異形柱短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中問(wèn)題

Word版本，下載可自由編輯異形柱短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中問(wèn)題異形柱與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題

對(duì)異形柱與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題，如計(jì)算方法、異形柱受力性能及其軸壓比控制、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)換層的設(shè)置高度及框支柱等進(jìn)行探討，提出建議，供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員參考。

現(xiàn)代住宅建筑要求大開(kāi)間，平面及房間布置靈活、方便，室內(nèi)不出現(xiàn)柱楞、不露梁等。異形柱與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)能較好地滿(mǎn)足現(xiàn)代住宅建筑的要求，因而逐漸得到了推廣應(yīng)用。

目前，現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范或規(guī)程中尚未給出有關(guān)異形柱與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的條款，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中常會(huì)遇到一些規(guī)范或規(guī)程尚未論及的問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)人員積累經(jīng)驗(yàn)，利用正確的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。

本文旨在對(duì)異形柱與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題進(jìn)行探討，提出個(gè)人看法，供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員參考。

1異形柱結(jié)構(gòu)型式及其計(jì)算

異形柱結(jié)構(gòu)型式有異形柱框架結(jié)構(gòu)、異形柱框架—剪力墻結(jié)構(gòu)和異形柱框架—核心筒結(jié)構(gòu)。

.-物業(yè)經(jīng)理人

異形柱結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)決定了其受力性能、抗震性能與矩形柱結(jié)構(gòu)不同。由于異形柱截面不對(duì)稱(chēng)，在水平力作用下產(chǎn)生的雙向偏心受壓給承載力帶來(lái)的影響不容忽視。因此，對(duì)異形柱結(jié)構(gòu)應(yīng)按空間體系考慮，宜優(yōu)先采用具有異形柱單元的計(jì)算程序進(jìn)行內(nèi)力與位移分析。因異形柱和剪力墻受力不同，所以計(jì)算時(shí)不應(yīng)將異形柱按剪力墻建模計(jì)算。

當(dāng)采用不具有異形柱單元的空間分析程序（如TBSA5.0）計(jì)算異形柱結(jié)構(gòu)時(shí)，可按薄壁桿件模型進(jìn)行內(nèi)力分析。

對(duì)異形柱框架結(jié)構(gòu)，一般宜按剛度等效折算成普通框架進(jìn)行內(nèi)力與位移分析。當(dāng)剛度相等時(shí)，矩形柱比異形柱的截面面積大。一般，比值（A矩／A異）約在1.10-1.30之間［1］。因此，用矩形柱替換后計(jì)算出的軸壓比數(shù)值不能直接應(yīng)用于異形柱，建議用比值（A矩／A異）對(duì)軸壓比計(jì)算值加以放大后再用于異形柱。

對(duì)有剪力墻（或核心筒）的異形柱結(jié)構(gòu)，由于異形柱分擔(dān)的水平剪力很小，由此產(chǎn)生的翹曲應(yīng)力基本可以忽略，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可按面積等效或剛度等效折算成普通框架—剪力墻（或核心筒）結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力與位移分析。按面積等效更能反映異形柱軸壓比的情況，且面積等效計(jì)算更為簡(jiǎn)便。但應(yīng)注意，按面積等效計(jì)算時(shí)，須同時(shí)滿(mǎn)足下面兩式：

(1)A矩=A異；(2)b/h=(I*異／Iy異)1/2

式中，A矩、A異——分別為矩形柱和異形柱的截面面積；

b、h——分別為矩形截面的寬和高；

I*異、Iy異——分別為異形柱截面*、y向的主形心慣性矩。

一般，按面積等效計(jì)算時(shí)，矩形柱的慣性矩比異形柱的小。但對(duì)有剪力墻（或核心筒）的異形柱結(jié)構(gòu)，計(jì)算分析表明［2］，按面積等效與按剛度等效的計(jì)算結(jié)果是接近的。

異形柱的截面設(shè)計(jì)，可根據(jù)上述方法得出的內(nèi)力，采用適合異形柱截面受力特性的截面計(jì)算方法進(jìn)行配筋計(jì)算。

2短肢剪力墻結(jié)構(gòu)及其計(jì)算

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是適應(yīng)建筑要求而形成的特殊的剪力墻結(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，只需按剪力墻輸入即可，而且TAT、TBSA更適合用來(lái)計(jì)算短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。TAT、TBSA所用的計(jì)算模型都是桿件、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?jiǎng)偠染仃囆纬煽倓偠染仃?，引入樓板平面?nèi)剛度無(wú)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。但是，薄壁桿件模型在分析剪力墻較為低寬、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜（如有轉(zhuǎn)換層）時(shí)，也存在一些不足，主要是薄壁桿件理論沒(méi)有考慮剪切變形的影響，當(dāng)結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜時(shí)變形不協(xié)調(diào)。而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于肢長(zhǎng)較短（一般為墻厚的５-８倍），本身較高細(xì)，更接近于桿件性能，所以，用TAT、TBSA計(jì)算短肢剪力墻結(jié)構(gòu)能較好地反映結(jié)構(gòu)的受力，精度較高。

