偏拉墙要注意什么？

来源：方小丹 

关于广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》修编的几个问题

偏拉墙怎么设计？修编的广东高规有亮点，值得大家参考。

    1、轴心受拉、偏心受拉剪力墙竖向钢筋的最小配筋率

    令竖向钢筋的受拉承载力不小于混凝土的受拉承载力，即:

    可得轴心受拉、小偏心受拉剪力墙竖向钢筋的最小配筋率:

    工程上常用的混凝土强度等级及钢筋牌号的轴心受拉、小偏心受拉剪力墙竖向钢筋的最小配筋率如下:

轴拉、小偏拉剪力墙竖向钢筋的最小配筋率(%)

    考虑到地震的往复作用，大偏心受拉剪力墙的截面最小配筋率偏安全也按上表确定。

    现行国家标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》、GB50010-2010《混凝土结构设计规范》以及行业标准JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》规定一、二、三级剪力墙竖向分布钢筋最小配筋率不小于0.25%，此规定仅适用于剪力墙受压弯作用的情况，对于偏拉剪力墙，由上表可知，如果端部暗柱的钢筋加上中部分布钢筋的总配筋率小于表中的量值，则理论上偏于不安全，是不允许的。

    2、轴心受拉、小偏心受拉剪力墙竖向钢筋的最小直径

    小偏拉剪力墙的竖向钢筋(包括端部暗柱钢筋及中部分布筋)均为受力钢筋。规定竖向钢筋直径不应过小，使剪力墙受拉开裂时钢筋不易弯折，有利于发挥钢筋的销栓作用。建议竖向钢筋直径不宜小于14mm。同时，根据试验结果，受拉剪力墙的水平裂缝宽度不应过大，宜不大于0.4mm。

    3、偏心受拉剪力墙水平向钢筋的最小配筋率

    剪力墙的水平向钢筋主要用于提供剪力墙的斜截面受剪承载力。令水平钢筋沿斜截面的受拉承载力不小于斜截面混凝土的受拉承载力，可得剪力墙水平向钢筋的最小配筋率。《混凝土结构设计规范》 规定了偏拉构件水平钢筋的最小配筋率:

    《混凝土结构设计规范》的钢筋混凝土剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力计算公式为:

    式中，V为斜截面受剪承载力; λ为计算截面的剪跨比，当λ小于1.5时取λ=1.5，当λ大于2.2时取λ=2.2; f为混凝土抗拉强度; b为墙肢厚度; h0为截面的有效高度; N为剪力墙截面轴向拉力设计值; Aw为剪力墙截面面积; A为剪力墙腹板的面积: fs为箍筋抗拉强度; As为同一截面 内箍筋各肢的全部截面面积:sv为水平分布钢筋的竖向间距。

    考虑到剪力墙轴向拉力的存在会降低其受剪承载力，此值似偏小，建议适当加大。在上式中，取λ=1.5，令水平钢筋受拉承载力的贡献不小于混凝土受拉承载力的贡献，可得偏拉剪力墙水平向钢筋的最小配筋率:

即

    公式不区分受拉大、小偏心，也就是说，斜截面受剪承载力与大、小偏心无关。由试验结果可知，剪力墙受剪破坏临界斜裂缝穿过多条轴拉力引起的水平裂缝，这些水平截面所受轴力、剪力相同，而弯矩不同，有小偏拉，也有大偏拉。

    从工程应用的角度出发，区分全截面受拉即小偏拉和部分截面受拉即大偏拉的意义不大，也不能定义小偏心受拉或大偏心受拉剪力墙的斜截面受剪承载力。

    试验结果所表明的，当剪力墙作用一定的轴拉力(钢筋应力200Mpa~400Mpa)，已没有发生混凝土受压破坏，这是偏拉剪力墙受剪有良好延性的主要原因，也是和偏压剪力墙受剪破坏形态的主要区别。

    偏心受拉剪力墙受剪破坏主要有拉剪及拉弯剪两种破坏形态，其主要区别仅在与斜截面破坏时剪力墙边缘构件竖向钢筋是否受拉屈服。规定水平和竖向钢筋的最小配筋率即可避免发生斜拉破坏。

    所做试验试件的竖向钢筋直径10mm、14mm,尽管剪力墙的水平裂缝宽达0.3~0.4mm,已观察不到钢筋的弯折现象，钢筋的销栓作用可靠，剪力墙的受剪承载力得以充分发挥。这表明，设计偏拉剪力墙时，不论剪力墙端部或中部，竖向钢筋的直径均不应太小。

    4、偏心受拉剪力墙的其他设计建议

    1)混凝土受拉构件的破坏始于钢筋的屈服，是典型的延性破坏，可按其性能水准采用相应的抗震构造。

    2)小偏拉钢筋混凝土构件混凝土开裂、钢筋屈服后，其侧向刚度、轴向受拉刚度明显下降，所分配的拉力、水平剪力明显减少。为简化设计，可偏安全按等效弹性计算分配的拉力、剪力进行构件截面承载力计算，并宜按中震弹性或不屈服设计，必要时也可采用弹塑性方法进行内力分析。

    3)中震作用下小偏心受拉构件是否需要配置型钢可根据其具体受力情况由设计人确定，配置普通钢筋可满足要求时可配普通钢筋，需要配置型钢则配置型钢。不控制混凝土的名义拉应力。

    在往复荷载作用下构件承受较大压力( 压应变大于0.003)时，应扣除保护层厚度校核其平面外稳定承载力。

    按弹性反应谱进行结构中震验算不能考虑受拉剪力墙的刚度退化，这对偏心受拉剪力墙本身偏于安全，但对于其他剪力墙而言可能计算地震剪力偏小，偏于不安全，需要进一-步的计算分析、必要时采取加强措施。采用弹塑性方法进行内力分析可考虑偏拉剪力墙刚度退化对其他结构构件的影响。

    考虑到弹塑性方法分析时地震动输入的不确定性也可视具体情况进行调整，如果偏拉剪力墙数量不多，结构的受剪承载力的安全度充裕，则可不处理;

如果偏拉剪力墙数量较多，可直接对其他剪力墙做适当的加强。

知识点：偏拉墙