前言
剪力墻結構wkl到底是按屋面框架梁還是屋面連梁?有的理解成框架梁,有的當作墻梁處理,而有的則干脆既按1.7lae彎折錨固,又按屋面ll做法在錨固區(qū)加設箍筋。
眾說紛紜莫衷一是;結算對量時各執(zhí)一詞,但又缺乏說服力;實務操作時各種錯誤荒謬比比皆是。同一工程4家勞務出現(xiàn)四種不同的做法,這豈非咄咄怪事。任何東西溯本追源方知其本質和真相。
一、wkl的定義
代號wkl的梁類型為屋面框架梁,wkl屋面框架梁位于結構頂面。
代號kl的梁類型為樓層框架梁,位于中間層。
wkl與kl的區(qū)別是wkl支座上部無柱, kl支座上部有柱。屋面框架梁錨固縱筋在端節(jié)點的上部保護層不足5d,不具備樓層梁柱節(jié)點提供的錨固條件,故需特殊處理。
凡框架結構必有wkl梁,框剪結構和剪力墻結構也有wkl梁,不同結構中的wkl,情況紛繁復雜,節(jié)點構造不能生搬硬套。
二、框架結構屋面梁wkl構造
框架結構的wkl梁端部構造做法有二種:
一種是梁上搭接,柱頂外側鋼筋彎折1.5lae,梁上部鋼筋彎折到梁底。
另外一種是柱外搭接,柱頂鋼筋彎折12d或直線,梁上部鋼筋彎折1.7lae。如果柱配筋率大于等于1.2%,則梁上部鋼筋彎折1.7lae與1.7lae+20d相間布置,即一半為1.7lae,一半為1.7lae+20d。
這是11g101-1標準圖集提供的框架結構屋面梁柱節(jié)點構造方式,其適應條件不包括剪力墻結構中wkl的做法。
三、剪力墻結構與其他結構的區(qū)別
剪力墻結構頂層也有代號為wkl的梁。
剪力墻結構與框架結構是不同的結構體系。
框架結構(frame structure)“是由梁和柱為主要構件組成的承受豎向和水平作用的結構”。
剪力墻結構(shearwall structure)由剪力墻組成的承受豎向和水平作用的結構。
由異型柱和框架梁構成的異型柱結構(structure with speciallyshedcolumns)其構造同框架結構。
只有局部和零星剪力墻(如異型框架結構的多層住宅和小高層住宅,大部分是一型、l型、t型和十型柱,只有電梯井剪力墻),這種結構不屬于剪力墻結構,不以剪力墻承受豎向和水平作用力。因此,以少量剪力墻和異型柱與框架梁組成的結構,可近似地按框架結構。任何事不一定都是涇渭分明,邊界清晰,模糊是常態(tài)。
四、剪力墻結構中的wkl
《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》第7.1.3條:“跨高比不小于5的連梁宜按框架梁設計”。跨高比不小于5的連梁規(guī)程要求按框架梁設計,設計也將其標注為kl(wkl),但它本質上不是框架梁,是偽框架梁,仍然屬于墻梁范疇。原因是跨高比>5的連梁由剪力墻或短肢剪力支承而不是由框架柱支承。此框架梁者,不是框架梁,是名框架梁。此屋面框架梁者,不是屋面框架梁,是名屋面框架梁。
剪力墻結構中標注為wkl應按哪個構造?
