短肢剪力墙与异形柱结构抗震设计

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1、2010年第4期大众科技No.4，2010（总第128期）DAZHONGKEJI(CumulativelyNo.128)短肢剪力墙与异形柱结构抗震设计分析熊艺媛（广西建筑科学研究设计院，广西南宁530011）【摘要】近年来“短肢剪力墙结构”和“异形柱框架结构”型式得以广泛应用。这两种结构型式在很大程度上改进了普通框架与普通剪力墙结构在建筑平面划分上的缺点。但是两种结构型式都属于抗震比较不利的结构，通过对短肢剪力墙和异形柱的结构特点及抗震受力机理进行分析，提出抗震设计的注意事项。【关键词】短肢剪力墙结构；异

2、形柱结构；结构设计；抗震分析【中图分类号】TU35【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2010)04-0073-02（一）前言（5）根据建筑平面的抗侧刚度的需要，利用中心剪力墙，2010年1月12日加勒比岛国海地发生里氏7.0级地震以及形成主要的抗侧力构件，较易满足刚度和强度要求。2008年5月12日四川汶川8.0级特大地震造成的重大伤亡和损2.异形柱结构特点失为结构设计者敲响了警钟：抗震设计研究刻不容缓。建筑（1）由于截面的特殊性，使得墙肢平面内外两个方向刚产品在满足经济适用、美观灵活的要求

3、的同时，决不能忽视度对比相差较大，导致各向刚度不一致，其各向承载能力也结构的安全性。有较大差异；近年来，由于普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结（2）对于长柱(H／h＞4)可以不考虑剪切变形的影响，构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间当控制轴压比较小时，受力明确，抗变形能力较好。而对短的要求。于是在原有剪力墙的基础上，吸收了框架结构的优柱(H／h＜4)，剪切变形占有相当比例，构件抗变形能力下降。点，逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结异形柱通常在短柱范围使用,且属薄壁构件，即使

4、发生延性的构型式，即“短肢剪力墙结构”和“异形柱框架结构”型式。弯曲形破坏，也因其截面曲率M／E较小，使弯曲变形性能有这两种新的结构由于在很大程度上克服了普通框架与普通剪限，延性较差；力墙结构的缺点，受到了建筑师的肯定，更得到了住户与房（3）异形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范围产商的欢迎。之外，受力时要靠各柱肢交点处核心混凝土协调变形和内力，但由于这两种结构体系的抗震性能比较不利，理论分析这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力，和试验研究又相对滞后，因此进行合理的抗震设计尤为重要。而该

5、剪应力的存在，使柱肢易先出现裂缝，也使得各肢的核事实上这两种结构通过合理布置和抗震设计，能很好地满足心混凝土处于三向剪力状态，它使得异形柱较普通截面柱变抗震设防的要求，在高层、小高层住宅设计中是一个不错的形能力低，脆性破坏明显；选择。（4）由于异形柱不同于矩形柱，它存在着单纯翼缘柱肢（二）短肢剪力墙和异形柱的结构特点受压的情况，其延性更差。由于其受力性能的复杂，抗震设短肢剪力墙为墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力计中必须通过可靠的计算和必要的构造措施（配筋示意见图墙。普遍上认为，短肢剪力墙结构为剪力墙结

6、构中“短肢剪1）来保证其强度和延性。力墙结构较多”的情况下的结构，短肢剪力墙承受竖向荷载的面积较大，达到楼层面积的40%～50%以上。异形柱的截面几何形状为L形、T形、和＋字形，且柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2～4。异形柱结构常见的有异形柱框架结构和异形柱框架－剪力墙结构。1.短肢剪力墙结构特点（1）结合建筑平面,利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾；图1异形柱配筋示意图（2）墙的数量可多可少，肢长可长可短,主要视抗侧力（三）短肢剪力墙结构抗震设计分析的需要而定，还可通过不同的

7、尺寸和布置来调整刚度中心的1.地震作用下的破坏机理位置；短肢剪力墙结构介于一般剪力墙结构和框剪结构之间。（3）能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案简单；地震作用下其肢宽、连梁刚度和承载能力对整个结构的承载（4）连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内，能力和变形能力影响很大，其角点处墙肢、建筑平面外缘、形式上较为隐蔽；【收稿日期】2010-01-19【作者简介】熊艺媛（1982－），女，广西建筑科学研究设计院助理工程师，硕士研究生，从事高层与超高层建筑结构研究设计工作。-73-连梁及“一”字形短肢剪

8、力墙是抗震薄弱环节。短肢剪力墙筋，但纵筋应向肢端角点及拐点集中，因墙肢中部离中和轴是一种强肢弱梁型的联肢墙，连梁是耗能构件，因墙肢刚度近，配筋发挥不了作用。若墙肢较长，受力特征更接近一般相对较小，已类似于普通框架梁，较易受剪破坏，多为连梁剪力墙，可按一般剪力墙配筋方式来配筋，但纵筋不可太集先开裂，然后墙肢开裂。短肢墙因单位面积上承受较多竖向中于暗柱中，以保证“强剪弱弯”原则。荷载而破坏严重，尤其“一”字形墙肢，应力集中现象明显