关于高层建筑短肢剪力墙结构设计

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1、关于高层建筑短肢剪力墙结构设计摘要：带有短肢剪力墙的建筑结构在我国部分地区，特别是抗震设防等级不大的地区较为流行，因为该类建筑室内没有柱子，空间布局比较方便，又可以减轻结构自重，应用逐渐广泛。对短肢剪力墙及短肢剪力墙结构的判别方法讨论，归纳总结了规范对短肢剪力墙的规定，根据短肢剪力墙的特点，提出设计建议。关键词：短肢剪力墙1短肢剪力墙与普通剪力墙和异型柱的界定短肢剪力墙是指墙肢的高度与厚度的比值（高厚比）为5〜8倍的剪力墙；一般剪力墙是指墙肢高厚比大于8的剪力墙。当墙肢高厚比＜4时则是异型柱。2短肢剪力墙结构与剪力墙结构的界定对于短肢剪力墙结构与剪力墙结构的界

2、定，目前规范尚不统一。《高规》中解释为：当结构中短肢剪力墙数量较多时才属于短肢剪力墙结构。2004年中国建筑科学研究院《房屋建筑设计常见问题解答》中对相关规定作了如下解释：一般剪力墙结构中，如果存在少量的短肢剪力墙，则不必要遵守7.1.8、7.2.2条的规定。这里如何界定“较多”与“少量”的标准并不明确。由于一旦确定为短肢剪力墙结构，其抗震等级就要相应提高一级；一二级抗震等级的剪力需要提高，轴压比控制也更为严格，因此会造成结构造价增加。所以短肢剪力墙结构的判别标准是结构工程师比较关心的问题。目前从一些地方规定和各种资料看，采用的判别方法主要有三种：2-1按抗倾

3、覆力矩来判别当结构中的短肢剪力墙第一振型底部地震倾覆力矩占底部地震总倾覆力矩的40%〜50%时，则可以认为该结构属于短肢剪力墙结构。当占底部地震总倾覆力矩小于40%是可认为是一般剪力墙结构。2-2按所承受荷载面积来判别当短肢剪力墙所承担楼面负荷的面积占全部楼面面积的比值，对于多层建筑占60%以上，对于高层建筑占50%以上，则可以确认该结构为短肢剪力墙结构。2•3按短肢剪力墙截面面积与全部剪力墙截的比值来判别积的比值当短肢剪力墙截面面积占全部剪力墙截大于50%时可确定为短肢剪力墙结构。3短肢剪力墙的性能特点：墙肢的高厚比小于5的小墙肢，难以形成联肢剪力墙，如果连

4、梁刚度大就形成剪切变形为主的壁式框架，连梁刚度小容易形成抗侧刚度差的独立墙，甚至异形柱框架，抗震性能都不好。另一方面，对双肢短肢剪力墙在低周期反复水平荷载作用下，其破坏属弯剪形破坏，具有一定的耗能能力。另外通过研究也发现作为联肢的短肢剪力墙，其左右墙肢的应力分布近似满足平面假定；有翼墙的墙肢受力明显优于无疑翼墙的墙肢；短肢剪力墙结构承担的总弯矩中局部弯矩所占的比例可以远远大于整体弯矩所占的比例，且随着肢厚比的增加这种趋势更加明显；在均部水平荷载或三角形水平荷载下，短肢剪力墙的侧移曲线是弯剪形的总之，短肢剪力墙是介于异型柱及一般剪力墙之间的一种构件形式，在墙肢高

5、度与厚度之比较小时（如接近4），其受力性能更接近于异型柱，反之则更接近于普通剪力墙。由于短肢剪力墙的截面特点，在一般情况下其在地震作用下的破坏形态是弯剪破坏。4规范对短肢剪力墙的要求：5短肢剪力墙配筋方式分析：5•1按柱配筋方式与柱配筋相同，纵筋基本均匀配置在周边。而剪力墙的特点是平面内刚度大，承载力大，平面外刚度和承载力均相对较小。短肢剪力墙受力性能与一般剪力墙接近，变形后符合平面假定，受力时平面内两端受5-3配筋建议从上述分析中可以看出短肢剪力墙高厚比为5〜8,受力状态从柱过渡到剪力墙，变化幅度大。工程中剪力墙形状也千变万化，设计中应根据实际情况具体处理。

6、个人认为短肢剪力墙配筋可按照以下原则配置：1）纵向钢筋的配置应主要配置在平面内的端部形成暗柱。暗柱范围可以按照一般剪力墙边缘构件的的要求确定。暗柱内的纵向钢筋配筋率可根据短肢剪力墙高厚比的增大而减小，当高厚比接近于一般剪力墙时，其暗柱内纵向钢筋配筋率也应接近于一般剪力墙边缘构件最小配筋率的要求。2）当暗柱纵向配筋率较高时，为保证短肢剪力墙”强剪弱弯”的要求，应适当提高暗柱内的最小配箍率特征值，暗柱以外的墙肢内的水平配筋也应按一般剪力墙配筋构造适当加强。6短肢剪力墙结构设计建议2）短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧

7、已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，所以，应尽量避免将短肢剪力墙布置在结构周边等扭转效应较大的部位，如必须布置时应加强其抗震构造措施，减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率；并且短肢墙应在两个方向上均有连接，避免形成孤立的“一”字形墙肢。3）短肢剪力墙应尽量设计成联肢墙，通过各种研究试验分析，短肢剪力墙可以很好的形成联肢墙，可以提供足够的刚度。独立短肢剪力墙的刚度很低，对结构整体刚度贡献很小。4)高层结构中的连梁是一个耗能构件，在短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对较小，连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁，而不同于一般剪力墙间的连梁，不宜在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下

8、调，使其设计内力降低，宜按普通框架梁要