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1、高层建筑短肢剪力墙结构设计探讨：TU972 ：随着科学技术的发展，短肢剪力墙结构具有原有剪力墙没有的优势，建筑空间更大、自重更低，因此，短肢剪力墙结构在高层建筑中得到了广泛的应用。本文结合工程实例，对高层短肢剪力墙结构设计进行了探讨，并阐述了设计中应注意的问题。希望能为大家在设计工作提供一些参考。 关键词：短肢剪力墙；结构设计；结构布置；异形柱框架结构 随着社会的发展，城市的可用土地逐渐减少，人们对建筑平面与空间的要求也越来越高。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对住宅空间
2、的要求。短肢剪力墙结构体系以剪力墙为基础，并吸取框架的优点，与剪力墙结构相比，短肢剪力墙结构比较经济、且结构布置灵活。与异形柱框架结构相比，它的抗侧向变形性能好,可适应更高的建筑高度。因此，短肢剪力墙结构逐步发展而形成一种能较好适应高层住宅建筑的结构体系。 1工程概况 该建筑工程为一高层住宅建筑，建筑面积为3876m2，标准层建筑面积为338m2。纵向总长度为24.97m，横向总长度为14.3m。开间为3.3m～5.1m,进深为4.5m～6m。层数为十一层，局部跃十二层。其中一至十一层层高为2.9m,十二层层高为2.7m。
3、建筑总高度为36.95m。外墙采用300mm空心砖，内夹70厚水泥聚苯板，内墙采用200厚空心砖。结构形式采用短肢剪力墙。楼盖采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，墙、柱、梁均为现浇，抗震设防烈度为七度。 2短肢剪力墙结构设计应注意的问题 (1)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
4、肢墙的轴压比,以保证短肢墙的延性。 (2)应采取三维计算方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
5、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,设计时应采取必要的措施,如对位于建筑外边缘及角点处的短肢剪力墙应减小轴压比,增大纵筋和箍筋的配筋率,加强小墙肢的延性抗震性能,避免形成孤立的“一”字形短肢剪力墙,以保证结构的安全性、实用性。 （6）要正确判定短肢剪力墙
6、结构墙肢平面内梁的属性。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ5-2002)规定:剪力墙开洞形成的跨高比小于5的连梁应按连梁进行设计;当跨高比大于5时宜按框架梁进行设计。连梁的刚度变化,直接影响了结构的总体抗侧移刚度,合理地选择梁的截面和配筋,有利于提高结构的抗震性能。因此,小高层住宅短肢剪力墙结构在实际设计时,墙肢刚度可相对减小;连接各墙肢间的梁刚度不应折减。只有这样,才能使梁截面设计易于满足规范的要求,偏于安全。 （7）小高层住宅在设计时,为避免连梁剪切破坏先于弯曲破坏,应满足强剪弱弯的要求;不宜采用窗下墙作为连梁,因为
7、窗下墙高度很大,形成刚度很大的剪切块,不利于结构的抗震设计,所以,宜将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。 3主体结构设计 3.1结构选型 根据开发商的要求，房间内不允许露出柱或梁等结构构件。本工程可供选择的结构方案有异形柱框架剪力墙结构和短肢剪力墙结构。由于异形柱框架结构要求肢高与肢厚之比不应大于4，且柱的净高与柱截面长边尺寸之比不宜小于4、不应小于3，由此对截面尺寸产生了限制。经初步估算，采用异形柱框架时柱的轴压比超出限值，异形柱框架结构的高度限值为35m，本工程的建筑高度为36.95m。且本市对异形柱框架结构的高度
8、限值更为严格，故决定不采用异形柱框架结构。对于短肢剪力墙结构，经初步估算，其轴压比、侧移、扭转及总高度限值等方面均能满足要求，故最终决定采用短肢剪力墙结构。 3.2结构布置 结合本工程的特点，在结构布置时，以满足结构承载力、控制结构变形、减少扭转、控制轴压比等多方面指标综