1、 一般情況下剪力墻結構設計標注為wkl可以參考頂層連梁的做法,wkl縱筋錨入墻max(lae,600),不能滿足直錨時則伸至外側縱筋內側后彎折15d。同時,在縱筋錨固范圍內布置框架梁箍筋,間距為150㎜,其作用是約束屋面連梁上部錨固縱筋。
2、當屋面框架梁與框架柱、邊框柱、端柱或獨立墻柱相連時,按框架結構的wkl梁端部構造做法。
框架柱是剪切型受力構件,箍筋有加密非加密,端柱屬于彎曲型受力構件,設計一種箍筋間距;框架柱是獨立的,而端柱與墻相連。這是兩者的區(qū)別。
《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》第7.1.6條:“當墻肢的截面高度與厚度之比不大于4時,宜按框架柱進行截面設計”?!督ㄖ拐鹪O計規(guī)范》(gb50010-2010)第6.4.6條:“抗震墻墻肢長度不大于墻厚3倍時,應按柱的有關要求進行設計。”同理,它按框架柱設計,但本質上不是框架柱,仍屬于墻柱范疇。
3、剪力墻結構中標注為wkl的與剪力墻的位置關系:有平行于墻(順著墻),有垂直于墻的,有的以獨立墻柱為支座的。
(1)wkl順著墻的,通常以墻柱和墻身共同體為組合支座,按屋面連梁構造,剪力墻與屋面連梁是剛性連接,滿足強錨固的條件。
(2)垂直于墻的wkl,如果按剛性連接設計按屋面框柱節(jié)點構造,同時應控制剪力墻平面外的彎矩,如沿梁軸線方向設置與梁相連的剪力墻,抵抗該墻肢平面外彎矩,或在梁端墻內增設扶壁柱、暗柱、型鋼等措施以減小梁端部彎矩對墻的不利影響。如果按半剛性設計,則按非框架梁構造處理。
剪力墻連梁ll跨高比大于5時,按框架梁設計,如梁端箍筋加密等,但是不可以標注為kl。這種把這種ll標注為kl,把wll標注為wkl的做法是不當?shù)?,產生很大的歧義,也給鋼筋算量和施工造成很大的混亂。
剪力墻結構中wll與wkl有區(qū)別,為了區(qū)別剪力墻結構中的wkl與框架結構的wkl,剪力墻結構中的wkl用wqkl表示,在圖集上也要相應的構造圖。
五、wkl與bkl異同
wkl梁與代號為bkl的邊框梁有什么異同呢?兩者看上去極為相似。wkl是獨立構件,bkl是非獨立構件,與剪力墻形成一體,無獨立承載荷載的功能。當剪力墻平面外的梁支承在墻頂時,即為邊框梁。bkl的位置一般布置在房屋的周邊和房屋的上邊。
bkl是墻力墻頂部設置的梁, al也是墻力墻頂部設置的梁,它們都是墻頂部水平加強帶。al本質上仍是墻,墻柱不是它支座,不存在錨固問題,不可按節(jié)點構造方式處理。
bkl比墻寬,而al同墻厚,bkl是比墻厚寬的暗梁??蚣艚Y構要求墻頂設計暗梁,有了邊框梁就可以不設暗梁。暗梁的功能是抵抗地震破壞作用時避免發(fā)生縱向劈裂,連框梁除具備暗梁相同功能外,還具有為在平面外支承的梁提供滿足剛性錨固的支座空間,以及邊緣加強等功能。
邊框梁下有墻,wkl梁下無墻。邊框梁不是梁,是墻的加強帶,是非獨立構件;wkl是梁,是受彎構件,是獨立構件。
邊框柱與邊框梁不是支承與被支承關系到,它們之間不屬于“支承型”剛性錨固,而是一種“關聯(lián)型”剛性錨固,與屋面梁節(jié)點略有不同,但也相似,都是剛性錨固。
邊框梁與邊框柱形成近似框架結構,而不只是墻豎向與水平的約束加強作用,此時柱梁為主墻為次。
剪力墻結構中的wkl做法可參照邊框梁做法相同。
六、剪力墻結構中的wkl與框架結構wkl的異同
屋面框架梁與框架柱是剛性連接,屋面框架梁與墻是半剛接或鉸接。
連梁與剪力墻是剛性連接,剪力墻是節(jié)點主體,連梁是節(jié)點客體。
不管wkl在何種結構中,不是根據(jù)wkl的受力不同,而是以支座形態(tài)作為wkl構造選擇的依據(jù)。
七、wkl的其他情況
1、框剪結構中的框架部分同框架結構。
2、框剪結構如果wkl梁的支座為框架柱,其做法按框架結構的wkl梁。
3、框剪結構如果wkl梁的支座為墻柱,其做法按剪力墻結構的wkl梁。
4、地下室框架柱封頂,上部無結構時,此時框架梁的端部按屋面框架梁構造。
其實,不用想得太復雜,可以簡化處理。
當屋面框架梁的支座不是框架柱時,進行“跨界構造修正”,即將該支座節(jié)點錨固構造修正為一該支座類型相應或相近的構造。
當wkl以框架柱、邊框柱、端柱、異形柱和當墻肢的截面高度與厚度之比不大于3時為支座時,wkl均以框架結構屋面梁構造方式處理;當wkl以墻支座或以墻與柱為共同支座時,按屋面連梁構造計算。當wkl一端以柱為支座,一端以墻為支座,則一端按屋面框架梁,一端按屋面連梁。當wkl一端以柱為支座,一端以墻為梁,則一端按屋面框架梁,一端按非框架梁。
從支座外形特征分析:以點式或矩形獨立構件為支座的wkl通常按框架結構屋面梁柱節(jié)點構造方式,以線形組合構件為支座的wkl按屋面連梁wll處理。
構造規(guī)則應符合構造的普遍性規(guī)律,伸入支座的長度及彎折的長度正好是符合其錨固強度,恰到好處,增之則浪費,減之則不夠。