剪力墙的相关

如题所述

根据在实际工程中的施工经验，综合对裂缝的研究现状。钢筋混凝土剪力墙的裂缝一般可分为表面不规则裂缝、贯穿性裂缝。表面不规则裂缝一般出现在混凝土浇注后不久，分布于墙体表面，此种裂缝既宽又密，但深度一般不大，多因养护不足而产生，对结构构件影响一般不大，且易于治理。竖向贯穿性裂缝一般发生在混凝土浇注后若干天后（一般拆模后不久），由下而上，走向与楼面接近垂直，有的通至楼面板底但不穿过楼层，缝宽一般为0.1～0.3mm，个别可达0.4～0.5mm，缝深一般较大，最深者可贯穿墙体。因养护不好引起的表面不规则裂缝常不至于带来多少影响，且易于处理。
一般情况下，工程中构件裂缝产生的主要原因可分为两大类：
一是动、静荷载和其他各种外荷载引起的；
二是由混凝土内外温差、收缩或地基不均匀沉降等变形荷载引起的。此外，设计体型和结构布置也是产生裂缝的一个重要原因。总之裂缝产生的原因很复杂，综合考虑设计、材料、施工及环境等各方面的因素，钢筋混凝土剪力墙裂缝主要由以下原因产生：
1 混凝土的收缩应力过大
混凝土的收缩应力过大收缩裂缝主要与水泥用量、骨料、构件长度及外加剂等因素有关
（1）水泥用量
随着我国高层建筑的不断发展，各种高强度混凝土也得到了广泛的应用，C50、C60乃至C80混凝土设计标号已屡见不鲜，由此相应的是水泥用量的增大、水灰比的减小。而水灰比是影响混凝土收缩的最主要因素。例如，当水灰比小于0.35时。体内相对湿度很快降至80%以下，自收缩引起的体积减小在8%左右，收缩值相当可观。
（2）骨料
预拌混凝土为了满足运输、泵送的要求。增加了细骨料用量，使得骨料的表面积增大，相应包裹在骨料上的水泥等胶凝材料变少，减弱了混凝土之间的连接能力，增大了混凝土的塑性收缩。
（3）构件长度 　现代建筑的跨度、构件长度均有较大提高。
（4）外加剂
外加剂在混凝土中掺量少，作用大。使用的混凝土中普遍掺有减水剂、缓凝剂、早强剂、防水剂等多种外加剂。研究表明，有近一半外加剂会造成混凝土收缩率大于基准混凝土，混凝土收缩率的增大自然增大了裂缝的出现概率。外加剂对混凝土性能影响极大，可能是导致混凝土开裂的重要原因。
2 混凝土的温度应力过大
温度裂缝主要与水泥品种、养护条件、拆模时间及温差等因素有关：
（1）水泥品种
预拌混凝土大多使用新法（主要为旋窑）烧制成的水泥，尤其为提高混凝土标号，大量使用硅酸盐水泥，使得水泥水化热高且集中。水泥水化过程中放出大量的热量，且大部分水化热都是在浇筑的前三天释放，而混凝土是热的不良导体，产生的热量不易散发，内部温度不断上升。而拆模后，表面散热快，温度较低，内外形成温度梯度。内部混凝土热胀产生压应力，外部混凝土产生拉应力。当此拉应力超过此时混凝土的抗拉强度时，便使混凝土产生裂缝开裂。
（2）养护条件
由于剪力墙养护不足，墙体表面积大水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化相对较小，体积收缩较小，表面收缩变形受到内部混凝土的约束而产生拉应力，引起混凝土表面开裂。
（3）拆模时间
墙体模板的拆除时间过早，混凝土表面温度急剧变化，产生较大的降温收缩，表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力（内部混凝土温度变化相对较小，受自约束而产生压应力），而混凝土早期抗拉强度和弹性模量较低，因而出现墙体表面较浅范围内的裂缝。另外在室外温差较大的严冬和盛夏，由于混凝土结构不易导热，在结构的顶部和底部常产生温度裂缝。
