小高層建筑短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　小高層建筑短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　【摘要】本文首先分析了短肢剪力墻和短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的判定等問題，進(jìn)而詳細(xì)分析了短肢剪力墻的優(yōu)點(diǎn)，以及如何進(jìn)行小高層建筑的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)，最后論述了小高層建筑短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)計(jì)算模型和軟件應(yīng)用易忽視的問題. </p><p>　　【關(guān)鍵詞】小高層建筑；短肢剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p>&l

2、t;p>　　中圖分類號： TU97文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　在小高層建筑中使用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是，要想充分的發(fā)揮短肢剪力墻的優(yōu)勢，必須進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)工作，進(jìn)而保證短肢剪力墻的設(shè)計(jì)是科學(xué)的。 </p><p>　　二、短肢剪力墻和短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的判定 &l

3、t;/p><p>　　1、指截面厚度不大于300mm，墻肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻，同時(shí)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定當(dāng)構(gòu)件截面的長邊(長度)大于其短邊(厚度)的4倍時(shí)，宜按墻的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)；高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)；短肢剪力墻較多時(shí)，應(yīng)布置筒體（或一般剪力墻），形成短肢剪力墻與筒體（或一般剪力墻）共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　

4、2、短肢剪力墻的規(guī)定要求。規(guī)程相關(guān)規(guī)定：《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第7.1.8條規(guī)定了由于短肢剪力墻抗震性能較差，在高層住宅結(jié)構(gòu)中短肢剪力墻布置不宜過多，不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)。同時(shí)規(guī)定了B級高度高層建筑和9度抗震設(shè)計(jì)的A級高度高層建筑，不宜布置短肢剪力墻墻，不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　3、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的必要條件：抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不

5、大于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)是指，在規(guī)定的水平地震作用下，短肢剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩不小于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的30%的剪力墻結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　顯然,上面第一個(gè)定義都是欠妥的,因?yàn)樗皇墙o出了墻肢的截面尺寸,實(shí)際上定義的是短肢剪力墻墻肢,而沒有考慮連梁和洞口對短肢剪力墻性能的影響,所以第一個(gè)定義是沒有意義的,并且會得出錯(cuò)誤的結(jié)果。通過文獻(xiàn)可以知道用力學(xué)參數(shù)而不

6、是幾何尺寸來定義短肢剪力更為準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)剪力墻時(shí)只需使得洞口寬度B與墻肢截面高度h的比值β值在上限值[β]u和下限值[β]l之間,再調(diào)整連梁的高度使得整體性系數(shù)滿足α<10,則此剪力墻就是短肢剪力墻，所以在做短肢剪力墻值得注意。 </p><p>　　三、短肢剪力墻體的優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　充分利用墻肢的承載能力，避免傳統(tǒng)剪力墻結(jié)構(gòu)中墻體過長而通常為構(gòu)造配筋的浪費(fèi)。減輕結(jié)構(gòu)自重、

7、降低主體結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)造價(jià)。結(jié)構(gòu)自振周期相對加大，彌補(bǔ)剪力墻體系抗側(cè)剛度大，從而地震反應(yīng)加大的缺點(diǎn)。主體結(jié)構(gòu)中大多數(shù)墻肢呈受彎工作狀態(tài)。從而保證墻體具有足夠的延性；同時(shí)大多數(shù)連梁的跨高比大于2.5，保證整體剛度的同時(shí)降低連梁的自身剛度，避免連梁的剪切破壞，使連梁也具有足夠的延性。以此來彌補(bǔ)剪力墻體系延性的不足。 </p><p>　　四、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)布置 </p><p>　　1、短肢墻的數(shù)

8、量應(yīng)當(dāng)適中，避免結(jié)構(gòu)太剛或太柔，滿足豎向荷載和抗側(cè)力需要即可。 </p><p>　　2、短肢剪力墻的縱橫應(yīng)盡量均勻分布，其軸向應(yīng)力不應(yīng)相差懸殊。 </p><p>　　3、短肢剪力墻肢間距不宜過大，在平面外邊緣及角點(diǎn)處，特別是外凸部分，布置必要的短肢墻，既有利于梁的支撐，又可以分散荷載，以加強(qiáng)其整體性和滿足平面剛性的要求。 </p><p>　　4、各短肢剪力墻應(yīng)

9、盡量對齊并拉直，與連梁一起構(gòu)成成片的聯(lián)肢墻抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　5、每道短肢墻宜與兩個(gè)方向的梁連結(jié)，連梁盡可能布置在墻肢的豎平面內(nèi)；連梁寬度一般宜與墻肢厚度相等。 </p><p>　　6、小高層外圍部分的豎向構(gòu)件根據(jù)受力的需要和建筑平面布置，設(shè)置適量的鋼筋混凝土短肢剪力墻，在各短肢剪力墻的墻肢間布置連系梁，把這些短肢墻以及核心筒連成一個(gè)整體，構(gòu)成整幢建筑的結(jié)構(gòu)體系。 <

