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建筑設(shè)計(jì)知識(shí):短肢剪力墻與異形柱結(jié)構(gòu)受力分析

2013-12-26 11:56  建設(shè)工程教育網(wǎng)整理  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  【學(xué)員問(wèn)題】短肢剪力墻與異形柱結(jié)構(gòu)受力分析?

  【解答】異形柱隨著人們對(duì)住宅,特別是高層住宅平面與空間的要求越來(lái)越高,原來(lái)普通框架結(jié)構(gòu)的露梁露柱、普通剪力墻結(jié)構(gòu)對(duì)建筑空間的嚴(yán)格限定與分隔已不能滿足人們對(duì)住宅空間的要求。于是在原有剪力墻的基礎(chǔ)上,吸收了框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),逐步發(fā)展形成了能適應(yīng)人們新的住宅觀念的高層住宅結(jié)構(gòu)型式,即“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”和“異形柱框架結(jié)構(gòu)”型式。

  1短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

  短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢的長(zhǎng)度為厚度的5-8倍剪力墻結(jié)構(gòu),常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折線型、“一”字型。

  這種結(jié)構(gòu)型式的特點(diǎn)是:

 、俳Y(jié)合建筑平面,利用間隔墻位置來(lái)布置豎向構(gòu)件,基本上不與建筑使用功能發(fā)生矛盾;

  ②墻的數(shù)量可多可少,肢長(zhǎng)可長(zhǎng)可短,主要視抗側(cè)力的需要而定,還可通過(guò)不同的尺寸和布置來(lái)調(diào)整剛度中心的位置;

 、勰莒`活布置,可選擇的方案較多,樓蓋方案簡(jiǎn)單;

 、苓B接各墻的梁,隨墻肢位置而設(shè)于間隔墻豎平面內(nèi),可隱蔽;

 、莞鶕(jù)建筑平面的抗側(cè)剛度的需要,利用中心剪力墻,形成主要的抗側(cè)力構(gòu)件,較易滿足剛度和強(qiáng)度要求。

  對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算,因其是剪力墻大開(kāi)口而成,所以基本上與普通剪力墻結(jié)構(gòu)分析相同,可采用三維桿-系簿壁柱空間分析方法或空間桿-墻組元分析方法,前者如建研院的TBSA.TAT,廣東省建筑設(shè)計(jì)院的廣廈CAD的SS模塊,后者如建研院的TBSSAP、SATWE,清華大學(xué)的TUS,廣東省建院的SSW等。其中空間桿墻組元分析方法計(jì)算模型更符合實(shí)際情況,精度較高。雖然三維桿系-簿壁柱空間分析程序使用較早、應(yīng)用較廣,但對(duì)墻肢較長(zhǎng)的短肢剪力墻,應(yīng)該用空間桿-墻組元程序進(jìn)行校核。

  在進(jìn)行以上分析后,按《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》進(jìn)行截面與構(gòu)造設(shè)計(jì),相對(duì)于異形柱結(jié)構(gòu),短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的理論與實(shí)踐較為成熟,但這種結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍然有需要引起重視的方面。

  (1)由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)相對(duì)于普通剪力墻結(jié)構(gòu)其抗側(cè)剛度相對(duì)較小,設(shè)計(jì)時(shí)宜布置適當(dāng)數(shù)量的長(zhǎng)墻,或利用電梯,樓梯間形成剛度較大的內(nèi)筒,以避免設(shè)防烈度下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的變形,同時(shí)也形成兩道抗震設(shè)防;

  (2)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢,當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí),會(huì)加劇已有的翹曲變形,使其墻肢首先開(kāi)裂,應(yīng)加強(qiáng)其抗震構(gòu)造措施,如減小軸壓比,增大縱筋和箍筋的配筋率;

 。3)高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下,顯現(xiàn)整體彎曲變形為主,底部外圍小墻肢承受較大的豎向荷載和扭轉(zhuǎn)剪力,由一些模型試驗(yàn)反映出外周邊墻肢開(kāi)裂,因而對(duì)外周邊墻肢應(yīng)加大厚度和配筋量,加強(qiáng)小墻肢的延性抗震性能。短肢墻應(yīng)在兩個(gè)方向上均有連接,避免形成孤立的“一”字形墻肢;

 。4)各墻肢分布要盡量均勻,使其剛度中心與建筑物的形心盡量接近,必要時(shí)用長(zhǎng)肢墻來(lái)調(diào)整剛度中心;

 。5)高層結(jié)構(gòu)中的連梁是一個(gè)耗能構(gòu)件,在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中,墻肢剛度相對(duì)減小,連接各墻肢間的梁已類(lèi)似普通框架梁,而不同于一般剪力墻間的連梁,不應(yīng)在計(jì)算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調(diào),使其設(shè)計(jì)內(nèi)力降低,應(yīng)按普通框架梁要求,控制砼壓區(qū)高度,其梁端負(fù)彎矩鋼筋可由塑性調(diào)幅70%-80%來(lái)解決,按強(qiáng)剪弱彎,強(qiáng)柱弱梁的延性要求進(jìn)行計(jì)算。

  以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成,供參考,如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。

責(zé)任編輯:tracy
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