短肢墻結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計

1、短肢墻結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計主要內(nèi)容目錄q“短肢墻”的基本定義q“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”的界定q短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點及變形特征q短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍q短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震加強(qiáng)qPKPM軟件進(jìn)行短肢墻結(jié)構(gòu)設(shè)計q帶轉(zhuǎn)換層的短肢墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計2 “短肢墻短肢墻”的基本定義的基本定義q單肢截面普通柱普通柱：1H/B3弱短肢剪力墻弱短肢剪力墻：3H/B5短肢剪力墻短肢剪力墻：58358123 “短肢墻短肢墻”的基本定義的基本定義q多肢截面(2肢或2肢以上)異形柱異形柱：各肢均滿足 1H/B3弱短肢剪力墻弱短肢剪力墻：各肢均滿足 1H/B5，至少有1肢應(yīng)該滿足 3 H/B5短肢剪力墻：短肢剪力墻： 各肢均滿足 1

2、H/B8，至少有1肢應(yīng)該滿足 58，其余各肢長寬比不限4 “短肢墻短肢墻”的基本定義的基本定義3-3 3-3 2-3-3 異型柱 3-5 3-4 弱短肢墻 3-11-2普通墻普通墻 3-7 6-7 短肢墻5 “短肢墻短肢墻”的基本定義的基本定義PKPM PKPM “短肢墻短肢墻” 判斷規(guī)則判斷規(guī)則：與某片“直線墻”的關(guān)聯(lián)肢數(shù)不超過2肢(含自身)，且每肢均滿足5 H/B 8，則該片“直線墻”判斷為短肢墻。6 以下三條滿足其一，一般即可認(rèn)為結(jié)構(gòu)中以下三條滿足其一，一般即可認(rèn)為結(jié)構(gòu)中 “短肢短肢 墻較多墻較多”，結(jié)構(gòu)類型屬于，結(jié)構(gòu)類型屬于“短肢墻結(jié)構(gòu)短肢墻結(jié)構(gòu)” 短肢墻傾覆彎矩占結(jié)構(gòu)總傾覆彎矩的短肢

3、墻傾覆彎矩占結(jié)構(gòu)總傾覆彎矩的40%40%以上以上; ; 對于多層剪力墻結(jié)構(gòu)，短肢剪力墻負(fù)荷的樓面對于多層剪力墻結(jié)構(gòu)，短肢剪力墻負(fù)荷的樓面 面積占全部樓面面積的面積占全部樓面面積的60%60%以上以上 ； 對于高層剪力墻結(jié)構(gòu)，短肢剪力墻負(fù)荷的樓面對于高層剪力墻結(jié)構(gòu)，短肢剪力墻負(fù)荷的樓面 面積占全部樓面面積的面積占全部樓面面積的50%50%以上以上 ； 抗震設(shè)計時，筒體和一般剪力墻承受的第一振抗震設(shè)計時，筒體和一般剪力墻承受的第一振 型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震 傾覆力矩的傾覆力矩的50%50%；所以：；所以：“短肢墻結(jié)構(gòu)短肢墻結(jié)構(gòu)”中短肢墻中短

4、肢墻 傾覆力矩的范圍一般為傾覆力矩的范圍一般為40%-50%40%-50%“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”的界定7q結(jié)構(gòu)中短肢墻不宜太多結(jié)構(gòu)中短肢墻不宜太多高規(guī)第高規(guī)第7.1.27.1.2條規(guī)定了高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部短肢剪力墻的條規(guī)定了高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)?？拐鹪O(shè)計時，短肢墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜大抗震設(shè)計時，短肢墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%50%；對于多層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，各層短肢剪力墻的總截面面積不宜對于多層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，各層短肢剪力墻的總截面面積不宜 超過本層總剪力墻截面面積的超過

5、本層總剪力墻截面面積的2/32/3。( (北京市規(guī)定北京市規(guī)定) )短肢墻太多的結(jié)構(gòu)，抗震性能缺乏保障短肢墻太多的結(jié)構(gòu)，抗震性能缺乏保障q剪力墻結(jié)構(gòu)中短肢墻數(shù)量較少時剪力墻結(jié)構(gòu)中短肢墻數(shù)量較少時, ,仍應(yīng)界定為仍應(yīng)界定為“普通剪力墻結(jié)普通剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)”短肢墻較少時，整個結(jié)構(gòu)的抗震性能仍然近于普通剪力墻結(jié)構(gòu)短肢墻較少時，整個結(jié)構(gòu)的抗震性能仍然近于普通剪力墻結(jié)構(gòu)“普通剪力墻結(jié)構(gòu)普通剪力墻結(jié)構(gòu)”中的短肢墻的軸壓比中的短肢墻的軸壓比, ,宜按照宜按照“短肢剪力墻短肢剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)”中的短肢墻的軸壓比限值從嚴(yán)控制。中的短肢墻的軸壓比限值從嚴(yán)控制?！岸讨袅Y(jié)構(gòu)”的界定8q適宜的適宜的“短肢墻結(jié)構(gòu)短肢墻

