探讨高层房屋短肢剪力墙结构设计问题.doc

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1、探讨高层房屋短肢剪力墙结构设计问题摘要：本文首先介绍了近年来出现的短肢剪力墙结构体系，对短肢剪力墙的受力特点、结构布置、配筋要求、设计中注意的问题等方面进行了详细的介绍分析，以供参考。关键词高层房屋；短肢剪力墙；结构设计Abstract:Thispaperintroducesshortpiershearwallstructuresystememergedinrecentyears,theshortlegshearwal1forcecharacteristics,structurallayout,reinfo

2、rcementrequirements,problemsinthedesignareanalyzedindetail,forreference.Keywordsseniorhousing;shortpiershearwall；structuredesign中图分类号：TB482.2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)刖B短肢乾力墙是指墙截面高度与厚度之比为5~8倍丽力墙结构，旦墙后不小于200mine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

3、相对较短，常用的有“T”字型、型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。一、高层建筑短肢剪力墙的受力特点短肢剪力墙结构是指墙肢截面高度为厚度5~8倍的剪力墙结构，剪力墙根据整体性系数及墙肢延高度上弯矩的变化，可分为3类。(1)满足a^lO,In/IWZ时，为整体小开口墙，它的整体性很强，墙肢不出现反弯点，变形以弯曲变形为主。(2)满足a<10时,ln/IWZ,为联肢墙.它的整体性不很强,墙肢不出现或很少出现反弯点，变形仍以弯曲变形为主。⑶满足a>10,但In/I>Z时，结构的梁、柱刚度比大，整体性很强

4、,墙肢大多出现反弯点，如按壁式框架结构来考虑。其中：门二Wji式中：Ai墙肢i的面积；Iji——墙肢i截面的惯性矩；ri——墙肢i的截面形心至组合截面形心的距离。为使短肢剪力墙结构的墙肢受力性能和变形性能优于异形柱，尽量不把短肢剪力墙设计成壁式框架，考虑到短肢剪力墙小墙肢、大洞口的特点,不适合设计成整体小开口墙结构，而异形柱结构自身的特点决定了其受力性能、抗震性能与矩形柱结构不同。由于异形柱截而不对称，在水平力作用下产生的双向偏心受压给承载力带来的影响不容忽视。所以，综合安全与经济因素，宜把短肢剪力墙结构设

5、计为a〈10,Tn/TWz的联肢墙。二、高层建筑短肢剪力墙的结构布置短肢剪力墙属于剪力墙的一种，而小墙肢剪力墙的布置，通常结合窗间墙位置及房间四角等布置成字形、"L"形、"T”形或“十"字形墙段，沿结构平面均匀布置，尽量做到对齐、拉直，使结构的刚心和质心结合，减少其扭转。短肢剪力墙的抗侧刚度相对较小，所以，经常在楼、电梯周围布置普通剪力墙，形成简体和短肢剪力墙共同抵抗侧力，在抗震设计中，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%。也可以通过增加长肢墙的方法调整刚度中心

6、位置，短肢剪力墙的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘角部处的墙肢，当有扭转作用时，会加剧墙肢的变形，使角部墙肢首先开裂，所以，设计时应采取必要的措施，如减小轴压比、增大纵筋和箍筋的配筋率等，以保证结构的安全性、实用性。而对由于较大的竖向荷载和剪力使底部外围墙肢产生开裂，也应通过增加墙厚和配筋量等方法防止。三、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——墙组元分析方法(TBSSAP

7、、SATWE)o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。3.1TATTAT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，同时使简化后的剪力墙的受

8、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。3.2SATWESATWE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