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2、lhighresidentialbuilding;design1前言《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)中规定:短肢剪力墙是指墙截面高度与厚度之比为5～8倍剪力墙结构,且墙后不小于200mm。短肢剪力墙结构是剪力墙结构中的一种,多用于高层及小高层住宅建筑。短肢剪力墙结构的大多数墙肢相对较短,常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。近年来,随着人们对住宅,特别是小高层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们的需求
3、。在这样的情况下,由于钢筋混凝土短肢剪力墙结构具有墙肢可灵活布置,房间内无露梁露柱的现象,.freelm、250mm或300mm为宜;可以混合布置部分较长的墙或矩形柱。(6)小高层珠海外围部分的竖向构件根据受力的需要和建筑平面布置,设置适量的钢筋混凝土短肢剪力墙,在各短肢剪力墙的墙肢间布置连系梁,把这些短肢墙以及核心筒连成一个整体,构成整幢建筑的结构体系。4短肢剪力墙结构的计算分析对短肢剪力墙结构的设计计算,因其是剪力墙大开口而成,所以基本上与普通剪力墙结构分析相同,可采用三维杆——系簿壁柱空间分析方法(TBSA、TAT)或空间杆
4、——墙组元分析方法(TBSSAP、SATWE)。其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况,精度较高。目前国内大多采用中国建研院系列软件中的TAT和SATWE来计算。4.1TATTAT软件采用的是三维空间模型,对剪力墙采用薄壁柱单元计算原理,对梁柱采用空间杆系计算原理。在TAT计算中,为了使结构受力更合理,应对结构进行计算简化;对多肢剪力墙计算最常用的手段是按剪力墙开洞的办法进行,开洞应上下对齐,减少上下偏心。剪力墙开洞后,洞口上下剩余部分TAT用梁单元来模拟。开洞主要是为了把剪力墙简化为符合薄壁柱的计算模型,同时使简化后的剪
5、力墙的受力更为明确。TAT中楼板采用刚性楼板假定,即平面内刚度无限大,平面外刚度为零。此假定对规则结构即楼板无大开洞且板厚不大的常规结构计算误差很小。4.2SATWESATWE是专门为多高层建筑结构分析而研发的空间组合结构有限元分析软件,适用于各种复杂体型的高层钢筋混凝土结构体系计算。SATWE是以壳元理论为基础构造一通用的超单元墙元为模拟剪力墙,它不仅具有平面内刚度,也具有平面外刚度,可以较好地模拟剪力墙的受力状态。而且墙元的每个节点都具有空间6个自由度,可方便地与任意空间梁柱单元连接,无需任何附加约束。SATWE给楼板4种简化
6、假定,即假定楼板整体平面内无限刚、分块无限刚、分块无限刚带弹性连接板带和弹性楼板。5短肢剪力墙结构设计应注意的问题(1)严格控制短肢墙的轴压比,尤其是无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙。目前,根据国内外研究结果,在承受压弯作用的剪力墙中,当处于小偏压状态时,墙的延性较差。不仅如此,即使在大偏压状态下,若轴压比较大,混凝土受压区的边缘应力很高,如果混凝土没有约束或约束不够,可能混凝土先达到极限压应变,出现竖向裂缝,甚至压碎,使构件丧失变形能力和承载能力。因此,在设计时,应严格控制短肢墙的轴压比,以保证短肢墙的延性。(2)应采取三维计算方
7、法进行结构的动力特性分析和杆件内力计算。这时对于竖向构件又有薄壁杆模型与墙元模型,前者是一种简化模型,但精确度较低;后者是板元与膜元的组合,是一种高精度力学模型。(3)由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小,设计时宜布置适当数量的长墙,或利用电梯,楼梯间形成刚度较大的内筒,以避免设防烈度下结构产生大的变形,同时也形成两道抗震设防。(4)各墙肢分布要尽量均匀,使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近;抗震设计中,简体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构底部地震倾覆力矩的50%,必要时也可以通过增加长肢墙
8、的方法调整刚度中心位置。(5)短肢剪力墙结构体系的抗震薄弱环节是建筑外边缘及角点处的墙肢,特别是“一字形”短肢剪力墙,可出现先于与其相连的梁破坏的情况。如当高层短肢剪力墙结构有扭转效应时,会加剧已有的翘曲变形,使其墙肢首先开裂。因此,设计时应采取必