對(duì)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落地，其于剪力墻框支?？蛑Ъ袅κ鞘芰γ嫦蚴芰c(diǎn)過(guò)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。當(dāng)然，從整體上的內(nèi)力（特別是下部支承柱的內(nèi)力）分布情況來(lái)看，如果將剪力墻加以適當(dāng)?shù)奶幚?，還是可以用TAT、TBSA對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體計(jì)算的［3］。

3異形柱的受力性能及其軸壓比控制

天津大學(xué)的試驗(yàn)研究結(jié)果表明［4］：異形柱的延性比普通矩形柱的差。軸壓比、高長(zhǎng)比（即柱凈高與截面肢長(zhǎng)之比）是影響異

篇2：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

整體規(guī)定

◆A級(jí)高度乙類(lèi)、丙類(lèi)高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)最大適用高度:

全部落地剪力墻——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震時(shí),分別為150、140、120、100、60m

部分框支剪力墻——非抗震、6度、7度、8度抗震時(shí),分別為130、120、100、80m,9度抗震時(shí)不宜采用

A級(jí)高度甲類(lèi)高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)最大適用高度:

6度、7度、8度抗震時(shí),將本地區(qū)設(shè)防烈度提高一級(jí)后,按乙類(lèi)、丙類(lèi)建筑采用

9度抗震時(shí),應(yīng)專(zhuān)門(mén)研究

(說(shuō)明:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的電梯機(jī)房、水箱、構(gòu)架等高度)

◆B級(jí)高度乙類(lèi)、丙類(lèi)高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)最大適用高度:

全部落地剪力墻——非抗震、6度、7度、8度抗震時(shí),分別為180、170、150、130m

部分框支剪力墻——非抗震、6度、7度、8度抗震時(shí),分別為150、140、120、100m

B級(jí)高度甲類(lèi)高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)最大適用高度:

6度、7度抗震時(shí),按本地區(qū)設(shè)防烈度提高一級(jí)后,按乙類(lèi)、丙類(lèi)建筑采用

8度抗震時(shí),應(yīng)專(zhuān)門(mén)研究

◆結(jié)構(gòu)的最大高寬比:

A級(jí)高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震時(shí),分別為6、6、6、5、4

B級(jí)高度——非抗震、6度、7度、8度抗震時(shí),分別為8、7、7、6

◆質(zhì)量與剛度分布明顯不對(duì)稱(chēng)、不均勻的結(jié)構(gòu),應(yīng)計(jì)算雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響;

其他情況,應(yīng)計(jì)算單向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響

◆考慮非承重墻的剛度影響,結(jié)構(gòu)自振周期折減系數(shù)取值0.9~1.0

◆平面規(guī)則檢查,需滿(mǎn)足:

扭轉(zhuǎn):A級(jí)高度——

B級(jí)高度、混合結(jié)構(gòu)高層、復(fù)雜高層——

樓板:有效樓板寬≥該層樓板典型寬度的50%

開(kāi)洞面積≤該層樓面面積的30%

無(wú)較大的樓層錯(cuò)層

凹凸:平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸≤相應(yīng)投影方向總尺寸的30%

◆豎向規(guī)則檢查,需滿(mǎn)足:

側(cè)向剛度:

除頂層外,局部收進(jìn)的水平向尺寸≤相鄰下一層的25%

樓層承載力:A級(jí)高度——抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力(宜)≥相鄰上一層的80%

薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力(應(yīng))≥相鄰上一層的65%

B級(jí)高度——抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力(應(yīng))≥相鄰上一層的75%

(說(shuō)明:樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)受剪承載力指在所考慮的水平地震作用方向,該層全部柱及剪力墻的受剪承載力之和)

豎向連續(xù):豎向抗側(cè)力構(gòu)件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內(nèi)力不得由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件(梁等)向下傳遞

◆水平位移驗(yàn)算:

多遇地震作用下的最大層間位移角≤

罕遇地震作用下的薄弱層層間彈塑性位移角≤1/120

◆舒適度要求:

高度超過(guò)150m的高層建筑,按10年一遇的風(fēng)荷載取值計(jì)算的順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的最大加速度限值為:住宅、公寓0.15m/s2,辦公、旅館0.25m/s2

◆伸縮縫

1.最大間距:現(xiàn)澆45m,裝配65m

2.可適當(dāng)放寬最大間距的條件:

