淺談屋面女兒墻最大懸臂高度的確定-王立娟

1、淺談屋面女兒墻的最大懸臂高度的確定及加強(qiáng)措施王立娟（中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司）摘要 本文主要敘述了屋面女兒墻的最大懸臂高度的計(jì)算過程及兒種加強(qiáng)措施。關(guān)鍵詞女兒墻最大懸臂高度加強(qiáng)措施1刖呂在建筑工程設(shè)計(jì)中，由于建筑立面造型的變化，女兒墻高度不僅僅要滿足使用功能的耍 求，而且耍滿足立面造型的要求，因此為了保證女兒墻的安全，女兒墻的安全性計(jì)算及女兒 墻的加強(qiáng)措施，在整個(gè)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中愈來愈重要。屋而女兒墻使用得較多的形式有兩種： 砌體和鋼筋混凝土女兒墻。在一般情況下，后者的高度取值要比前者靈活，h不必設(shè)置構(gòu)造 柱。本人剛剛做的一個(gè)項(xiàng)目吐哈油m分公司哈密職工豬舍，五層磚混結(jié)構(gòu)，為了滿

2、足立 面造型需耍就耍設(shè)置最高點(diǎn)2. 2米高的弧形女兒墻。下回就此工程介紹一下女兒墻的最大懸 臂高度的計(jì)算過程及幾種加強(qiáng)措施。根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范kb-50011-2001第3. 7. 1條規(guī)定，屛而女兒墻作為圍護(hù)墻體, 屬于非結(jié)構(gòu)構(gòu)件范疇。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接需進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件 設(shè)防目標(biāo)要與主體結(jié)構(gòu)的設(shè)防目標(biāo)相協(xié)調(diào)。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和其所在的主體結(jié)構(gòu)組成一個(gè)總的系 統(tǒng)，這個(gè)總系統(tǒng)的地震反應(yīng)狀態(tài)，同二者連接狀況，質(zhì)量比和阻尼特征有關(guān)，通常情況下, 上人屋面的女兒墻需要設(shè)計(jì)成立面懸臂式的，以免占據(jù)屋頂空間。這就提出了以卜二個(gè)問題: 砌體女兒墻的最人懸臂高度和為了保證女兒墻的整體性所

3、需的構(gòu)造柱間距是多少？實(shí)際上, 女兒墻的最人懸臂高度不僅由墻體自少的材料及其截面特性決定，還取決于抗震設(shè)防烈度和 當(dāng)?shù)仫L(fēng)荷載的大小。除60m以上的高層建筑外，地憲作用和風(fēng)荷載作用可不同時(shí)考慮，因此 在此項(xiàng)目中只考慮地震單獨(dú)作用時(shí)墻體受力機(jī)理。當(dāng)風(fēng)荷載起主導(dǎo)作用時(shí)，兩種作用應(yīng)分別 計(jì)算，収其安全值。女兒墻的水平地震作用采用等效側(cè)力法計(jì)算，哈密地區(qū)抗震設(shè)防烈度為 7度，女兒墻采用m10水泥砂漿砌筑240mm厚mu10實(shí)心粘土磚。2屋面女兒墻最大懸臂高度的計(jì)算一般情況下女兒墻根部設(shè)有混凝土梁、板或圈梁，可視其為墻體的固接支座；墻體頂 部為口山端，不存在支承點(diǎn)之間的相對位移所產(chǎn)生的影響，從而nj將女兒

4、墻簡化為一靜定懸 臂構(gòu)件。且女兒墻重力遠(yuǎn)小于頂層的重力，在地震力的作用下，女兒墻的受力機(jī)理等效于： 集屮力作用于自由端處的懸臂構(gòu)件。構(gòu)件破壞面出現(xiàn)在女兒墻根部，呈通縫狀，屬彎1山抗拉 破壞。根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范gb50003-2001,受彎構(gòu)件承載力計(jì)算公式為：m=ftmw,磚 混結(jié)構(gòu)中女兒墻地震力frh取值僅考慮墻體口身重量，忽略口振周期、特征周期和阻力調(diào)整 系數(shù)的影響。在此處計(jì)算女兒墻的水平地震力時(shí)，未沿用底部剪力法中常規(guī)的g乘以3的放 人系數(shù)的算法；而是采用等效側(cè)力法即單質(zhì)點(diǎn)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震簡化計(jì)算方法。等效側(cè)力法 計(jì)算水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值為:f=y h 1 2 a maxg,其中y為非

