边缘构件墙肢轴压比大于0.4,故构造最小配筋率为1.406%。

封闭式:

ρv实,1=

[78.5x((200-15x2-10)x4+(550-15x2-10)x2+(500-15-10/2)x2)]/(123750x130)=205670/17325000=1.28%

ρv实,2=[50.3x(500-15-8/2)x2]/(123750x200)=0.196%

ρv实=1.21%+0.202%=1.476%>1.406%,满足构造最小体积配箍率要求,且实际配箍率比构造配箍率大4.9%。

敞开式:

ρv实,3=

[78.5x((200-15x2-10)x2+(550-15x2-10)x2+(500-15-10/2)x2)+50.3x(200-15x2-8)x2]/(123750x200)=199987.2/24750000x100%=0.808%

ρv实,4=

[78.5x((200-15x2-10)x1+(550-15x2-10)x2)+50.3x((200-15x2-8)x3+(500-15-8/2)x2))]/(123750x200)=168705/24750000x100%=0.682%

ρv实=0.808%+0.682%=1.49%>1.406%,满足构造最小体积配箍率要求,且实际配箍率比构造配箍率大5.9%。

另外,墙身水平筋所提供的体积配箍率为:

50.3x((500-15-8/2)x2)]/(123750x200)=0.196%

墙身水平筋占边缘构件的整体体积配箍率为:0.196%/1.406%=13.9%<30%。

算例3:YBZ1

计算书

封闭式

敞开式

由计算书可知,该边缘构件墙肢轴压比大于0.4,故构造最小配筋率为1.406%。

封闭式:

ρv实,1=

[50.3x((400-15-8/2)x2+(200-15x2-8)x3]/(58058x100)=62875/5805800=1.08%

ρv实,2=[50.3x(400-15-8/2)x2]/(58058x200)=0.33%

ρv实=1.08%+0.33%=1.41%>1.406%,满足构造最小体积配箍率要求,且实际配箍率几欲全权相等。

敞开式:

ρv实,3=

[113x((400-15-8/2)x2+(200-15x2-8)x2)+50.3x(200-15x2-8)x1]/(58058x200)=131092.6/5805800=1.13%

ρv实,4=

[50.3x((400-15-8/2)x2+(200-15x2-8)x3]/(58058x200)=62705/24750000x100%=0.541%

ρv实=1.13%+0.541%=1.671%>1.406%,满足构造最小体积配箍率要求,且实际配箍率比构造配箍率大18.8%。

另外,墙身水平筋所提供的体积配箍率为:

50.3x((400-15-8/2)x2+(200-15x2-8)]/(58058x200)=0.4%

墙身水平筋占边缘构件的整体体积配箍率为:0.4%/1.406%=28.4%<30%。

综合以上三个算例可以看出:由于封闭式配箍不受墙身分布筋竖向间距的影响,配箍方式更灵活多样,所以可以得到更接近构造最小配箍率的配箍方案。而“敞开式”配箍受限于墙身水平筋间距的要求,导致其整体体积配箍率不太好人为控制(有时偏大,造成一定的钢筋浪费;有时偏小,不满足最小配箍率的要求,其呈现出的变化规律是:边缘构件的投影面积越小,墙身水平筋的占比越大,而整体体积配箍率超出值越多。),综上所述,“封闭式”配箍是更优的配箍方式。

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知识点:剪力墙边缘构件体积配箍率

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钢筋配筋率提要:一般设计上计算时as是纵向受拉钢筋合力点到截面受拉区边缘的距离,因此按受拉钢筋排数区域决定H-35或H-60(梁)而板H-20mm;受拉和受压要取决于梁或板的受力情况,同一条梁在梁中、梁端就不一样(连续多跨梁)。 配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的面积与构件的有效面积之比(轴心受压构件为全截面的面积)。柱子为轴心受压构件!   梁的配筋率是梁的受压和受拉钢筋的总截面积除以梁的有效截面,有效截面是钢筋合力点到砼上面的距离。

THE END
0.剪力墙约束边缘构件不利用墙的水平分布筋替代约束边缘构架的部分1、非阴影区设置拉筋,由墙体水平分布筋替代非阴影区外圈封闭箍筋的位置 2、非阴影区外圈设置封闭箍筋 那么按照12G901-1 P3-2的 注第四条的说法,是不是不利用墙体水平分布筋替代约束边缘构件的部分箍筋只能在非阴影区外圈设置封闭箍筋,而不能只设置拉筋。jvzquC41ddy/ex6::0ipo8yjtgge/B5483<1/:230jznn
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5.构造边缘构件,墙体水平筋可以替代一部分暗柱箍筋工程人专业的事视频加载失败,可以 刷新 试试 00:00/00:00 评论 还没有人评论过,快来抢首评 发布 构造边缘构件,墙体水平筋可以替代一部分暗柱箍筋工程人 专业的事交给专业的人 春江花月 拳击那点事 发布于:江西省 2025.02.03 00:00 +1 首赞 收藏 构造边缘构件,墙体水平筋可以替代一部分暗柱箍筋工程人 专业的事jvzq<84ov0ypj~3eqo5b1A:747;:9?d322726:>7