钢筋混凝土延性联肢剪力墙结构的设计.pdf

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1、广东建材2013年第4期设计与装饰钢筋混凝土延性联肢剪力墙结构的设计蔡龙·杜宏彪2金仁和1(1广东石油化工学院建筑工程学院；2深圳大学土木工程学院)摘要：介绍了钢筋混凝土联肢剪力墙结构设计预期的延性破坏机制，分析了钢筋混凝土联肢剪力墙结构的设计原则。结合强墙弱梁、强剪弱弯和其他构造措施等设计原则，从连梁和墙肢两个方面对钢筋混凝土延性联肢剪力墙结构的设计做了较为系统的总结和论述，以供实际工程设计参考。关键词：联肢剪力墙；强墙弱梁：强剪弱弯；结构延性：抗震设计联肢剪力墙结构是指由连梁和墙肢构件组成的开有较大规则洞口的剪力墙结构体系，其整体参数a≥10，墙肢惯性矩比In／I≤Z。由于这种结构对

2、侧向荷载可以提供较大的承载能力和刚度，且能满足建筑设计设置门窗的使用功能要求，因此广泛地应用于高层建筑中。规范规定，在地震区，高层建筑不仅应具有必要的承载能力和刚度，还应具有良好的延性，使得遭遇罕遇地震作用时，结构进入塑性阶段，以塑性变形吸收和耗散地震能量抵抗地震作用，不致倒塌。通过合理设计，钢筋混凝土联肢剪力墙结构可以得到良好的延性。1联肢剪力墙设计预期的延性破坏机制震害调查分析和结构试验研究表明，钢筋混凝土联肢剪力墙结构可以设计成具有较好塑性变形能力的延性结构。当连梁的刚度及承载力远小于墙肢的刚度和承载力、且连梁具有足够的延性时，在地震作用下，连梁端部会首先出现塑性铰，直至墙肢底部纵

3、向钢筋屈服，混凝土压碎并形成塑性铰。一定数量的连梁端部塑性铰在形成过程中吸收消耗地震能量，又能继续传递弯矩和剪力，同时对墙肢形成的约束弯矩使剪力墙能够保持足够的刚度与承载力，增大墙肢底端的承载力，所以墙肢底部的塑性铰也具有良好的延性。另外，在塑性铰形成过程中，由于内力重分布，可以充分发挥材料的非线性性能，所以这种破坏机构的耗“He,“日m力与延性最好，这也是设计预期的延性联肢剪力墙结构。2联肢剪力墙结构设计的基本原则为了实现理想的延性联肢剪力墙结构，在设计中应该遵，僖‘强墙弱梁”、“强剪弱弯”的延性设计原则，同时加入必要的构造措施。2．1强墙弱梁联肢剪力墙是多次超静定结构，设计时应使联肢

4、剪力墙的连梁端部首先出现塑性铰吸收地震能量，从而避免墙肢的严重破坏。为了使连梁屈服早于墙肢屈服，通外填充墙(190空心砌块)，以达到建筑在外观上柱与墙外齐，从而减小偏心的影响。5认识与结论综上所述，笔者在设计工作中，理论联系实际，得到了如下一些认识：(1)应全面、准确地掌握国家强制性条文、现行规范、规程和理论知识，才能使工程设计符合实际情况，符合各项要求。(2)计算机辅助设计时，应根据不同的结构体型，采用不同的、与之相符合的电算程序，同时也要根据电算程序中某些‘不明之处’，进行概念设计。换言之，设计人员在设计过程中应先充分利用经验，按实际情况进行“人脑”分析，尔后选择电算程序进行优化设计

5、。(3)设计人员在工程设计中要追求尽善尽美，使其各项指标均符厶‘‘实用、安全、经济、美观”的设计原则。(4)对于不规则框剪结构，例如建筑物的平面阶梯形内收等，其框架剪力的调整不能按底部剪力调整，否则会使上部楼层框架内力放大太多，非常不合理。一种可行的方法是将建筑物沿竖向划分为比较均匀的几段，每段均按本段底层的剪力来调整，即分段调整方法。6结束倍20世纪的今天，世界经济飞速发展，建筑创作更是空前活跃，体型多变的高层建筑不断涌现，因而不规则高层建筑对地震的反应比规则建筑复杂得多，这就不是几本规范或几个公式所能包括的。这是对结构设计者的挑战。设计者必须因地因时制宜，不拘泥于某些条条框框，要敢于

6、创新，有许多技术问题亟待于我们去探索和研究。●一55—设计与装饰广东建材2013年第4期过对连梁的弯矩进行调整，降低连梁弯矩，按降低后的弯矩进行配筋，使连梁抗弯承载力降低，从而使连梁较早出现塑性铰，实现“强墙弱梁”。2．2强剪弱弯剪切破坏是脆性破坏，为了避免墙肢和连梁在弯曲破坏之前发生脆性的剪切破坏，设计时应使墙肢和连梁的抗剪承载能力大于抗弯承载能力，实现“强剪弱弯”。2．3其他构造措施通过必要的构造措施保证联肢剪力墙延性能力，例如：对于墙肢，限制其剪压比和轴压比、保证钢筋最小配筋率、设置约束边缘构件和构造边缘构件等；对于连梁，限制其剪压比、保证最小配筋率、设置交叉配筋等。3提高联肢剪力

7、墙延性的具体措施对结构延性的要求具体体现在对构件延性的要求上，特别是要提高结构中关键构件和构件中的关键部位的延性。联肢剪力墙结构是由连梁和墙肢构件组成的，因此提高联肢剪力墙结构延性具体体现在提高连梁和墙肢的延性上。3．1连梁的延性设计3．1．1遵循“强墙弱梁”设计原则为了使连梁屈服早于墙肢屈服，可以通过对连梁端部的弯矩进行调整，降低连梁弯矩，按降低后的弯矩进行配筋，使连梁抗弯承载力降低，从而使连梁较早出现塑性铰，实现“强墙弱梁”。降