剪力墙偏拉是不是要定义为偏拉
发布网友
发布时间：2022-12-29 10:11
共1个回答
热心网友
时间：2023-10-26 04:25
因为，剪力墙承受的轴向拉力会和弯矩耦合，可能呈现小偏拉或大偏拉状态。与此同时，剪力墙承受拉力又会影响抗剪性能，在某种程度上，拉力又与斜截面承载力耦合。
以前，我们的认知大致是这样的：“剪力墙小偏心受拉，可能会导致出现水平通缝，从而严重削弱抗剪能力，抗侧刚度严重退化，剪力发生转移致使其他墙肢抗剪不足，因此应尽量避免出现小偏拉。大偏拉同样会导致墙肢出现裂缝，剪力重分配。”
因此，《高规》7.2.4条规定：
抗震设计的双肢剪力墙，其墙肢不宜出现小偏心受拉；当任一墙肢出现偏心受拉时，另一墙肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘以增大系数1.25。
另外，规范给出的偏拉剪力墙斜截面承载力计算公式（《高规》7.2.11条）也考虑了轴拉力对抗剪能力的削弱作用。但这条公式对轴拉力的考虑，有个上限，约为4XftXbXh0.
再进一步，《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（2015版）对轴拉力的规定更加明确：
中震时双向水平地震下墙肢全截面由轴向力产生的平均名义拉应力超过混凝土抗拉强度标准值时宜设置型钢承担拉力，且平均名义拉应力不宜超过两倍混凝土抗拉强度标准值(可按弹性模量换算考虑型钢和钢板的作用)，但全截面型钢和钢板的含钢率超过2.5%时可按比例适当放松。
说实话，这条规定操作起来比较容易，以至于很多工程师都按这条复核轴拉力，反而不够重视正截面的偏拉复核。但如果细究的话，这条规定引起的争议也很大。
本号曾发表过一篇文章《超限报告中的几点问题07——混凝土名义拉应力超过2ftk》，阐述了这个问题（主要是方大师的观点）。总结起来，观点如下：
构件是否安全，主要关注正截面承载力、斜截面承载力及裂缝是否满足要求，名义拉应力不是硬性要求；
基于刚度退化的考虑，如果小偏拉剪力墙较多，其余偏压剪力墙抗剪承载力可适当放大。
最近，方小丹团队在建筑结构学报上发表了一篇文章《偏心受拉钢筋混凝土剪力墙受剪性能试验研究》，对上述问题又有新的研究。文章提到：
轴拉力的存在使得各个试件的受压区混凝土难以达到极限压应变，受压区混凝土虽有破碎，但均为混凝土受拉开裂后受试件变形影响而局部挤压剥落破碎，各个试件均未发生混凝土被压溃的破坏情况。
试件的破坏形态表现为拉弯剪破坏，破坏始于斜截面水平钢筋及剪力墙边缘暗柱钢筋的受拉屈服。即随着水平荷载的增大，试件下部弯矩较大的截面出现压力，但压应力很小，混凝土未发生受压破坏。这是偏心受拉剪力墙之所以有优良延性的主要原因。
这个观点非常有趣，因为钢筋混凝土构件，我们需要避免的脆性破坏，都是由受压区混凝土压溃作为终止条件的。因此，我们常说，混凝土轴压比越高，延性相对降低。反过来想，如果混凝土构件施加的不是压力，而是拉力，拉弯作用下，混凝土压应力就会减小，此时，构件破坏形态变为受拉区钢筋的屈服，延性反而变好。
文章指出，提高竖向钢筋配筋率对于提高钢筋混凝土剪力墙偏心受拉斜截面受剪承载力效果明显，并给出推荐公式：

这个公式中的0.18fyAs，即是考虑竖向钢筋对抗剪承载力的贡献。其实，竖向钢筋（或纵筋）对抗剪承载力的贡献，一直都存在，只是对板式构件作用更明显。我在《超限报告中的几点问题05—楼板薄弱连接位置抗剪计算》 一文中也讨论过类似问题。
针对偏心受拉剪力墙，方大师文章还给出三条建议：
令竖向钢筋的受拉承载力不小于混凝土的受拉承载力，可得竖向钢筋的最小配筋率ρv,min=ft/fy，不同强度混凝土及钢筋计算得到的最小配筋率如下：

控制剪力墙竖向钢筋不屈服，水平裂缝宽度 不大于0.4mm，竖向钢筋直径不小于 14 mm，可保证钢筋的销栓作用，剪力墙斜截面受剪承载力充分发挥。
考虑剪跨比为1.5，令水平钢筋受拉承载力的贡献不小于混凝土受拉承载力的贡献，可得偏拉剪力墙水平向钢筋的最小配筋率为：ρh,min=0.5ft/fy。
值得一提的是，任重翠、肖从真、徐培福，2018年4月，在土木工程学报上发了一篇文章《钢筋混凝土剪力墙拉剪性能试验研究》。这篇文章和方大师最近发的文章，部分结论是一致的，比如：
轴拉力的存在，可改善剪力墙延性；
轴拉力降低剪力墙的抗震承载力；
竖向钢筋可提高剪力墙的抗剪承载力及变形能力。
