關於剪力牆結構大偏心受壓小偏心受壓和大偏心受拉小偏心受拉的理解

05-10

當某片剪力牆上的軸力是壓力的前提下，配合水平力產生的彎矩，這樣是大偏心受壓小偏心受壓。當然雙肢牆例外，雙肢牆是可以其中一肢受拉另一肢受壓的。所以一肢收拉，另一肢也可能是大偏壓。反過來也一樣。

當某片剪力牆上的軸力是拉力的前提下，配合水平力產生的彎矩，這樣是大偏心受拉小偏心受拉。當然實際上的牆體偏心受拉只會出現在建築角部，中部那些是單構件配筋下形成的。

柱子是一樣的道理，當柱子軸力是壓力的前提下，配合水平力產生的彎矩，就是大偏心受壓小偏心受壓。反過來一樣。

柱子是層層變形，其實剪力牆由於樓板的存在，是靠著層層的每一個轉角的變形，每一層轉角層層累加，形成一個大的彎曲，只是沒有柱子那麼誇張是層層的剪切變形。屬於彎剪變形或彎曲變形。框剪結構的剪力牆每一層都有彎矩是正常的，每一層剪力牆都有彎矩去驗算正截面配筋，除非彎曲形的變形才是，只有受拉才會有配筋。而不能理解成必須把建築往上抬才有彎矩去配筋。不過往上抬這種情況一般都是大小偏心受拉（這種整個往上抬是針對建築整體，建築角部被拉起來，類似整體傾覆，只是看下面能不能拉得住，比如央視大樓的部分樁在豎向荷載下就是受拉的。），當為小偏心受壓是縱筋的抗拉強度幾乎用不到，不過一般設計是小地震下的設計，當地震大的時候變成大偏心，鋼筋自然用得上。另一種：大小偏心受拉，這種前提是剪力牆軸力就是受拉的，然後結合水平力和豎向力產生的彎矩去區分大小偏心受拉，要滿足剪力牆本身軸力就是受拉的，一般在雙肢牆或多肢牆會出現，因為層層連梁的剪力可能組合成一個很大的軸力把雙肢牆其中的一個牆肢克服自重往上拉。考慮到這個建築就是角部受拉。

有一個問題是：為什麼單片剪力牆或框架結構中的柱子，軟體也有時會算出PL。在沒有向上的力前提下，是不能叫偏拉的，只能叫大偏壓。原因如下圖：當地震力很大，涉及到傾覆問題時，是整個建築當成一個整體，其中一邊的柱子直接受拉，這個時候受拉的柱子加上本身豎向荷載產生的彎矩就產生大小偏心受拉。一般底層柱水平力產生的彎矩比較大，才會出現這種0應力需要柱子受拉的（雖然底層壓下來的力也比較大，但是一般就是底層才會出現，壓下來的力和彎矩關係是非線性的）。當然建築中部出現的pl是單構件配筋下的情況，之後的一個文章有寫，是軟體計算問題。

當然剪力牆中的所有鋼筋，都是有互相作用的，比如我們知道，剪應力是牆中部比較大，所以中部水平筋先去作用，其實邊緣構件里的箍筋，縱筋和牆身豎向分布筋都是能抵抗水平剪力的，只是我們沒有去考慮豎向筋的作用，單獨讓水平筋去滿足，除了驗算施工縫，只能用豎向鋼筋！

高規7.2.7是為了滿足剪壓比，條文說明有，是讓材料更加協調工作，不是算抗剪的，抗剪是下面的7.2.10和7.2.11.

上圖：剪力牆在樓板約束下是層層的轉角形成的，而柱子則是更明顯的層層剪切變形，設計剪力牆的時候，一定要注意整體傾覆，因為如果基礎和整體在水平力下傾覆，剪力牆抗彎承載力設計得再高也沒用。因為他們還沒發揮效果樓就先傾覆倒了。而且，其實剪力牆邊緣構件的縱筋來承受彎矩的話，如果剪力牆是小偏心受壓，其實受拉鋼筋基本用不到（分析：彎矩產生的軸力不足以抵消上部軸壓力，幾乎整個截面的合力是受壓的）當大偏心受壓，彎矩抵消了部分軸壓力，這時候截面中產生拉力，鋼筋就用到了。除非是小偏心受拉和大偏心受拉，縱筋才用得多，不過大偏心受拉也是有受壓區的。受壓區是用不到鋼筋的，當然地震方向是不確定的，一旦一邊會有拉力，證明地震力反過來另一邊也會有拉力。當然很多剪力牆和柱子都還是有構造配筋的，就算沒拉力也會要滿足構造。

柱子也是一樣的道理，小偏心受壓縱筋是幾乎用不到的，大偏心受壓，小偏心受拉，大偏心受拉，柱子的縱筋才用得到。也一樣，必須保證結構不傾覆才有意義（通俗理解就是結構底板拉得夠緊，上部才能發揮出來），如下圖，所以設置地下室是很有用的，特別是高層。