框支剪力墙结构中的短肢剪力墙的设计分析

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1、框支剪力墙结构中的短肢剪力墙的设计分析　　摘要：随着我国建筑水平的提高和发展，框支短肢剪力墙结构因为具有很多优点在高层建筑中的应用变得日益频繁，但目前该方法的相关理论分析还做得不够，本文即对该结构的设计问题做了简要分析。关键词：剪力墙；结构；设计　　1、前言　　进入21世纪以来，我国建筑行业发展迅速，尤其在高层建筑方面，应为使用较多，相关的设计和技术工作开展的较好。对小高层建筑，根据我国建筑行业的规律，一般采用钢筋混凝土结构。根据其平面特点，通常都利用中部竖向交通区设置较多的剪力墙，组成一个较完整或基本完整的核心筒

2、体，而在外围部分则有框架和剪力墙两种选择，各有利弊。框架布置灵活，施工方便，但因各住户房间大小不一，位置交错，难以形成规则的柱网，抗侧性能较差；剪力墙侧向刚度大，沿房间分隔布置可与建筑平面较好配合，但灵活性差，上下对齐要求高，且施工困难，造价较高。针对这一问题，经过不断的实践及改进，以剪力墙为基础，并吸取框架的优点，逐步发展成一种比较能适应这种小高层住宅建筑的结构体系，即“短肢剪力墙”结构体系，目前已得到广泛应用，本文就框支短肢剪力墙结构的设计问题做分析。　　　　2、框支短肢剪力墙结构的特点　　短肢剪力墙特点　　短

3、肢剪力墙，它仍属于剪力墙结构体系，只是肢长较短。短肢剪力墙截面形式更为多样，通常有T形，L形，I形，z形，偶尔也会出现+形或一形。其在结构布置方面灵活性及可调整性大，墙数量可多可少，墙肢可长可短，还可通过不同的尺寸和布置未调整层剪切中心的位置，故不难得出合理的结构方案。就抗侧性能而言，短肢剪力墙介于普通剪力墙和框架之间，其侧向位移曲线仍为弯曲型，但曲率较普通剪力墙小。此外，短肢剪力墙一筒体结构的受力性能与框架一筒结构相比有较大不同，由于墙本身的抗侧能力，楼层剪力并非主要由核心筒承担，而是趋向于均匀分布，这一点在后面

4、的实例计算中将会有明显反映。　　框支剪力墙结构中的短肢剪力墙特点　　框支剪力墙结构中的短肢剪力墙在具体结构形式上，则有鲜明的自身特点，主要表现在以下几方面：　　在对剪力墙的支承形式上“框支”与“梁抬”并存。由于墙肢长较短，数量多，不可避免要出现某些墙肢与框支柱完全不沾边，直接支承在梁上的情况，工程上称为“拾梁”，这使得框支梁的设计计算变得非常重要。　　转换结构一般采用深梁转换，由于短肢剪力墙截面形式多样，很多时候出现主次梁共同支承上部墙肢，甚至次梁支承再向主梁传递的情况，传力体系更加复杂。　　框支剪力墙结构一般在转

5、换层上下刚度变化较大，成为薄弱环节。框支短肢剪力墙结构墙肢短，往往与下层框支柱截面相差不多，若在设计时予以适当控制，刚度突变情况可得到改善。　　3、框支剪力墙结构设计要点分析　　框支剪力墙结构的设计原则　　带转换层高层建筑结构是一受力复杂、不利抗震的高层建筑结构，在结构总体设计，特别是在抗震设防地区采用时，结构设计需遵循如下原则：　　1）减少转换。　　2）传力直接。　　3）强化下部、弱化上部。　　4）优化转换结构。　　5）计算全面准确。　　框支梁设计　　结构设计时，转换梁断面一般宜由剪压比控制计算确定，有合适的含箍

6、率，以避免脆性破坏。　　1）框支梁断面确定：框支梁宽不宜小于2倍上部框支墙厚度，且不宜小于400mm，框支梁梁高不应小于梁跨度的1/6。　　2）框支梁不宜开洞。　　3）框支梁上部纵筋至少50%沿梁全长贯通，下部纵筋全部直通柱内，并沿梁高设直径大于16及间距不大于200的腰筋。　　框支柱设计　　框支柱断面一般由其轴压比确定。由于剪力墙在转换层处部分终断。必须保证下部框支柱的抗剪能力，限制轴压比。　　落地剪力墙设计　　落地剪力墙、简体宜均匀设置，落地剪力墙、筒体断面一般由其轴压比计算确定。　　落地剪力墙、简体断面尚需满

7、足适宜剪压比限值要求，以避免脆性破坏。　　上部剪力墙设计　　转换结构上部剪力墙与转换结构协同工作，可视作一个层层受楼板约束、受相连墙、连梁空间约束的平面开洞薄梁，它与转换结构一起整体协同工作承受重力荷载、水平荷载。上部剪力墙及其连梁尤其是转换结构上层剪力墙及其连梁受力复杂、应力比较集中。上部剪力墙布置时，应注意其整体空间完整性和延性，注意外墙尽量设置转角翼缘，注意门窗洞口尽量居于转换结构跨中，应尽量避免无连梁相连的延性较差的秃头墙。　　楼板　　转换层楼板厚度不宜小于150mm，相邻转换层上部1～2层楼板厚度不宜小于

8、120mm，且落地剪力墙内侧、落地简体外周楼板不宜开大洞。　　　　4、框支转换层上下的刚度变化分析　　现有剪切刚度比计算公式的缺陷　　传统框支剪力墙结构由于上层剪力墙的刚度远大于下层框支柱，往往在转换层上下造成侧向刚度突变。在地震时，刚度突变部位易形成应力集中，同时底层过于柔性会导致侧向变形过大，而框支柱不能忍受过大变形，对抗震非常不利。因此，规范规定，对底