高層建筑短肢剪力墻與異形柱結(jié)構(gòu)受力分析與設(shè)計(jì)探討.doc

高層建筑短肢剪力墻與異形柱結(jié)構(gòu)受力分析與設(shè)計(jì)探討 ，高層建筑短肢剪力墻與異形柱結(jié)構(gòu)受力分析與設(shè)計(jì)探討。
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高層建筑短肢剪力墻與異形柱結(jié)構(gòu)受力分析與設(shè)計(jì)探討 　　 　　摘要：在眾多短肢剪力墻結(jié)構(gòu)與異形柱框架的試驗(yàn)資料與工程實(shí)踐基礎(chǔ)上，論述了這兩種結(jié)構(gòu)形式的受力特點(diǎn)，并分析了各自的結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)造的相關(guān)問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：高層剪力墻異形柱隨著人們對(duì)住宅，特別是高層住宅平面與空間的要求越來(lái)越高，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)格限定與分隔已不能滿(mǎn)足人們對(duì)住宅空間的要求。
于是在原有剪力墻的基礎(chǔ)上，吸收了框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，逐步發(fā)展形成了能適應(yīng)人們新的住宅觀(guān)念的高層住宅結(jié)構(gòu)型式，即"短肢剪力墻結(jié)構(gòu)"和"異形柱框架結(jié)構(gòu)"型式。
這兩種新的結(jié)構(gòu)由于在很大程度上克服了普通框架與普通剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，受到了建筑師的肯定，更得到了住戶(hù)與房開(kāi)商的歡迎，為此，本文對(duì)這兩種新的高層住宅結(jié)構(gòu)型式的受力特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)分析及構(gòu)造要求進(jìn)行闡述。
1短肢剪力墻結(jié)構(gòu)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢的長(zhǎng)度為厚度的5-8倍剪力墻結(jié)構(gòu)，常用的有"T"字型、"L"型、"十"字型、"Z"字型、折線(xiàn)型、"一"字型。
這種結(jié)構(gòu)型式的特點(diǎn)是：①結(jié)合建筑平面，利用間隔墻位置來(lái)布置豎向構(gòu)件，基本上不與建筑使用功能發(fā)生矛盾；②墻的數(shù)量可多可少，肢長(zhǎng)可長(zhǎng)可短，主要視抗側(cè)力的需要而定，還可通過(guò)不同的尺寸和布置來(lái)調(diào)整剛度中心的位置；③能靈活布置，可選擇的方案較多，樓蓋方案簡(jiǎn)單；④連接各墻的梁，隨墻肢位置而設(shè)于間隔墻豎平面內(nèi)，可隱蔽；⑤根據(jù)建筑平面的抗側(cè)剛度的需要，利用中心剪力墻，形成主要的抗側(cè)力構(gòu)件，較易滿(mǎn)足剛度和強(qiáng)度要求。
對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，因其是剪力墻大開(kāi)口而成，所以基本上與普通剪力墻結(jié)構(gòu)分析相同，可采用三維桿-系簿壁柱空間分析方法或空間桿-墻組元分析方法，前者如建研院的TBSA、TAT，廣東省建筑設(shè)計(jì)院的廣廈CAD的SS模塊，后者如建研院的TBSSAP、SATWE，清華的TUS，廣東省建院的SSW等。
其中空間桿墻組元分析方法計(jì)算模型更符合實(shí)際情況，精度較高。
雖然三維桿系-簿壁柱空間分析程序使用較早、應(yīng)用較廣，但對(duì)墻肢較長(zhǎng)的短肢剪力墻，應(yīng)該用空間桿-墻組元程序進(jìn)行校核。
在進(jìn)行以上分析后，按《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》進(jìn)行截面與構(gòu)造設(shè)計(jì)，相對(duì)于異形柱結(jié)構(gòu)，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的理論與實(shí)踐較為成熟，但這種結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍然有需要引起重視的方面。

（1）由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)相對(duì)于普通剪力墻結(jié)構(gòu)其抗側(cè)剛度相對(duì)較小，設(shè)計(jì)時(shí)宜布置適當(dāng)數(shù)量的長(zhǎng)墻，或利用電梯，樓梯間形成剛度較大的內(nèi)筒，以避免設(shè)防烈度下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的變形，同時(shí)也形成兩道抗震設(shè)防；
（2）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，會(huì)加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開(kāi)裂，應(yīng)加強(qiáng)其抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比，增大縱筋和箍筋的配筋率；
（3）高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下，顯現(xiàn)整體彎曲變形為主，底部外圍小墻肢承受較大的豎向荷載和扭轉(zhuǎn)剪力，由一些模型試驗(yàn)反映出外周邊墻肢開(kāi)裂，因而對(duì)外周邊墻肢應(yīng)加大厚度和配筋量，加強(qiáng)小墻肢的延性抗震性能。
短肢墻應(yīng)在兩個(gè)方向上均有連接，避免形成孤立的"一"字形墻肢；（4）各墻肢分