5、結(jié)構(gòu)構(gòu)件功能系數(shù),n為 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件類別系數(shù)，c 1狀態(tài)系數(shù)，c 2位置系數(shù)取2. 0, g為非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重力，a max為 水平地震影響系數(shù)最大值。計(jì)算參數(shù)為：墻體自重g二5. 36kn/m2；砌體抗拉強(qiáng)度ftm二0. 136mpa；水平地震影響系 數(shù)最人值a max?？紤]各種基本地震加速度的地區(qū)，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件類別系數(shù)?。ò幢惤ㄖ?考慮）：1.0；非結(jié)構(gòu)構(gòu)件功能系數(shù)取1.4；狀態(tài)系數(shù)?。ú辉O(shè)置構(gòu)造柱的取值）2.0；（設(shè) 置構(gòu)造柱的取值）1.0；位置系數(shù)（建筑屋頂點(diǎn)取值規(guī)定）2.0；組合分項(xiàng)系數(shù)承載力抗慮調(diào) 整系數(shù)（非承重墻體）0.750。取單位長度lm為計(jì)算單元:1）不設(shè)置構(gòu)造柱的情況時(shí)，墻體

6、截而抵抗矩：w-l/6bh2；墻體底部壓應(yīng)力6 -m/w；有 h= 1090mm；女兒墻不設(shè)置構(gòu)造柱時(shí)最大懸臂高度為1090mmo2）設(shè)置構(gòu)造柱的情況時(shí)，有h二1560mm,女兒墻設(shè)置構(gòu)造柱時(shí)最大懸借高度為1560mm03女兒墻幾種構(gòu)造加強(qiáng)措施通過上述計(jì)算分析可知，哈密地區(qū)（7度設(shè)防）女兒墻最大高度當(dāng)不設(shè)置構(gòu)造柱時(shí)最大 懸臂高度為1090mm,當(dāng)女兒墻設(shè)置構(gòu)造柱時(shí)最大懸臂高度為1560晰。但實(shí)際上為了滿足建 筑立面效果，本工程中的屋面女兒墻懸秤高度局部達(dá)到了 2. 2米,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了前面兩種情況, 為了保證建筑立面造型的實(shí)現(xiàn)，只有加強(qiáng)女兒墻構(gòu)造措施，才能解決女兒墻安全問題。1）對女兒墻最大懸臂高

7、度大于1200nmb小于1500mm,可采用加密構(gòu)造柱及在鬲度中部增 設(shè)圈梁的辦法來解決，通過構(gòu)造柱的加密，可提高女兒墻的抗剪能力，屮部增設(shè)圈梁，可降 低女兒墻的計(jì)算高度。具體做法如圖所示1。i? 102）對女兒墻最大懸臂高度大于1500mm,小于、等于2100mm, nj*釆用加密構(gòu)造柱在高度 中部增設(shè)圈梁及在女兒墻高度的2/3設(shè)斜撐辦法來的辦法來解決，斜撐nj有效降低女兒墻相 對高度，避免女兒墻平面外失穩(wěn)，但斜撐必須與板町靠連結(jié)，鋼筋錨固長度應(yīng)滿足鋼筋混 凝土設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，斜撐設(shè)置間距應(yīng)與女兒墻構(gòu)造柱間距相同，具體做法如圖2所示。 此措施唯一缺點(diǎn)就是斜撐現(xiàn)澆混凝土?xí)r不好施工，必須支好頂模

8、、底模及側(cè)模。i? 101000 '1-1圖1女兒墻最大懸臂高度大于1200whw1500圖2女兒墻最大懸臂高度大于 1500whw21003）對女兒墻最大懸臂高度大于2100mm,小于3000mm，可采用女兒墻加密構(gòu)造柱，口在 髙度中部增設(shè)圈梁及在女兒墻高度的2/3設(shè)置構(gòu)架形式來解決，這就要求構(gòu)架中的柱應(yīng)有足 夠的剛度，柱不應(yīng)按構(gòu)造柱配筋，應(yīng)按計(jì)算確定。水平力應(yīng)采用底部剪力法計(jì)算。頂層梁應(yīng) 滿足簡支梁的計(jì)算要求，r最好是下部冇構(gòu)造柱的位置以利于上下柱鋼筋搭接，若構(gòu)架柱所 處位置無柱，則應(yīng)使構(gòu)架柱伸至下層墻體內(nèi)，且在構(gòu)架柱所處位置設(shè)置圈梁，圈梁高度大于 1 8 0 mm,若構(gòu)架柱生根梁

9、上，則應(yīng)加大梁的剛度，梁的剛度應(yīng)為柱剛度的1. 5倍。梁柱 接頭處鋼筋錨固長度應(yīng)滿足鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范對框架節(jié)點(diǎn)的要求。具體做法如圖3所 示。此措施雖然看似多設(shè)了根梁，但是施工起來比較方便，并h小框架下而可以不必填充。in：!l3-ii jiujulnu副3女兒墻最雄臂高度大于2100 <h <30004結(jié)語在實(shí)際工程屮，女兒墻的材料形式多種多樣，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況及結(jié)構(gòu)形式合理的 選擇。在女兒墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，從上面的計(jì)算過程可見，選擇自重輕及抗拉強(qiáng)度高的墻體材料 対捉高女兒墻抵抗水平地震作用是十分有效的。同時(shí)対女兒墻構(gòu)造措施加強(qiáng)也可一定程度減 輕樓板溫度應(yīng)力對女兒墻的破壞，從而更有效提高女