剪力墻端柱框剪邊框柱設(shè)計全套

剪力墻端柱（框剪邊框柱）設(shè)計剪力墻是設(shè)計師日常設(shè)計中經(jīng)常遇到的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，是結(jié)構(gòu)中主要承受風荷載或地震作用引起的水平荷載和豎向荷載（重力）的墻體，作用是防止結(jié)構(gòu)剪切（受剪）破壞，又稱抗震墻。在實際設(shè)計工作中，常常會遇到因計算要求或構(gòu)造要求需要在剪力墻端部一定長度加厚墻體形成端部類似框架柱的情況，最常見的是規(guī)范中剪力墻結(jié)構(gòu)章節(jié)中關(guān)于端柱和框架剪力墻章節(jié)中關(guān)于邊框柱的規(guī)定。筆者也在最近的設(shè)計中遇到審圖老師提出關(guān)于剪力墻端部設(shè)置柱子的配筋問題。那么，剪力墻端柱和邊框柱該如何定義，有哪些具體的設(shè)計要求呢？筆者從以下幾點簡單做了梳理。1.規(guī)范的出處及意圖分析1.1剪力墻端柱《抗規(guī)》6.4.5條和《高規(guī)》7.2.15條均在剪力墻邊緣構(gòu)件處規(guī)定了端柱的設(shè)置要求：由規(guī)范正文可知，端柱屬于剪力墻邊緣構(gòu)件的一種，屬于墻體的一部分。我們知道，設(shè)置邊緣構(gòu)件的目的在于提高剪力墻墻體的延性和塑性變形能力，在相同的軸壓力作用下，設(shè)置端柱的剪力墻的受壓區(qū)高度小于一字型剪力墻，因此，設(shè)置端柱的主要目的是用來約束墻體并提高墻體的穩(wěn)定性能。1.2剪力墻邊框柱《抗規(guī)》6.5.1條和《高規(guī)》8.2.2條處均規(guī)定了邊框柱的設(shè)置要求，以《高規(guī)》為例，其規(guī)定如下：由此可見，剪力墻的邊框柱是框架剪力墻結(jié)構(gòu)的專屬概念，抗規(guī)的條文說明指出，框架剪力墻中的剪力墻是作為結(jié)構(gòu)抗震的第一道防線，因此需要比一般剪力墻有所加強?？蚣艏袅νǔＳ袃煞N布置方式，一種是與框架柱分開，墻的兩端沒有柱，這與一般意義上的剪力墻沒有太大區(qū)別；另一種是將剪力墻嵌入框架內(nèi)，有端柱，有框架梁，形成帶邊框的剪力墻。由規(guī)范的規(guī)定可知：剪力墻的邊框柱一般是與框剪結(jié)構(gòu)中的框架柱對應(yīng)的，在框架軸線上，一般宜設(shè)置與框架柱匹配的邊框柱，這一是建筑平面布置的需要，一般框架軸線上都會有截面高度較高且寬度大于墻厚的框架梁，在剪力墻端部設(shè)置邊框柱從而將框架梁搭在框架柱（即邊框柱）上顯然是合適的；一般情況下，框架軸線上一般具備設(shè)置邊框的條件；此外，框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量較剪力墻結(jié)構(gòu)少，且或是分散，或是集中布置于中部區(qū)域，其重要性比剪力墻結(jié)構(gòu)中的墻體高得多，有必要加強其整體性。帶邊框剪力墻的典型平面示意如下圖：2.端柱與邊框柱的設(shè)計區(qū)別2.1二者與框架柱的關(guān)系從規(guī)范對于二者的定義及上文分析的二者用途可知，毫無疑問，剪力墻邊框柱截面宜與其他框架柱相同，且其配筋應(yīng)滿足框架柱的相關(guān)要求，邊框的設(shè)置要求如下：而作為剪力墻邊緣構(gòu)件的端柱或者框剪結(jié)構(gòu)中一般剪力墻端柱，規(guī)范對于其截面統(tǒng)一以邊緣構(gòu)件的形式給出：由上面右圖約束邊緣構(gòu)件的端柱，其截面尺寸是根據(jù)墻厚定義的，由此可進一步說明端柱是剪力墻的一部分，其配筋也是滿足剪力墻邊緣構(gòu)件配筋，在一般情況下，不需要滿足框架柱的截面和配筋要求。