3 剪力墙所受的各种约束
出现了上述混凝土材料的温度和收缩应力，如果结构或构件不受约束影响，那么其将自由变形也不会产生裂缝。但实际工程中的剪力墙结构构件受到各种约束的影响，如楼板、剪力墙的暗柱（或明柱）及端墙的约束，地下室侧墙受到地下室顶板和底板的约束。这些约束使得剪力墙结构构件不能自由变形或者跟约束构件的变形不同步（或协调）而导致裂缝的产生。
针对上述裂缝产生的原因，可相应采取以下预防和治理措施 。
（1）调整混凝土各组分。如采用高标号水泥，减小水泥用量；尽量使用低水化热的水泥；严格控制外加剂的品种及用量；砂宜采用中砂，保证石子级配良好，并严格控制砂石含泥量。
（2）拆模及养护。适当延长剪力墙混凝土的拆模时间，并且拆模时不要马上移走模板，而是先让模板拆开一条缝隙作浇水养护用，从而改善混凝土的养护环境以达到控制墙体裂缝的目的。特别是预拌混凝土早期水化快，水化热发展快，拌合物保水性强，泌水小，为此，施工过程中应特别注意加强养护环节的管理及防护措施的应用。施工中当混凝土密实后，应尽可能早地覆盖养护，及时喷水，适当延长养护时间，这样，既可以减少内外部温差，又可以保证早期湿养护和后期养护的最佳效果。
（3）混凝土中掺加膨胀剂。膨胀剂由于在一定程度上补偿了收缩应力，能有效减少混凝土收缩裂缝。
（4）剪力墙上增开结构小洞。这可能是最有效的方法，通过开洞把长墙变成短墙，减少混凝土收缩变形的约束，使混凝土收缩应力得到释放，从而达到控制墙体裂缝的目的，但必需重新对结构进行计算，确保结构的安全及正常的使用功能。
（5）留置后浇带。即先浇注后浇带两侧混凝土，约两个月后当混凝土收缩变形趋于稳定时，再浇筑留缝部位，从而避免因收缩应力而出现裂缝。
（6）在剪力墙中部设置暗梁（或设置顶部暗圈梁）。这样贯穿性裂缝只能裂到梁底，而不至裂到楼面板底，可有效减小有害裂缝的长度。
（7）调整水平钢筋配筋方案。将剪力墙水平钢筋置于竖向钢筋外侧，有效减小了混凝土保护层厚度，增强了剪力墙表层混凝土的抗裂性。
（8）增加抗收缩钢筋。遵循配筋细而密可抵抗收缩应力的原则，适当增加水平钢筋的配筋率、减小钢筋直径而缩小配筋间距。另外在对剪力墙造成约束的结构构件与其连接处增设钢筋对裂缝亦能起到一定的抑制作用。
（9）裂缝补强治理措施。当裂缝不能自我愈合，且长期存在会给结构构件带来耐久性、安全性和建筑使用功能等方面的影响而必须给予治理时，可待裂缝发展稳定后，针对不同大小的裂缝采取相应的有关治理措施。 剪力墙所承受的竖向荷载，一般是结构自重和楼面荷载，通过楼面传递到剪力墙。竖向荷载除了在连梁（门窗洞口上的梁）内产生弯矩以外，在墙肢内主要产生轴力。可以按照剪力墙的受荷面积简单计算。
在水平荷载作用下，剪力墙受力分析实际上是二维平面问题，精确计算应该按照平面问题进行求解。可以借助于计算机，用有限元方法进行计算。计算精度高，但工作量较大。在工程设计中，可以根据不同类型剪力墙的受力特点，进行简化计算。
整体墙和小开口整体墙
在水平力的作用下，整体墙类似于一悬臂柱，可以按照悬臂构件来计算整体墙的截面弯矩和剪力。小开口整体墙，由于洞口的影响，墙肢间应力分布不再是直线，但偏离不大。可以在整体墙计算方法的基础上加以修正。
连肢墙
连肢墙是由一系列连梁约束的墙肢组成，可以采用连续化方法近似计算。
壁式框架
壁式框架可以简化为带刚域的框架，用改进的反弯点法进行计算。
框支剪力墙和开有不规则洞口的剪力墙
