淺談梁與剪力墻垂直相交的鉸接處理方法

淺談梁與剪力墻垂直相交的鉸接處理方法在目前的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，特別是住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于開轉(zhuǎn)角窗、通窗或室內(nèi)空調(diào)布置的要求，不可避免地出現(xiàn)梁與剪力墻垂直相交而又無法設(shè)置翼緣的情況，造成梁與剪力墻的薄弱連接節(jié)點，梁筋在墻內(nèi)的錨固長度亦難以達到規(guī)范的要求。例如：當剪力墻厚度為200時，梁筋錨固長度為30d，水平段錨固長度=0.4×30d=12d，只有不大于φ16的鋼筋在此寬度內(nèi)才滿足水平段的錨固要求。《高規(guī)》7.1.7條對抵抗剪力墻的平面外彎矩采取了4個措施，但都存在一定的局限性：1、沿梁軸線方向設(shè)置剪力墻來抵抗平面外彎矩：這種措施往往受到建筑立面開窗、室內(nèi)空間布置的限制而不能采用。2、設(shè)置扶壁柱：這種措施會導致室內(nèi)凸出柱角，影響室內(nèi)空間的使用，同時當扶壁柱截面較小時，配筋將較大。3、設(shè)置暗柱：因為暗柱截面較小，往往會導致較大的柱配筋。由于暗柱是壓彎構(gòu)件，在0.5~0.7的軸壓比范圍，壓力越大對暗柱的配筋越有利，因此在高層結(jié)構(gòu)中，會出現(xiàn)軸力較大的下部樓層的暗柱配筋滿足要求，而軸力較小的上部樓層的暗柱配筋不滿足要求的情況。同時暗柱的截面高度（即剪力墻寬）要滿足梁縱筋水平段錨固長度的要求。4、設(shè)置型鋼：這種措施將導致含鋼量的大幅增加，而且鋼結(jié)構(gòu)工種的加入導致施工復雜。為此，有必要采取減小梁端彎矩的措施，目前常用的措施有：1、將梁—墻相交處截面減小，做成變截面梁2、梁—墻節(jié)點設(shè)計為鉸接或半剛接，或通過調(diào)幅減小梁端彎矩以上措施中，梁端設(shè)為鉸接的方法有著處理簡便、力學模型明確的優(yōu)點，其受力特點為：1、梁—墻節(jié)點處彎矩為零，梁面筋按構(gòu)造配置；2、剪力墻不需要考慮由梁傳遞來的平面外彎矩，不需要考慮在節(jié)點處另外增加暗柱或型鋼。3、在抗震設(shè)計中不考慮梁—墻節(jié)點的剛度，是偏于安全的；4、雖然在理論上，梁—墻節(jié)點處理成鉸接將無法避免梁端裂縫，但大量工程實踐經(jīng)驗證明，在常規(guī)跨度（10米以下）、常規(guī)截面（1.2米以下）、采用現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)的情況下，梁—墻節(jié)點鉸接處理的方法不會導致可見裂縫。這種工程上的處理方法，與主、次梁節(jié)點處理成鉸接類似。初步分析其原因有：1）剪力墻寬度較小（200~300mm），對梁的約束弱，即使按彈性模型分析，梁—墻節(jié)點處的彎矩值已接近鉸接的程度，不會產(chǎn)生可見裂縫。例如：萬科城市花園B1棟住宅標準層KL33梁，跨度6.74米，截面200×550，支座負彎矩標準值59kN·m，面筋配2φ14，竣工使用至今狀況良好，沒有出現(xiàn)裂縫。2）鋼筋砼在正常使用狀態(tài)下處于彈塑性狀態(tài)，其剛度比彈性狀態(tài)的剛度低，實際的梁端部的負彎矩將減小，梁跨中的正彎矩將增大。所以塑性調(diào)幅甚至設(shè)鉸的處理方法與它的實際受力狀況相吻合。例如：上述KL33梁彎矩折減0.6，2φ14配筋即可滿足承載力要求。3）在現(xiàn)澆鋼筋砼梁—板式樓蓋結(jié)構(gòu)中，梁與板整體受力，在梁—墻節(jié)點處形成倒T形截面，板作為梁的受拉翼緣，有效地分散和減少了梁面的拉應力，從而也有效地避免了梁端裂縫的產(chǎn)生。仍以上述KL33梁為例：腹板尺寸：200×550受拉翼緣尺寸：1.2×0.1組合截面慣性矩：I=0.005778m4組合截面抗彎抵抗矩W=0.0367m3在調(diào)幅后彎矩作用下的拉應力：（r為塑性發(fā)展系數(shù)）這證明：梁板面受拉區(qū)不會出現(xiàn)裂縫另一方面，在剛度較差，尤其是抗扭剛度較差的結(jié)構(gòu)中，需要將梁—墻垂直相交的節(jié)點設(shè)為剛接，以提高剛度滿足規(guī)范的整體側(cè)移和抗扭指標，則構(gòu)造上應注意以下幾點：1、剪力墻上設(shè)暗柱抵抗梁傳來的平面外彎矩。盡量利用剪力墻的邊緣構(gòu)件兼作暗柱或利用分布筋來承擔彎矩。2、梁端支座負筋在剪力墻內(nèi)的水平段錨固長度應基本滿足規(guī)范的要求。3、板—墻支座亦相應按剛接考慮。結(jié)論：1、梁與剪力墻垂直相交的節(jié)點可以按照鉸接處理。這一處理方法在包括抗震設(shè)計的承載力受力分析中是安全的；只要梁支座負筋滿足構(gòu)造要求，