但需要特別注意的是，《抗規(guī)》6.4.5小注對于端柱的說明：當端柱承受集中荷載時，其縱向鋼筋，箍筋直徑和間距應(yīng)滿足柱的相應(yīng)要求，具體原因詳見2.3節(jié)關(guān)于帶端柱墻體計算模型的思考。2.2抗震等級理清了端柱和邊框柱的設(shè)置原理，我們不難得出結(jié)論，對于端柱，其本身就屬于剪力墻的一部分，其抗震等級當然就是剪力墻的抗震等級。但對于邊框柱，很多小伙伴（包括我自己）在設(shè)計時就有點拿不準了，那么邊框柱的抗震等級到底時按照框架柱還是剪力墻取值呢？朱炳寅在《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問答于分析》中指出，剪力墻的端柱（包括邊框柱）均為剪力墻的一部分，只不過形狀像柱，但不是柱，是墻，它的存在是對于墻體起到約束作用。因此，對于剪力墻邊框柱，筆者認為，既要滿足框架柱的抗震等級，也要滿足剪力墻的抗震等級。然而，對于一般的框架剪力墻結(jié)構(gòu)而言，剪力墻作為第一道防線的抗震等級均高于框架，因此，將邊框柱的抗震等級按照剪力墻取值是安全且合理的。2.3關(guān)于剪力墻端柱計算模型的思考當前，我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，當剪力墻設(shè)置了端柱時，通常模型輸入時是在墻軸線上按照剪力墻輸入，在端部節(jié)點上按照框架柱輸入，計算軟件在計算時也是按照墻元和柱元進行分開計算，但這種處理方法顯然是不合理的，具體原因在以下幾點：（1）端柱均應(yīng)為剪力墻的一部分，人為的在計算上將端柱與剪力墻分開，顯然與實際不符；（2）對于有端柱的剪力墻，當端柱有很大的集中荷載（通常為上部有框架柱向下傳力），此時的端柱受力特性與框架柱很接近，這也就解釋了2.1節(jié)提到的規(guī)范小注要求，但依據(jù)圣維南原理，集中力并非框架柱自己承受，而是以接近45度的擴散角傳到相鄰墻體上，由整個墻體共同承擔（詳見下圖），而程序這種柱墻分離的處理方法，人為放大了端柱承受的集中力，從而導致剪力墻的設(shè)計結(jié)果可能偏于不安全。（3）對于抗震等級的錯誤定義當模型采用柱、墻分離的方式建模計算時，程序?qū)⒍酥目拐鸬燃壞J為按框架柱取值，從上文的分析中，我們得知，這對于端柱的計算在某些情況下顯然也是偏不安全的。當柱、墻分離的計算結(jié)果出現(xiàn)怪異時，筆者通過查閱規(guī)范及其他相關(guān)資料，認為可采取以下幾種處理方法：、（1）采用在端柱和相鄰墻體間開洞，實際不開洞，將模型變成端柱+墻+短連梁的形式，可避免怪異的計算結(jié)果。（2）按照實際的柱、墻尺寸計算或采用等效截面法將端柱截面等效為剪力墻，必要時應(yīng)手動復合，具體詳見下圖：小結(jié)

：1.剪力墻的端柱和邊框柱（邊框柱其實是端柱的一種），均應(yīng)為剪力墻的一部分，其設(shè)計計算均應(yīng)將柱和墻作為整體計算。2.作為剪力墻邊緣構(gòu)件時，端柱的截面和配筋不要求按照框架柱，僅當端柱承受集中荷載時，才同時滿足框架柱的要求；而作為加強框剪