1)构件类型介绍
剪力墙是指建筑结构设置的既能抵抗竖向荷载,又能抵抗水平荷载的墙体。由于水平剪力主要由地震引起,所以剪力墙又称为“抗震墙”。剪力墙一般是钢筋混凝土墙。剪力墙的构件组成有一墙、二柱、三梁,如图6.64所示。
图6.64 剪力墙构件组成
墙柱、墙梁钢筋计算方法与本节前面的柱、梁钢筋算法基本一致,本节不再赘述。本节主要介绍墙身竖向分布筋、水平分布筋和拉筋。
2)剪力墙钢筋构造
(1)竖向钢筋计算
当墙插筋保护层厚度>5d,基础高度hj>laE(la)时,墙插筋插至基础底板,支在底板钢筋网上,再作弯折。
基础高度不同时,基础插筋的锚固不同,查平法图集16G101—3第64页可知,基础插筋在基础内的90°弯钩长度取值需要根据基础深度确定。
当hj-c<laE时,弯锚,基础内长度=hj-c-D+15d;
当hj-c≥laE时,直锚,隔二下一。
下一:基础内长度为=hc-c-D+max(6d,150mm);
隔二:插入基础内长度为=laE;
式中 hj——基础高度;
laE——抗震锚固长度;
c——基础保护层厚度;
D——基础纵筋直径;
d——墙插筋直径。
基础插筋非连接区长度构造如图6.65或平法图集16G101—1第73页图,竖向纵筋深入上层的纵筋长度为:
当一、二级抗震剪力墙底部为加强部位采用绑扎搭接时,伸入上层的长度为1.2laE,错开搭接长度为500mm。当采用机械连接或焊接时,伸入上层的长度为500mm,错开搭接长度为35d。当一、二级抗震剪力墙底部为非加强部位采用绑扎搭接时,伸入上层的长度为1.2laE,不需错开搭接。
墙身基础插筋长度=底部弯折长度+插入基础内的垂直长度+伸入上层长度
中间层竖向钢筋长度=层高+搭接长度
图6.65 剪力墙身竖向分布钢筋连接构造
顶层竖向钢筋长度计算如图6.66所示。
当剪力墙顶部有边框梁且边框梁高度大于laE时,长度=层高-梁高+laE。
当剪力墙顶无边框梁或边框梁高小于laE时,长度=层高-c+12d。
图6.66 剪力墙竖向钢筋顶层构造
单侧根数=(墙净长-2×起步距)/间距+1
起步距离为距边缘构件1/2竖向钢筋间距。
(2)水平钢筋计算
①基础部分水平筋根数计算。墙基础高度范围内水平筋根数计算,当保护层厚度≤5d(d为插筋最小直径),水平筋间距为min(5d,100mm)。
墙基础高度范围内水平筋根数=(基础高度-100-c)/min(5d,100mm)+1
当保护层厚度≤5d(d为插筋最小直径),水平筋间距为≤500mm,且不少于两道。
墙基础高度范围内水平筋根数=max[(基础高度-100-c)/500+1,两道](www.xing528.com)
其他层剪力墙水平分布筋根数=(层高-起步距50)/水平筋间距+1
注意:计算墙身水平筋和竖向钢筋根数时还需考虑墙身内的钢筋排数。常用的剪力墙内都有两排水平加竖向钢筋网,也有一排、三排、四排等,详细计算式按照设计要求,不可漏算和重复计算。
②剪力墙墙身水平分布筋长度的计算。
剪力墙墙身水平分布筋单根长度=剪力墙长度-2倍保护层+弯折长×2
注意:剪力墙长度包含与墙长同一方向的边缘构件长度,墙身水平筋所处的位置不同,其弯折长度也有所不同。
“一”字形剪力墙墙身水平分布筋长度=剪力墙长度-2c+10d×2
转角墙内侧水平分布筋长度=剪力墙长度-2c+15d×2
转角墙外侧水平分布筋长度=剪力墙长度-2c+0.8laE×2或拉通布置
(3)墙身拉筋计算
当剪力墙墙身内侧有大于等于两排钢筋网时,在扣除暗(端)柱、暗(连)梁等构件以后的净墙身范围内设置拉筋,用于将墙身多排钢筋网拉结成一个整体,防止钢筋网移位或倾覆等。拉筋的布置方式分为矩形布置和梅花形布置,梅花形布置是矩形布置的2倍。
拉筋矩形布置时的根数=墙净面积/拉筋的布置面积
拉筋的布置面积=拉筋水平间距×拉筋竖向间距
拉筋梅花形布置时的根数=墙净面积/拉筋的布置面积×2
拉筋单根长度=墙厚-2倍保护层+[1.9d+max(10d,75)]×2
【例6.24】 某中间楼层剪力墙平面布置图(非加强部位),如图6.67所示,顶部有暗梁,且暗梁高600mm,墙厚200mm,拉筋6@600×600矩形布置。求该墙身水平筋、竖向钢筋、拉筋工程量。
图6.67 中间楼层剪力墙平面布置图
【解】 墙端为暗柱,则外侧纵筋连续通过。
水平筋长度:查平法图集可知,laE=35d=35×14=490(mm);llE=42d=42×14=588(mm);
因为定尺长度为9000mm,绑扎连接,24664mm>9000mm,所以外侧水平筋还需增加搭接长度,搭接接头个数=24664/9000=2(个),搭接长度=2×llE=2×42d=2×42×14=1176(mm)。
①水平筋的单根长度和根数及计算:
1#水平筋单根长度=[(5000+500×2)-2×15]×4+0.8×490×2+1176=25840(mm)=25.84(m)
2#水平筋单根长度=(5000+500×2-2×15)+15×14=6180(mm)=6.18(m)
1#水平筋的根数=(3000-50)/200+1=16(根)
2#水平筋的根数=[(3000-50)/200+1]×4=16×4=64(根)
水平筋钢筋总工程量=(25.84×16+6.18×64)×0.00617×142=978.292(kg)
②竖向钢筋的单根长度和根数计算:
竖向钢筋的单根长度=3000+1.2×490=3588(mm)=3.588(m)
竖向钢筋根数=[(5000-200)/200+1]×8=25×8=200(根)
竖向钢筋总工程量=3.588×200×0.00617×142=867.808(kg)
③拉筋工程量计算:
拉筋单根长度=200-2×15+[1.9d+max(10d,75)]×2=200-2×15+(75+1.9×6)×2=342.8(mm)=0.343(m)
拉筋根数=[(3-0.6)×5×4]/(0.6×0.6)=134(根)
拉筋总工程量=0.343×134×0.00617×62=10.209(kg)
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