10、;/p><p>　　五、短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意以下兩點(diǎn)問題： </p><p>　　1、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是適應(yīng)建筑要求而形成的特殊剪力墻結(jié)構(gòu)。其計(jì)算模型、配筋方式和構(gòu)造要求均同于普通剪力墻結(jié)構(gòu)。在TAT、TBSA中，只需按剪刀墻輸入即可，而且TAT、TBSA更適合用來計(jì)算短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。TAT、TBSA所用的計(jì)算模型都

11、是桿件、薄壁桿件模型，其中梁、柱為普通空間桿件，每端有6個(gè)自由度，墻視為薄壁桿件，每端有7個(gè)自由度（多一個(gè)截面翹曲角，即扭轉(zhuǎn)角沿縱軸的導(dǎo)數(shù)），考慮了墻單元非平面變形的影響，按矩陣位移法由單元剛度矩陣形成總剛度矩陣，引入樓板平面內(nèi)剛度無限大假定減少部分未知量之后求解，它適用于各種平面布置，未知量少，精度較高。 </p><p>　　2、對設(shè)有轉(zhuǎn)換層的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，一般都只是將電梯間、樓梯間、核心筒和一少部分剪力墻

12、落地，其余為轉(zhuǎn)換剪力墻。框支剪力墻是受力面向受力點(diǎn)過渡，由于薄壁桿件的連接處是點(diǎn)連接，所以用薄壁桿件模型不能很好地處理位移的連續(xù)和力的正確傳遞。因此，帶有轉(zhuǎn)換層的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先采用墻元模型軟件（如SATWE）進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　　六、結(jié)構(gòu)計(jì)算模型和軟件應(yīng)用中易忽視的問題 </p><p>　　在實(shí)際的計(jì)算應(yīng)用中，設(shè)計(jì)人員往往會視乎一些問題，主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)： </

13、p><p>　　1、總體計(jì)算中總信息的輸入 </p><p>　?。ㄒ唬┻B梁的剛度折減 </p><p>　　高層建筑中的連梁是一個(gè)耗能構(gòu)件，連梁的剪切破壞會使結(jié)構(gòu)的延性降低，對抗震不利，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意對連梁按“強(qiáng)剪弱彎”的延性要求進(jìn)行計(jì)算。多、高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中允許連梁的剛度有所下降，程序中通過連梁剛度折減系數(shù)來反映開裂后的連梁剛度。但應(yīng)注意短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻肢剛度相對較

14、小，連接各墻肢的梁已類似普通框架粱，而不同于一般剪力墻問的連梁，不應(yīng)在計(jì)算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調(diào)，使其設(shè)計(jì)內(nèi)力降低，應(yīng)按普通框架梁的要求，控制混凝上壓區(qū)高度，其梁端負(fù)彎矩鋼筋可由塑性調(diào)幅70％、80％來解決。 </p><p>　?。ǘ┒讨袅Φ目拐饦?gòu)造 </p><p>　　抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻的抗震等級可比普通剪力墻抗震等級提高一級；底部加強(qiáng)層應(yīng)按規(guī)定調(diào)整剪力設(shè)計(jì)值，其

15、他各層短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值，一級，二級時(shí)剪力墻剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2；短肢剪力墻截面厚度不應(yīng)小于200mm；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，一，二級剪力墻底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2％。其他部位不宜小于1.0％。 </p><p>　　2、程序輸入和輸出時(shí)應(yīng)注意的問題 </p><p>　　轉(zhuǎn)換層所在層號、框支梁、框支柱、角柱的指定?？蛑Я骸⒖蛑е?、角

16、柱是帶轉(zhuǎn)換層的復(fù)雜高層建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)需特別加強(qiáng)的構(gòu)件。《抗震規(guī)范》和《高規(guī)》按“強(qiáng)剪弱彎”的原則，對其抗震等級和組合設(shè)計(jì)內(nèi)力值進(jìn)行調(diào)整，并采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施。因此，程序輸入過程中正確指定轉(zhuǎn)換層所在層號、框支梁、框支柱和角柱，對計(jì)算結(jié)果的合理輸出是相當(dāng)重要的。也是設(shè)計(jì)人員容易忽視的問題。 </p><p><b>　　七、結(jié)束語 </b></p><p>　　綜上所

17、述，小高層建筑中進(jìn)行短肢剪力墻的布置設(shè)計(jì)必須講究一定的設(shè)計(jì)原則，在結(jié)合建筑特點(diǎn)的情況下進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，同時(shí)，必須要注意設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和容易被忽視的問題。 </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】 </b></p><p>　　[1]賈春偉艾冬娜.小議建筑短肢剪力墻與異形柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析[J].黑龍江科技信息.2008（35） </p><p>