6、結(jié)構(gòu)”的抗側(cè)力布局的抗側(cè)力布局在在“短肢墻結(jié)構(gòu)短肢墻結(jié)構(gòu)”中，應(yīng)布置筒體或中，應(yīng)布置筒體或普通普通墻，形成短肢墻與筒墻，形成短肢墻與筒體（或體（或普通普通墻）共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)。墻）共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)。 短肢墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系短肢墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系 = = 短肢墻短肢墻 + + 普通墻普通墻( (或筒體或筒體) )短肢墻結(jié)構(gòu)中的短肢墻與普通墻短肢墻結(jié)構(gòu)中的短肢墻與普通墻( (或筒體或筒體) )的數(shù)量應(yīng)滿足合適比的數(shù)量應(yīng)滿足合適比例關(guān)系；短肢墻數(shù)量有一定的上下限控制；例關(guān)系；短肢墻數(shù)量有一定的上下限控制； 典型的力學(xué)指標(biāo)：短肢墻傾覆彎矩范圍典型的力學(xué)指標(biāo)：短肢墻傾覆彎矩范圍 40

7、%-50% 40%-50%，筒體或普通，筒體或普通 剪力墻的傾覆彎矩不低于剪力墻的傾覆彎矩不低于50%50%?！岸讨袅Y(jié)構(gòu)”的界定9 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點及變形特征 對于1216層的小高層建筑結(jié)構(gòu)，既可以保證結(jié)構(gòu)的剛度，容易控制位移，又可以使室內(nèi)空間方正合理。這是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)得以普遍應(yīng)用的主要原因。 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的受力、變形特征，界于框剪結(jié)構(gòu)和普通剪力墻結(jié)構(gòu)之間。在截面積相等的前提下，由于短肢墻的剛度大于框架柱小于普通墻，這使得短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度分布比框剪結(jié)構(gòu)更均勻，從而也使水平力（地震作用，風(fēng)荷載）和豎向力（恒、活）在構(gòu)件間的分配更均勻。 短肢墻分配的水平剪力比例高于框剪結(jié)構(gòu)中

8、的框架柱。 短肢墻分配的豎向軸力比例通常也大于框剪結(jié)構(gòu)中的框架柱。10剪力墻結(jié)構(gòu)短肢墻結(jié)構(gòu)框剪結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu) 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的變形特征：側(cè)移曲線11 B級高度高層建筑和9度抗震設(shè)計的A級高度高層建筑 其最大適用高度適當(dāng)降低，且7度和8度抗震設(shè)計時分別不應(yīng)大于100m和60m短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍12抗震設(shè)計時，短肢剪力墻的抗震等級應(yīng)比高規(guī)4.8.2規(guī)定的剪力墻的抗震等級提高一級采用；（延性等級提高）抗震設(shè)計時，各層短肢剪力墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計值的軸壓比，抗震等級為一、二、三時分別不宜大于0.5、0.6和0.7；對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，其軸壓比限值相應(yīng)降低0.1；（

9、延性指標(biāo)：提高滯回環(huán)飽滿度）抗震設(shè)計時，除底部加強(qiáng)部位應(yīng)按高規(guī)7.2.10條調(diào)整剪力設(shè)計值外，其它各層短肢剪力墻的剪力設(shè)計值，一、二級抗震等級應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2；（延性指標(biāo)：強(qiáng)剪弱彎調(diào)整）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震加強(qiáng)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震加強(qiáng)13抗震設(shè)計時，短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%；短肢剪力墻截面厚度不應(yīng)小于200mm；7度和8度抗震設(shè)計時，短肢剪力墻宜設(shè)置翼緣。一字形短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側(cè)相交的樓面梁。C25。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震加強(qiáng)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震加強(qiáng)14“一字型”弱短肢剪力墻（3H/B5） 高規(guī)7.

