适于小高层住宅的异形柱框架短肢剪力墙

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1、长江大学学报（自科版）!"##$年%"月第(卷第-期理工卷·%"-·#$%&’()$*+(’,-./0’12/&31-4（5(-671891-）!29:7"##$，;<=7(><7-671:8’,;适于小高层住宅的异形柱框架短肢剪力墙的设计与应用!!李文盛!（长江大学城市建设学院，湖北荆州"#"$%#）［摘要］阐述了异形柱框架短肢剪力墙结构在小高层住宅中的应用优势和受力特点，结合工程设计实例，采用(种结构形式分别进行计算分析，以寻找最优方案。对比讨论发现：采用钢筋混凝土异形柱和短肢剪力墙的结构形式时，应当进行合理的结构布置以满足结构整体抗侧移刚度的要求

2、，同时严格控制竖向构件轴压比并满足配筋构造以防止构件可能出现的翘曲和剪切破坏，这样才能同时满足小高层住宅对建筑和结构的需要。［关键词］小高层住宅；异形柱；短肢剪力墙；结构设计；受力分析［中图分类号］)*(%’［文献标识码］+!!［文章编号］%$,(%-#&（"##$）#-#%"-#(!!在城市用地日趋紧张的今天，住宅楼逐步向高层化发展，现浇钢筋混凝土框架和剪力墙结构被广泛采用。但是，普通框架结构在室内暴梁露柱、普通剪力墙结构对户型的严格分隔已不能满足人们对住宅空间的追求。经过改进，适应小高层住宅的“异形柱框架短肢剪力墙”结构体系日益受到青睐。目前，国家

3、现行规范中尚未给出有关异形柱、短肢剪力墙的明确条文，这需要设计人员不断积累经验，利用正确的结构概念指导设计。!"受力分析和布置原则“异形柱框架短肢剪力墙”结构体系以剪力墙为基础并吸取框架优点，作为竖向构件的异形柱和短肢剪力墙，通常布置在房间分隔墙交汇处或平面外围边角处，形成“)”型、“.”型、“/”型、“0”型或“一”型等截面形式的钢筋混凝土短肢组合，短肢再通过连梁相连。一般认为，肢长与肢宽［%］［"］之比!"#$"%-的为异形柱，!"#$1%’的为短肢剪力墙。短肢剪力墙属于剪力墙结构，只是墙肢较短，其受力性能与剪力墙相仿。异形柱是从矩形柱向短肢剪力墙

4、过渡的一种构件，但受力状态远比矩形柱复杂。由于柱肢的存在，造成异形柱的剪力中心与截面形心不重合，同时竖向力作用位置与截面形心也不重合。所以，异形柱在水平荷载作用下受弯、受剪、受扭，在竖向荷载作用下为双向压弯构件，各肢将产生翘曲正应力和剪应力，使柱肢先于普通矩形压剪构件出现裂缝，即产生腹剪裂缝。另外，异形柱由于截面尺寸过小，即使加强配筋也难免混凝土出现早期压碎、纵向筋压曲的脆性破坏，使异形柱较普通矩形柱变形能力降低。根据上述分析，提高异形柱延性显得尤为重要。主要有以下措施：!严格控制轴压比。广东省［(］《钢筋混凝土异形柱设计规程》（2345)%16%16

5、&1）建议按普通柱轴压比降低#7#1取用。但由于异形柱多为短柱，故轴压比还应降低。笔者建议抗震等级为"级时轴压比取值中柱小于#7,，角柱小于#7$。#采用封闭复合箍筋且适当提高体积配箍率，可有效提高混凝土极限压应变，降低脆性破坏的可能。建议柱中箍筋间距应!%##88，且箍筋间距与纵筋直径之比&"’!,。由于异形柱和短肢剪力墙的布置非常灵活，通过调整结构布置，不难获得合理的抗震结构体系。在实际工程中应根据其特点遵循以下布置原则：!结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件和水平连梁，基本不与建筑使用功能发生矛盾。#墙肢数量可多可少，墙肢尺寸可长可短。这样

6、，既可以调整结构刚度来满足抗侧力需要，又可以改变刚度中心来减少整体扭转效应。$视建筑平面及抗侧力的需要，!［收稿日期］"##$%#"#!［作者简介］李文盛（%&$’），男，%&&"年大学毕业，硕士，副教授，现主要从事土木工程方面的教学与研究。第)卷第,期李文盛：适于小高层住宅的异形柱框架短肢剪力墙的设计与应用:·%$-·可以把中心竖向交通区处理成剪力墙筒体或短肢剪力墙组合，且在平面外边缘、角点处及平面转折处布置必要的短肢剪力墙。!为保证墙肢的稳定，应尽可能采用“!”型、“"”型、“#”型组合截面，且保证有$个方向的拉梁拉结以构成稳定的结构体系。"异形柱

7、和短肢墙尽量对齐、拉直并均匀布置，以利于形成抗侧刚片和均匀受力。!"工程设计实例!#$"结构方案$某%$层高层住宅，建筑面积约&’’’(，设有一部上人电梯兼作消防电梯；结构计算高度)*+,(（首层-+,(，其他层)(），采用桩筏基础；抗震设防烈度.度，#类场地土，基本风压’+)-/01。结构方案采用能较好适应建筑要求的异形柱框架短肢剪力墙全现浇结构（如图%中的方案%）。参考广东［)］《规程》，.2抗震设防区，异形柱框架结构最大适用高度宜!)-(。该工程总高度略有超出，为保证异形柱框架的延性，具体措施如下：$为增加房屋的整体抗侧力刚度，形成两道抗震防线，

8、将电梯井作成剪力墙内筒，同时将部分异形柱的墙肢拉长成短肢剪力墙。实际计算中发现，中心筒体承担了