高层配筋砌块砌体剪力墙延性设计分析

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　　摘要：本文以配筋砌块砌体为着眼点，建立在剪力墙位移延性与曲率延性间的关系的基础上，对能够影响剪力墙延性的因素及程度进行了较为详细的分析与阐述，并以此作为理论支持，结合高层建筑工程实际，总结出工程项目在对剪力墙进行延性设计工作中的实用建议，使其能够在进一步完善高层建筑物施工行业的发展中作出贡献。
　　关键词：高层建筑配筋砌块砌体剪力墙延性
　　
　　
　　在《砌体结构设计规范》条例中新增加有有关配筋砌块砌体剪力墙结构的规范标准，这意味着我国对于多层砌体结构体系的认识有了深层次的跨越。传统模式下基于建筑物承载力的抗震设计方法已不再适用，墙体的变形能力有必要利用一种全新的设计方法与技术来完善。据此，下面论述高层配筋砌块砌体剪力墙变形能力中墙延性的设计方法。
　　一、配筋砌块砌体剪力墙延性的影响因素及影响程度分析
　　一般来说，配筋砌块砌体墙无论是在水平还是垂直方向力作用下显示出的破坏程度有剪切破坏与弯曲破坏两种。其中剪切性破坏的延性数值比较低，对剪力墙施工设计的影响也不大，而弯曲性破坏过程中对剪跨比较大的需求使得相关工作人员应当对这种破坏加以着重关注。具体而言，能够对剪力墙延性发生作用的因素有以下几点。
　　 （一）极限与屈服曲率对剪力墙延性的影响。经研究发现，当剪力墙极限曲率越大、屈服曲率越小的时候，塑性铰区域实际高度与墙体高度之间的比值就会越大，此时剪力墙的延性性能也就越好。这说明，在配筋砌块砌体设计中应尽量使屈服曲率趋向无限小、极限曲率趋向于无限大。
　　 （二）轴压比对剪力墙延性的影响。紧接上一点，在剪力墙中添加进轴压比会对屈服曲率造成很大的影响，一旦屈服曲率有所提高，极限曲率会骤降，由此导致整个剪力墙延性性能的降低。这说明，在配筋砌块砌体设计中应对轴压比加以注重关注，尽量减小这一比值。
　　 （三）剪跨比对剪力墙延性的影响。同样的，剪跨比对剪力墙位移延性的影响主要在于它对塑性铰区域实际高度与墙体高度间比值的影响。剪跨比越大，高度比也就越低，剪力墙的延性也就会随之降低。这也就意味着，在配筋砌块砌体设计中对剪跨比的处理应当以“合理降低、有效控制”为主。
　　 （四）配筋的屈服强度对剪力墙延性的影响。在配筋位置、结构均保持对称的状态下，边缘钢筋的屈服度的增大会提高屈服应变力，从而造成屈服曲率的提升，最终反映到剪力墙延性的能力的减弱。这就意味着，在配筋砌块砌体设计中应注意尽量降低边缘钢筋的屈服度。
　　 （五）腹板屈服强度与垂向分布钢筋配筋率对剪力墙延性的影响。从理论上来说，剪力墙的延性能力与腹板这两大因素之间呈现出反比比例关系。造成这一现象的直接原因在于腹板屈服强度与配筋率的提升会使得极限压区高度有所提高。这说明，在配筋砌块砌体剪力墙延性设计中应注意对这两项因素进行控制，但这种控制需要维持在一定限度之内。
　　 （六）砌块砌体抗压强度对剪力墙延性的影响。这一因素对延性的影响规律同上文提高的轴压比正好相反。砌块砌体的抗压强度越高，墙体延性性能越好。这意味着，在配筋砌块砌体设计中应做到对其抗压强度的提升，但由于这一因素对整个剪力墙延性的影响比较大，因此在整体设计过程中对这部分因素的控制应在不影响其他因素的基础上进行，居于次要辅助地位。
　　 （七）砌块砌体极限压应变能力对剪力墙延性的影响。增大砌块砌体极限压应变能力够提高极限曲率，从而加大剪力墙的延性比。这说明，在砌块砌体设计中应使这一数字始终处于较高位置，并且当剪力墙剪跨比与轴压比间的比值趋向于无穷小的时候，这种能力对延性起到的作用最为明显。
　　
　　二、高层配筋砌块砌体剪力墙延性实用设计建议
　　针对上文所总结出的能够对剪力墙延性性能造成影响的因素分析，结合高层建筑施工的实际要求，笔者认为为确保整个剪力墙墙体的延性性能，在实际施工中应从以下几点加以关注。
　　 （一）首先，高层建筑底部塑性区域内的墙体应采用100％灌孔。其次，为提高轴压比值，在约束边缘构件的选取中应推行约束性的砌块砌体（约束板、水平箍筋砌体等）或是约束性混凝土。最后、约束混凝土的强度等级应尽量与墙体截面灌孔的强度等级保持一致。
　　 （二）一方面，当建筑施工要求剪力墙截面呈现矩形形状且未考虑墙体约束边缘构件时，轴压比的具体比值应严格控制在0.10以内；另一方面，当添加有墙体约束边缘构件时，轴压比比值可以有所提高，但仍需参照配箍特征值的设计值严格控制在一定限度以内。
　　 （三）对于工字型截面剪力墙而言，轴压比的限度值可以建立在截面具体尺寸的基础上，按公式：n=0.10+1.76（hf－b）/h+2（hf－b）－0.036来计算。其中n为轴压比限度值，hf为剪力墙翼缘的宽度，h为墙体截面厚度，b为墙体截面长度。值得注意的是在实际高层建筑项目中，翼缘宽度的取值应以墙厚12倍及墙长0.6倍为限。
　　
　　三、结束语
　　总而言之，在高层建筑项目的实际施工工程中，要想使建筑质量及安全性能得到有力保障，就需要建立在对剪力墙延性能力有所影响的因素分析基础上，结合实际工程需要不断探索与归纳，使其能够更好的为工程应用提供便捷。
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