短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析摘要：短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確應(yīng)稱(chēng)其為較多短肢的剪力墻結(jié)構(gòu)，它有利于住宅建筑的布置，又可進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)自重，從而降低了基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)，深得建筑發(fā)展商的青睞，得到了廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：短肢剪力墻， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)要求短肢剪力墻是近些年我國(guó)工程技術(shù)人員為了滿足設(shè)計(jì)需要提出的一種新型的抗側(cè)力構(gòu)件，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了原來(lái)普通框架結(jié)構(gòu)的露梁露柱、普通剪力墻結(jié)構(gòu)對(duì)建筑空間的嚴(yán)格限定等問(wèn)題，人們對(duì)住宅空間美觀與靈活分隔的要求也得到了滿足。重要的是，還可以進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)自重，因此在高層住宅結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用，建設(shè)部已將其列為一種新型的住宅體系加以推廣。 1 短肢剪力墻的定義及其特點(diǎn) 對(duì)

2、于高層住宅，采用框架結(jié)構(gòu)時(shí)，柱的局部突出而影響結(jié)構(gòu)的平面布局和美觀效果。采用一般剪力墻結(jié)構(gòu)，很難滿足底部有停車(chē)場(chǎng)等公共設(shè)施的建筑需求。同時(shí)，對(duì)于小高層住宅來(lái)說(shuō)，采用小高層往往使結(jié)構(gòu)剛度加大，有效質(zhì)量也隨之加大，從而使得地震作用較大。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)克服了上述缺陷，依據(jù)自身的平面靈活性來(lái)調(diào)整結(jié)構(gòu)的理想剛度，形成了一種短肢剪力墻為主的“短肢”剪力墻結(jié)構(gòu)體系。 短肢剪力墻是剪力墻的一種，通過(guò)采用 T 形、L 形、十字形等的墻肢。這些墻肢主要分布于房間分隔墻的交點(diǎn)處，并視抗側(cè)力的需要和分隔墻形式而布置適當(dāng)數(shù)量的各種形式的短肢墻，并在各墻肢處布置連梁，把這些短肢墻連結(jié)成一個(gè)整體，而未利用部分的剪力墻中的間

3、隔墻則用輕質(zhì)砌體填充。短肢剪力墻的主要特點(diǎn)有： （1）結(jié)合建筑平面，利用間隔墻位置來(lái)布置豎向構(gòu)件，基本不與建筑使用功能發(fā)生矛盾，短肢剪力墻截面較薄，基本不凸出間隔墻表面，大大改善大截面矩形柱占用使用面積及其對(duì)使用的不便。 （2）墻的數(shù)量可多可少，墻肢可長(zhǎng)可短，視結(jié)構(gòu)受力需要而定，可通過(guò)調(diào)整短肢剪力墻不同的尺寸和位置以調(diào)整剛度大小及剛度中心的位置。 （3）能靈活布置，可選擇的布置方案多，較易處理支撐樓蓋的要求，樓蓋可用肋形梁樓蓋，亦可用大跨度平板樓蓋。 （4）短肢墻力剪的連系梁位于間隔墻豎向平面內(nèi)，基本屬于隱蔽型。 （5）視建筑平面及抗側(cè)力的需要，對(duì)中心豎向交通區(qū)可處理成筒體或做成短肢剪力墻。

4、（6）可開(kāi)較大的洞口，建筑可獲得較好的采光和通風(fēng)效果；輕質(zhì)砌體代替減少了的剪力墻，減小結(jié)構(gòu)整體剛度，減輕結(jié)構(gòu)自重，降低地震作用 （7）當(dāng)下部數(shù)層要求為大空間時(shí)，較易通過(guò)轉(zhuǎn)換層來(lái)處理上下部結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 （8）合理的短肢剪力墻設(shè)計(jì)可使墻的承載力得到充分的發(fā)揮，靈活的調(diào)整性很容易使得結(jié)構(gòu)的質(zhì)心與重心接近或重合。 2. 短肢剪力墻的設(shè)計(jì)要求 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ32002）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)高規(guī)）條文說(shuō)明中對(duì)短肢剪力墻的評(píng)價(jià)是抗震性能較差，地震區(qū)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不多。為安全起見(jiàn)，高規(guī)7.1.2 條和7.1.3 條對(duì)短肢剪力墻的設(shè)計(jì)要求、應(yīng)用范圍以及加強(qiáng)措施提出了較一般剪力墻更為嚴(yán)格的規(guī)定。 2.1 高規(guī)

5、7.1.2條和7.1.3條是針對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中的短肢剪力墻和一般剪力墻提出的具體要求，對(duì)于一般剪力墻結(jié)構(gòu)中的短肢剪力墻不執(zhí)行本條規(guī)定。 （1）從構(gòu)件的概念解讀規(guī)范，高規(guī)7.1.2條注：短肢剪力墻是指墻肢截面高度（即水平截面的長(zhǎng)度）與厚度（即水平截面的寬度）之比為 58 的剪力墻，一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于 8 的剪力墻。 （2）從結(jié)構(gòu)的概念解讀規(guī)范，高規(guī)7.1.2條稱(chēng)：短肢剪力墻較多時(shí)，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)，稱(chēng)為較多短肢的剪力墻結(jié)構(gòu)，俗稱(chēng)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。 2.2 高層建筑設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)合理進(jìn)行抗側(cè)力構(gòu)件布局，剪力墻布置不宜過(guò)少，墻肢不宜

