短肢剪力墙在小高层及高层中的应用

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1、第!期广东土木与建筑$/0!!""#年!月!"#$!%&$!#’()*+,(+"’,(*-*.,$!*$,,’*$!!"#!""#短肢剪力墙在小高层及高层中的应用黎红雨梅仲华!泛华广东工程有限公司广州$%&&&&"摘要!通过短肢剪力墙在多#高层住宅中的应用$阐述该结构体系在满足建筑使用功能的前提下$具有强度高#刚度大#抗扭性能好#经济合理等优点$并参照国内外实验结果注重抗震概念设计$提高其单体构件的延性$以确保结构的整体安全%关键词!短肢剪力墙&抗震性能&抗扭刚度&轴压比&延性截面*$&2+$&#*)层商住楼!总高,,-"转换层主梁截"结构布置面$&&3,&&

2、#梁纵筋配筋率为%’&.1%’$.&由于短肢剪力墙的设置#有效地减少了标准层%’%标准层布置梁的计算跨度#使得建筑平面大开间得以实现&本文短肢剪力墙结构!墙肢截面高厚比$1("与普通所述的小高层及高层层高仅)’,-#最大开间(’/1剪力墙结构相比#抗侧刚度相对较小#设计时利用电(’(-的框架梁高仅0&&--&梯$楼梯间形成刚度较大的内筒#以避免设防烈度下结构产生较大变形#同时也形成两道抗震设防%外围#整体计算及结果分析短肢剪力墙的设置考虑建筑平面布局#长短根据电算结果及轴压比进行调整#适当加长外围角部墙肢)’%计算模型的选用长度以加强结构的整体抗扭性能&1"1

3、$123"采用杆件或薄壁杆件计算模型#其%’)首层布置中梁$柱为普通空间杆件#每端有4个自由度#墙视首层一般用作商铺或活动场所#除电梯筒剪力为薄壁杆件#每端有5个自由度!多出%个截面翘曲墙落地外#将外围短肢剪力墙转换为矩形柱#从图%角#即扭转角沿纵轴的导数"&考虑墙单元非平面变中可以看出转换层上下竖向构件的变化及转换层梁形的影响#按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚的平面布置&通过调整上部短肢剪力墙的长度#尽量度矩阵#引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分使墙肢两方向的组合受力中心接近下部矩形柱截面未知量后进行求解#它适用于各种平面布置#未知量形心#以最大限度地保

4、证荷载的传递#减少附加弯矩少#精度高&但是薄壁杆件模型在分析剪力墙较为低的产生#从而减小转换梁$柱的截面及配筋#提供更大的建筑使用空间&图%中%(层商住楼转换层主梁图"转换层结构平面图,!""#年"月第"期黎红雨等!短肢剪力墙在小高层及高层中的应用/01!""#"#$"宽#结构布置较复杂!如有转换层"时$也存在一些不向*-$’,8%足$主要是薄壁杆件理论未考虑剪切变形的影响$当(位移)最大层间位移角在地震力作用下为!结构布置较复杂时变形不协调%对设有转换层的短向""’-&$#向""’*-&风力作用下为!向"’.’%$肢剪力墙结构$框支剪力墙是受力面向受力点过渡

5、$#向""*&+&最大层间位移与平均层间位移的比值由于薄壁杆件的连接处是点连接$故用薄壁杆件模为!向"$"&$#向"$%.%此外$从上述结果及图’中型不能很好地处理位移的连续和力的正确传递$因可以看出$两主轴方向的动力特性!周期和振型"基此带有转换层的短肢剪力墙结构宜优先采用墙元模本相近$符合抗震概念%型软件!如20345"进行计算%20345采用空间杆)重力二阶效应及结构稳定)该结构刚重比单元模拟梁#柱及支撑等杆件$用在壳元基础上凝聚’为!向&$+&$#向,$%($该值%’$,$故能满59:;<而成的墙元模拟剪力墙$墙元不仅具有平面内刚度$足高规!-$($(

6、"的整体稳定验算要求$又可以不考虑也具有平面外刚度$可以较好地模拟工程中剪力墙重力二阶效应%的真实受力状态$而且墙元的每个节点都具有空间*转换层上#下的侧移刚度比)!向)$(’&.$#全部&个自由度$可以方便地与任意空间梁#柱单元向)$-,,&$满足规范对转换层上#下层结构等效剪切连接$且梁#柱及支撑截面形状不限$考虑了各种异刚度比!’的要求%形截面情况及梁#柱的偏心刚域影响$墙元的变形协+剪重比)计算得出的楼层最小剪重比为!向调性好$分析结果符合剪力墙的实际受力情况%’$’’8$#向’$+(8$大于抗震规范!-$’$-"条要求的楼’$’计算参数!除特别指出外

7、均为规范规定参数取值"层最小剪重比)$&%8%!考虑楼板的面内变形$假定转换部位#电梯筒,转换层上下抗侧力结构的层间受剪承载力周边#楼板开大洞周边及两塔楼连接部位均为弹性比为%$*%$满足规范大于%$.%的要求%楼板&"当高层商住楼标准层为双塔时$取+&个振从计算结果的各项指标来看$这种结构体系的型$".层商住楼取".个振型$考虑平扭耦连计入结整体抗侧刚度大$抗扭性能良好$且受力明确$传力构扭转效应&#设计基本地震加速度为%$"%6$设计地合理且传力路线不间断$这样的结构抗震分析更符震分组为第)组$特征周期值为%$(-!!两工程均为合结构在地震时的实际表现$对

8、提高结构抗震性能$类场地土"&%短肢剪