①頂層、底層、山墻和縱墻端開(kāi)間等溫度變化影響較大的部位提高配筋率

②頂層加強(qiáng)保溫隔熱措施,外墻設(shè)置外保溫層

③每隔30~40m留出后澆帶,帶寬800~1000mm,鋼筋采用搭接接頭,后澆帶砼兩個(gè)月之后澆灌

④頂部樓層改用剛度較小的結(jié)構(gòu)形式,或頂部設(shè)局部溫度縫,將結(jié)構(gòu)劃分為長(zhǎng)度較短的區(qū)段

⑤采用收縮較小的水泥,減少水泥用量,砼中加入適宜的外加劑

⑥提高每層樓板的構(gòu)造配筋率,或采用部分預(yù)應(yīng)力混凝土

◆防震縫

1.最小寬度:按框架結(jié)構(gòu)的50%取用,但不宜小于70mm.

框架結(jié)構(gòu)防震縫最小寬度規(guī)定為:高度≤15m的部分,70mm;超過(guò)15m的部分,6度、7度、8度、9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m、2m,縫寬加寬20mm

2.縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時(shí),按不利情況確定

縫兩側(cè)房屋高度不同時(shí),按較低房屋高度確定

3.縫沿房屋全高設(shè)置,地下室和基礎(chǔ)可不設(shè),但在與上部防震縫對(duì)應(yīng)處應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造和連接

4.相鄰結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)存在較大沉降差時(shí),宜加寬防震縫

墻體布置

◆宜雙向布置,尤其是抗震時(shí)應(yīng)避免單向布置

◆門(mén)窗洞口宜上下對(duì)齊,成列布置。一、二、***抗震時(shí),底部加強(qiáng)部位不宜采用錯(cuò)洞墻,且所有部位不宜采用疊合錯(cuò)洞墻

◆墻肢長(zhǎng)度不宜超過(guò)8m,且墻段總高與墻肢高度之比應(yīng)大于2.當(dāng)墻肢較長(zhǎng)時(shí)宜開(kāi)設(shè)洞口,各墻段間設(shè)置弱連梁

◆應(yīng)避免樓面梁垂直支承在無(wú)翼墻的剪力墻的端部(《審查要點(diǎn)》3.6.3/6)

◆當(dāng)墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時(shí),應(yīng)至少采取以下一種措施:

◆一般剪力墻的底部加強(qiáng)部位高度的取值:

(說(shuō)明:當(dāng)有地下室時(shí),墻肢總高度應(yīng)從地上一層(首層)算起,但底部加強(qiáng)部位應(yīng)額外加上地下室的高度)

截面設(shè)計(jì)

◆構(gòu)件截面長(zhǎng)邊與短邊之比大于4時(shí),宜按墻的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)(《砼規(guī)》10.5.1)

◆矩形截面獨(dú)立墻肢的長(zhǎng)度與厚度之比不宜小于5

當(dāng)其比值小于5時(shí)——其在重力荷載代表值作用下的軸壓比限值,當(dāng)一、二級(jí)抗震時(shí),應(yīng)較正常墻肢的相應(yīng)值減0.1,***抗震時(shí)為0.6

當(dāng)其比值不大于3時(shí)——宜按框架柱進(jìn)行設(shè)計(jì),但縱向鋼筋的最小配筋率不變,且箍筋宜沿全高加密

◆雙肢剪力墻的抗震設(shè)計(jì)中,墻肢不宜出現(xiàn)小偏拉,當(dāng)任一墻肢出現(xiàn)大偏拉時(shí),兩墻肢均應(yīng)將彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值乘以1.25的增大系數(shù)

(說(shuō)明:剪力墻墻肢不同受力狀態(tài)的延性?xún)?yōu)劣——小偏拉大偏拉小偏壓大偏壓)

◆剪力墻截面設(shè)計(jì)的內(nèi)容:平面內(nèi)的斜截面受剪、偏壓或偏拉、平面外軸心受壓

◆在集中荷載作用下,墻內(nèi)宜設(shè)置暗柱,并注明暗柱縱筋的連接方式,無(wú)暗柱時(shí)應(yīng)進(jìn)行局部受壓承載力驗(yàn)算

◆一級(jí)抗震時(shí),墻體的水平施工縫處宜進(jìn)行抗滑移驗(yàn)算

截面厚度

◆一、二級(jí)抗震時(shí),底部加強(qiáng)部位≥

其他部位≥

(《砼規(guī)》11.7.9/1)補(bǔ)充:當(dāng)墻端無(wú)端柱或翼墻時(shí),≥層高的1/12

◆三、四級(jí)抗震時(shí),底部加強(qiáng)部位≥

其他部位≥

◆非抗震時(shí),≥

◆當(dāng)不能滿(mǎn)足上述要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行墻體的穩(wěn)定計(jì)算(高規(guī)附錄D)

◆剪