超限報告系列總-05樓板薄弱連接位置抗剪計算

--KP001超限報告中的幾點問題05——樓板薄弱連接位置抗剪計算在實際工程中，時常碰到驗算樓板薄弱連接位置（包括細腰）的面內抗剪問題。以下為兩個工程的結構平面圖。從下圖可明顯看到結構布置中的樓板薄弱位置。樓板協(xié)調兩側的主結構時，面內將受到較大的水平力，包括軸力和剪力。樓板面內承受拉力或者壓力，相對來說，比較容易計算，但面內抗剪的問題，其實并不簡單。通常的做法是，按《混凝》或《高規(guī)》中梁或墻的抗剪承載力計算公式進行復核。但這樣做，有無問題呢？它們的抗剪機理是否一致呢？先來看梁的受剪機理。翻看教材，抗剪破壞分為斜壓破壞、剪壓破壞以及斜拉破壞。

簡單來說，梁的跨高比較小時，發(fā)生斜壓破壞，這種破壞多發(fā)生在剪同時，規(guī)范還對深受彎構件的受剪截面承載力進行復核，換算的剪壓比依然為0.15，依然是偏安全考慮。假定混凝土強度為C30，0.15fc基本與1.4ft相當，也就是說，抗剪承載力計算時，鋼筋的作用基本可以忽略。如果出現(xiàn)抗剪不足，只能增大構件截面或者提高混凝土強度。另外，為了保證面外穩(wěn)定性，規(guī)范還對高厚比及跨高比限值進行了規(guī)定，即不大于25.“試驗表明，當僅配有兩層鋼筋網時，如果網與網之間未設拉筋，由于鋼筋網在深梁平面外的變形未受到專門約束，當拉桿拱拱肋斜向壓力較大時，有可能發(fā)生沿深梁中面劈開的側向劈裂型斜壓破壞，故應在雙排鋼筋網之間配置拉筋?！睒前迮浣睿粚ｉT設拉筋，從這個角度來看，鋼筋的作用不應考慮。以對3m寬，120mm厚的樓板為例，其最大面內抗剪承載力為1.4X120X0.8X3000=403kN.

如果要求不出現(xiàn)斜裂縫，規(guī)范也給出了參考值，即0.5ftkXbXh0=288kN.（注意h0=0.8X3m）如果注意到《抗規(guī)》附錄E關于“矩形平面抗震墻結構框支層樓板設計要求”的一些規(guī)定，我們又會得到一些新的啟發(fā)。此處驗算的也是樓板面內的抗剪承載力。在公式E.1.2中，剪壓比相當于0.1/0.85=0.118，是偏保守的，這是由框支層樓板的重要性決定的。公式E.1.3不考慮樓板的混凝土作用，僅按穿過剪力墻的水平鋼筋驗算。這是一個什么樣的機理呢？這種情況考慮的是，地震作用下，混凝土大開裂，承擔傳遞剪力的擔子全部由鋼筋承擔。根據程懋堃大師《創(chuàng)新思維結構設計》所述，按照“剪摩擦”理論計算時，受剪面鋼筋fy應乘以0.7，我們規(guī)范計算的鋼筋面積偏小。對開頭所述的薄弱區(qū)樓板，面內最大抗剪承載力能否按剪摩擦理論計算呢？如果可以，3m寬的板跨，按10@150雙層配筋，最大抗剪承載力為791.28kN.事實上，在混凝土大開裂的情況下，鋼筋是可以提供791.28kN的承載力的，但在這種情況下，樓板（面內）剛度大大降低，相當于僅由鋼筋構成的軟連接（往復作用下，混凝土會逐漸剝落），已無法協(xié)調兩側的結構體共同變形，共同受力，各結構體（參考文章開頭的結構平面布置圖）很可能因為“獨木難支”而失穩(wěn)。這是我們無法接受的。所以，對薄弱區(qū)樓板，面內最大抗剪承載力只能為1.4ftbh0，或者考慮為0.15fcbh0.

一些超限報告在分析中震樓板應