[转载]超短梁的剪压比控制

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1,问题的提出
某250m办公+住宅楼在住宅层部分外筒立柱错列,形成较多的超短梁,错列柱的竖向传力途径与传统的竖向贯通柱及梁式转换柱方式有所差别,针对本塔楼,在整体模型里选取局部区域采用壳元进行细致分析,提出相应的处理措施。
局部壳元模型放于整体模型中计算,这样可真实考虑整体刚度的影响。壳元至杆系的过渡面采用刚性连接,保证过渡面力和位移的协调。局部壳元模型如下图所示。
http://s16/mw690/0020qpZrgy6HDQpeKqrff&690
针对如上情形,基于杆系模型计算,依据中国规范公式,抗剪截面难以满足要求,一般的处理方法是增加截面或设置钢片以达到抗剪截面要求,但是增加截面受建筑条件制约,同时也使得梁刚度更大,柱相对刚度更小,延性变差,增加钢片能较好的提高抗剪截面限值,而且仅从抗剪的角度用钢量很少,但是会增加施工的难度,且多了一道钢结构工序,不一定是最好方法。
考虑到规范控制抗剪截面主要是防止斜压破坏,这里引入拉压杆理论,类似于斜撑转换,这样受压区设置暗撑,受拉区设置钢筋,形成拉压杆传力系统。针对这个思路,通过上需有限元模型,寻找力的传递规律,结果如下:
力的传递规律
基于以上细部分析结果,对于超短梁上、下的错列柱,传力途径有别于传统梁或转换梁,当上、下错列柱有重叠时(本塔楼典型重叠375mm,上、下柱宽750mm,重叠半个柱宽),柱轴力通过较高的超短梁可直接传递,此种情形可将下柱纵筋直接在梁内弯折至上柱。此时可认为不存在杆系模型存在的抗剪截面问题。
当上、下柱错列无重叠且较近时,此时上柱轴力沿上下柱连线方向传递,在相应区域产生拉应力,根据基于杆系模型的相关分析结果,此时按传统的梁构件计算剪压比较难满足规范要求,除了提出的在梁内设置钢板提高剪压比限值的措施外,可通过拉压杆概念解决此问题。沿主压应力迹线布设受压钢筋,顶底受拉区设置水平钢筋承担拉力,类似于斜撑转换。此时只需压杆满足受压承载能力条件,可不考虑抗剪截面条件。
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