10、2.5條文規(guī)定了不宜采用墻肢截面高度與厚度之比小于為5的矩形截面獨立剪力墻；當(dāng)其小于5時，其在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計值的軸壓比，抗震等級為一級（9度）、一級（7、8度）、二級、三級時分別不宜大于0.3、0.4、0.5和0.6。截面高厚比不大于3的墻肢（實際就是柱,1H/B3） 高規(guī)7.2.5條文和抗震規(guī)范6.4.9條文規(guī)定剪力墻的截面高度與厚度之比不大于3時，應(yīng)按柱的要求進(jìn)行設(shè)計，底部加強(qiáng)部位縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于1.2%，其它部位不應(yīng)小于1.0%，箍筋應(yīng)沿全高加密。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震加強(qiáng)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震加強(qiáng)15短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震加強(qiáng)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震加強(qiáng)二道防線調(diào)整：

11、任一層短肢剪力墻所承受的水平剪力不應(yīng)小于基底剪力的20% ；（北京市規(guī)定）16 針對高規(guī)提出的“短肢墻結(jié)構(gòu)”的概念，PKPM軟件也增加了相應(yīng)的功能，以體現(xiàn)短肢墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求。設(shè)計人員在使用軟件時，應(yīng)注意以下幾點：首先要按照前面介紹的短肢墻結(jié)構(gòu)的界定方法，判斷結(jié)構(gòu)布置是否符合短肢墻結(jié)構(gòu)的特定條件，若符合，就在軟件“總信息”參數(shù)的“結(jié)構(gòu)體系”選項里，指定結(jié)構(gòu)為“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”；若不符合，則指定結(jié)構(gòu)為“剪力墻結(jié)構(gòu)”。對于“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”中的短肢墻，在設(shè)計時，軟件自動將其“抗震等級”提高一級；(普通剪力墻結(jié)構(gòu)中短肢墻的抗震等級，軟件不會自動提高）利用利用PKPMPKPM軟件進(jìn)行短肢墻結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件

12、進(jìn)行短肢墻結(jié)構(gòu)設(shè)計17對于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中的位于非加強(qiáng)區(qū)的短肢墻，軟件將自動對其剪力設(shè)計值乘以高規(guī)(7.1.2-5)規(guī)定的增大系數(shù)。（一、二級抗震分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中的位于加強(qiáng)區(qū)的短肢墻，軟件將自動對其剪力設(shè)計值乘以高規(guī)(7.2.10)規(guī)定的增大系數(shù)。（一、二、三級抗震分別乘以增大系數(shù)1.6,1.4和1.2）對于短肢墻結(jié)構(gòu)，軟件會分別統(tǒng)計短肢墻和普通墻的地震傾覆力矩并進(jìn)行輸出，設(shè)計人員應(yīng)關(guān)注此項數(shù)據(jù)，以判斷結(jié)構(gòu)中筒體和一般剪力墻所占的傾覆力矩百分比是否滿足大于50%的要求；若不滿足要求，應(yīng)適當(dāng)增設(shè)普通墻、減少短肢墻。利用利用PKPMPKPM軟件進(jìn)行短肢墻結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件

13、進(jìn)行短肢墻結(jié)構(gòu)設(shè)計18文件輸出：短肢墻所占傾覆彎矩的比例文件輸出：短肢墻所占傾覆彎矩的比例SATWE輸出文件：PMSAP輸出文件：簡單摘要（工程名.RPT）； 詳細(xì)摘要（工程名.ABS）； 計算書（工程名.JSS）； 三個文件中均有輸出利用利用PKPMPKPM軟件進(jìn)行短肢墻結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進(jìn)行短肢墻結(jié)構(gòu)設(shè)計19文件輸出：短肢墻所占傾覆彎矩的比例文件輸出：短肢墻所占傾覆彎矩的比例查看地上一層的傾覆力矩百分比即可20利用利用PKPMPKPM軟件進(jìn)行短肢墻結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進(jìn)行短肢墻結(jié)構(gòu)設(shè)計短肢墻結(jié)構(gòu)中短肢墻的軸壓比，軟件執(zhí)行高規(guī)(7.1.2-4)條的要求：抗震等級為一、二、三時分別取限值0.5、0.6和0.