6、過(guò)短，不應(yīng)設(shè)計(jì)僅有短肢剪力墻的高層建筑，應(yīng)采用短肢剪力墻與筒體（一般剪力墻）共同抵抗水平力的結(jié)構(gòu)體系。 2.3 采用較多短肢的剪力墻結(jié)構(gòu)體系時(shí)，其最大適用高度要適當(dāng)降低，7 度和 8 度抗震設(shè)計(jì)時(shí)分別不應(yīng)大于 100m 和6 0 m 。根據(jù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的精神，類(lèi)場(chǎng)地上的結(jié)構(gòu)，最大適用高度還應(yīng)適當(dāng)降低。 2.4 抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要使筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的 5 0 ，形成多道抗震防線。主要抗側(cè)力構(gòu)件筒體（或一般剪力墻）布置時(shí)應(yīng)注意整個(gè)結(jié)構(gòu)剛度的均衡性，不要集中在一處布置使建筑產(chǎn)生過(guò)大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，同時(shí)筒體要有足夠的剛度，其平面尺寸不宜過(guò)小。設(shè)計(jì)時(shí)，為確

7、保水平力可靠傳遞，我們可以將核心區(qū)樓板適當(dāng)加厚，與核心筒相連的連梁按強(qiáng)剪弱彎原則設(shè)計(jì)，使其具備一定的耗能作用。 2.5 抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系抗震構(gòu)造措施，尤其是抗震薄弱部位的墻肢，如減小墻肢的軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率，避免地震產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，使已有的翹曲變形的加劇導(dǎo)致墻肢首先開(kāi)裂。高規(guī)7.1.2 條規(guī)定：短肢剪力墻的抗震等級(jí)應(yīng)比一般剪力墻的抗震等級(jí)提高一級(jí)采用（本條規(guī)定的理解應(yīng)為：短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中的短肢剪力墻抗震等級(jí)要提高一級(jí)采用，該體系中的非短肢剪力墻不用提高抗震等級(jí)；并不是所有剪力墻結(jié)構(gòu)中的短肢剪力墻都要提高等級(jí)，要形成“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”的短肢剪力墻才需按高規(guī)7.1.

8、2 條規(guī)定執(zhí)行）。 2.6 短肢墻受力應(yīng)以承擔(dān)豎向荷載為主，承擔(dān)水平荷載為輔，其截面尺寸要適當(dāng)。短肢墻截面不宜過(guò)小，墻肢截面高度與厚度之比應(yīng)在 58 之間；當(dāng)墻肢截面高度與厚度比小于等于 3 時(shí)，應(yīng)按柱的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)時(shí)短肢墻厚度不應(yīng)小于200mm；短肢墻的截面尺寸還應(yīng)滿足高規(guī)7.2.2 條的相關(guān)要求。短肢墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值的軸壓比，抗震等級(jí)為一、二、三時(shí)分別不宜大于 0.5、0.6、0.7，對(duì)于無(wú)翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，因其延性更為不利，軸壓比限值要相應(yīng)降低 0.1。 3短肢剪力墻的設(shè)計(jì)建議 研究表明，建筑平面外邊緣及角點(diǎn)處的墻肢、底部外圍的小墻肢、連梁等是短

9、肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，建筑平面外邊緣及角點(diǎn)處的墻肢會(huì)首先開(kāi)裂；在地震作用下，高層短肢剪墻結(jié)構(gòu)將以整體彎曲變形為主，底部外圍的小墻肢，截面面積小且承受較大的豎向荷載，破壞嚴(yán)重，尤其是“一”字形小墻肢破壞最嚴(yán)重；在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，由于墻肢剛度相對(duì)較小，使連梁受剪破壞的可能性增加。因此，在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)這些薄弱環(huán)節(jié)，更應(yīng)加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施。例如：短肢剪力墻在平面上分布要力求均勻，使其剛度中心和建筑物中心盡量接近，以減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；適當(dāng)增加建筑平面外邊緣及角點(diǎn)處的墻肢厚度，加強(qiáng)墻肢端部的暗術(shù)配筋，嚴(yán)格控制墻肢截面的軸壓比不超過(guò) 0.6，以提高墻肢的承載力和延性。 4結(jié)束語(yǔ) 作為剪力墻結(jié)構(gòu)體系的分支，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)布置方面的靈活性和可調(diào)整性，使其各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均較一般剪力墻結(jié)構(gòu)理想，因而在小高層住宅樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已被廣泛采用。設(shè)計(jì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)區(qū)別于一般剪力墻結(jié)構(gòu)，多結(jié)合住宅特點(diǎn)，使結(jié)構(gòu)剛?cè)徇m中，并運(yùn)用抗震概念設(shè)計(jì)的原則，采取有效的抗震措施，注重細(xì)部設(shè)計(jì)，從而做到