此两类剪力墙比较复杂，最好采用有限元法借助于计算机进行计算。其计算判断过程是由整体参数来判断的有关计算方法有那些注意的问题,希望大家展开讨论. 还有个比较重要而且需要进一步理解的概念是:协同工作原理 基本的原理是这样的:框架结构和剪力墙结构，两种结构体系在水平荷载下的变形规律是完全不相同的。框架的侧移曲线是剪切型，曲线凹向原始位置；而剪力墙的侧移曲线是弯曲型，曲线凸向原始位置。在框架—剪力墙（以下简称框-剪）结构中，由于楼盖在自身平面内刚度很大，在同一高度处框架、剪力墙的侧移基本相同。这使得框—剪结构的侧移曲线既不是剪切型，也不是弯曲型，而是一种弯、剪混合型，简称弯剪型。在结构底部，框架将把剪力墙向右拉；在结构顶部，框架将把剪力墙向左推。因而，框—剪结构底部侧移比纯框架结构的侧移要小一些，比纯剪力墙结构的侧移要大一些；其顶部侧移则正好相反。框架和剪力墙在共同承担外部荷载的同时，二者之间为保持变形协调还存在着相互作用。框架和剪力墙之间的这种相互作用关系，即为协同工作原理。
考虑地震作用组合的剪力墙，其正截面抗震承载力应按规定计算，但在其正截面承载力计算公式右边，应除以相应的承载力抗震调整系数 γRE。剪力墙各墙肢截面考虑地震作用组合的弯矩设计值：对一级抗震等级剪力墙的底部加强部位及以上一层，应按墙肢底部截面考虑地震作用组合弯矩设计值采用，其他部位可采用考虑地震作用组合弯矩设计值乘以增大系数 为表达清楚、简便，剪力墙可视为由剪力墙柱、剪力墙身、剪力墙梁三类构成。
编号规定：将剪力墙柱、剪力墙身、剪力墙梁（简称为墙柱、墙身、墙梁）三类构件分别编号。
墙柱编号 墙柱类型 代号 序号 约束边缘暗柱 YAZ XX 约束边缘端柱 YDZ XX 约束边缘翼墙（柱） YYZ XX 约束边缘转角墙（柱） YJZ XX 构造边缘端柱 GDZ XX 构造边缘暗柱 GAZ XX 构造边缘翼墙（柱） GYZ XX 构造边缘转角墙（柱） GJZ XX 非边缘暗柱 AZ XX 扶壁柱 FBZ XX 由墙身代号、序号以及墙身所配置的水平与竖向分不钢筋的排数组成，其中，排数注写在括号内。
墙梁编号 墙梁类型 代号 序号 连梁（无交叉暗撑及无交叉钢筋） LL XX 连梁（有交叉暗撑） LL（JC） XX 连梁（有交叉钢筋） LL（JG） XX 暗梁 AL XX 边框梁 BKL XX 用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。剪刀梯是一种比较常用的楼梯类型。做高层住宅，18层以上的高层住宅每个单元需要两个楼梯间作逃生通道。一般为了节省面积，减少公摊面积与投资，会做成剪刀梯的形式。剪刀梯的一般做法有:
1、中间分隔墙做梁，梁支承于两边梯梁上，分隔墙采用砌块砌筑，楼梯梯板按单向板支承于梯梁上，这样受力明确，施工也较为简单，但若楼梯间进深较大，则分隔墙梁跨度较大，需要的高度较高，可能影响建筑净高（关联着梯梁高度）；
2、中间分隔墙做混凝土墙，楼梯梯板单向支承于两边混凝土墙上，这种情况下，梯梁较小（因为只支承平台板），节约混凝土和钢筋，但是需要在两边混凝土墙上预留斜向插筋，施工较为麻烦且施工质量不容易保证；
3、再一种是中间分隔墙做混凝土墙，楼梯梯板仍按单向支承在两边梯梁上，这样做，分隔墙可仅按构造处理，施工较为简便。对第三种方法，有的设计人员认为，因为混凝土墙总高度较高，又没有和楼梯进行拉结，在地震作用下会丧失稳定，其实大可不必担心，因为毕竟每层的梯板（斜板）已经形成侧面的约束，而且由于不与主体拉结，分担的地震作用较小，不会因此而遭到破坏。各地应该因地制宜来采取适合的设计和施工方法，尽量做到经济节约，技术合理。