14、7；對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，其軸壓比限值相應(yīng)降低0.1；（注：對短肢墻結(jié)構(gòu)中的普通墻、普通墻結(jié)構(gòu)中的所有墻，軟件執(zhí)行高規(guī)(7.2.14)的加強(qiáng)區(qū)軸壓比要求，但建議設(shè)計人員對普通墻結(jié)構(gòu)中的所有短肢墻，仍參照(7.1.2-4)條從嚴(yán)控制其軸壓比） 21利用利用PKPMPKPM軟件進(jìn)行短肢墻結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進(jìn)行短肢墻結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件自動執(zhí)行高規(guī)(7.2.6)條的規(guī)定，對一級抗震的剪力墻各截面的彎矩設(shè)計值，自動實現(xiàn)下面兩條： 底部加強(qiáng)部位及其上一層按墻底截面組合彎矩計 算值采用； 其他部位按墻肢組合彎矩計算值的1.2倍采用。軟件自動執(zhí)行高規(guī)(7.1.2-6)條的規(guī)定,抗震設(shè)計時， 短肢剪力墻截面的

15、全部縱向鋼筋的配筋率，底部 加強(qiáng)部位不小于1.2%，其它部位不小于1.0%；22帶轉(zhuǎn)換層的短肢墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計結(jié)構(gòu)基本特點結(jié)構(gòu)基本特點：核心筒落地，核心筒外圍的短肢墻自上而下至轉(zhuǎn)換層處中斷，由 (轉(zhuǎn)換梁轉(zhuǎn)換梁框支柱框支柱) 系統(tǒng)承托。示意圖如下：短肢墻轉(zhuǎn)換梁框支柱核心筒短肢墻23帶轉(zhuǎn)換層的短肢墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計轉(zhuǎn)換層及以下平面(計3層)轉(zhuǎn)換層以上平面(計11層)工程實例：共14層，轉(zhuǎn)換層在第三層，轉(zhuǎn)換層以上11層為短肢墻結(jié)構(gòu)24帶轉(zhuǎn)換層的短肢墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計設(shè)計步驟1：判斷短肢墻在轉(zhuǎn)換層以上樓層中的相對數(shù)量比例 利用PKPM軟件，先強(qiáng)制指定結(jié)構(gòu)類型為“短肢墻結(jié)構(gòu)”，計算 出短肢墻在轉(zhuǎn)換層以上樓層中所占的傾覆

16、彎矩百分比R。（比如 轉(zhuǎn)換層在第三層，則需要取用程序輸出的第四層的短肢墻傾覆 彎矩百分比，而不能取用地上一層的短肢墻傾覆彎矩百分比） 如果R大于50%，說明短肢墻太多，屬不宜采用的抗側(cè)力體系， 應(yīng)調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件布置方案，適當(dāng)減少短肢墻，增設(shè)普通墻， 或加強(qiáng)核心筒。 如果R位于40%-50%之間，結(jié)構(gòu)屬于帶轉(zhuǎn)換層的短肢墻結(jié)構(gòu) 如果R小于40%，結(jié)構(gòu)屬于普通框支剪力墻結(jié)構(gòu)(復(fù)雜高層)25帶轉(zhuǎn)換層的短肢墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計設(shè)計步驟2：當(dāng)結(jié)構(gòu)屬于普通框支剪力墻結(jié)構(gòu)時在軟件“總信息”參數(shù)的“結(jié)構(gòu)體系”選項里，指定結(jié)構(gòu)為“復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)”（SATWE）或者指定結(jié)構(gòu)為“框支剪力墻結(jié)構(gòu)”，并同時勾選結(jié)構(gòu)為“復(fù)雜高層” (PMSAP)。 正確定義轉(zhuǎn)換層層號、轉(zhuǎn)換梁和框支柱。整個結(jié)構(gòu)以此為前提進(jìn)行設(shè)計。結(jié)構(gòu)中的所有短肢墻，宜參照高規(guī)(7.1.2-4)條從嚴(yán)控制其軸壓比（軟件不會自動考慮，需要設(shè)計人員自己把握） 26帶轉(zhuǎn)換層的短肢墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計設(shè)計步驟3：當(dāng)結(jié)構(gòu)屬于帶轉(zhuǎn)換層的短肢墻結(jié)構(gòu)時 分兩次計算（一次計算）在軟件“總信息”參數(shù)的“結(jié)構(gòu)體系”選項里，指定結(jié)構(gòu)為“復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)”（SATWE）或者指定結(jié)構(gòu)為“框支剪力墻結(jié)構(gòu)”，并同時勾選結(jié)構(gòu)為“復(fù)雜高層” (PMSAP)。正確定義轉(zhuǎn)換層層號、轉(zhuǎn)換梁和框支柱。轉(zhuǎn)換層及以下樓層的所有構(gòu)件設(shè)計結(jié)果，以及位于轉(zhuǎn)換層以上的、剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)的、普通剪力墻的設(shè)計結(jié)果，都以本