高层建筑短肢剪力墙和异形柱结构受力研究和设计探析

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1、高层建筑短肢剪力墙和异形柱结构受力研究和设计探析　　摘要：短肢剪力墙结构体系是在原来剪力墙结构的基础上结合框架结构的优点形成的一种新型结构体系。短肢剪力墙与异形柱结构目前主要用在现浇混凝土塔式住宅建筑中,有着适应性和实用性强的特性。本文在众多短肢剪力墙结构与异形柱框架的试验资料与工程实践基础上,通过对两种结构不同的受力特点分析,并提出了计算方法。关键词：短肢剪力墙；异形柱；抗震等级；延性；弯曲变形Abstract:shortlimbshearwallstructuresystemisintheo

2、riginalshearwallstructureonthebasisofcombiningtheadvantagesoftheframestructureofanewtypeofstructuralsystem.Shortshearwallandspecial-shapedcolumnstructureismainlyusedincast-in-situconcretetowerresidentialbuilding,hasthecharacteristicsofstrongadaptabil

3、ityandpracticability.Thisarticleinnumerousshortlimbshearwallstructurewithspecial-shapedcolumnsframebasedontheexperimentdataandengineeringpractice,through7analyzingthestructureoftwokindsofdifferentmechanicalcharacteristics,andputsforwardthecalculation

4、method.Keywords:shortlimbshearwall;Special-shapedcolumns.Seismicgrade;Ductility;Bendingdeformation中图分类号：U442.5+5文献标识码：A文章编号：1.结构特点分析1.1短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构指的是墙肢的宽厚比为5-8之间的剪力墙结构，常用的有“T”字型、折线型、“十”字型、“L”型、“Z”字型、“一”字型等。它具有：在结构形式上肢长长短变化多，有利于调整刚度中心；连接各墙的梁可以隐蔽在短肢

5、墙内，空间利用性好；刚度控制灵活，有利于抗震性能的提高等特点。1.2异形柱结构7异形柱结构是指柱肢的宽厚比在3-5之间，相对于正方形与矩形柱而言是为不规则柱子，包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙，常用的有“L”型、“T”型、“十”字型，一般角柱为L型，边柱为T型，中柱为十字型。它具有：由于截面的差异特性，墙肢平面内的刚度差异大，从而具有不同的各向承载力；弯曲变形性能有限，延性较差；较普通截面柱变形能力低，脆性破坏明显；其受力性能的复杂，设计中必须通过可靠的计算和必要的构造措施来保证其强度和延性等特

6、性。2.结构设计分析：对短肢剪力墙结构的设计计算时，因为剪力墙开口大，所以基本上与普通剪力墙结构分析相同，可采用空间杆-墙组元分析方法或三维杆-系簿壁柱空间分析方法，最为常用的是空间杆墙组元分析方法，因为它计算精度高，计算模型更符合实际情况。在进行了结构分析以后，根据工程的各项指标和设计要求，确定工程的整体结构平面布置，如下图3-1。然后再进行短肢剪力墙和异形柱的设计分析。图3-1异形柱布置平面图图3-2短肢剪力墙结构平面图1）.结构和理性判断根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的规

7、则要求，对于短肢剪力墙的不规则结构设计的数量要控制，不宜全部采取短肢剪力墙的结构体系。并且由于短肢剪力墙的墙肢较短，刚度比一般剪力墙要小，所以短肢剪7力墙的设计要考虑侧移、自振周期和数量、水平地震的剪力系数（剪重比）等因素。其中剪重比是水平地震剪力和重力载荷的比值，受自振周期影响，结构楼层的剪力应满足下式要求：表3-1楼层最小地震剪力系数表注：括号内数字为设计地震基本加速度为0.20g和0.30g的地区2)因为短肢剪力墙结构的抗震性差，结构布置时要加强抗震薄弱环节：连梁布置要有两个方向的梁和每道

8、短肢剪力墙相接，短肢剪力墙两个方向上都有连接，在另一个方向设置翼缘，避免出现“一”字型短肢剪力墙；可采用强墙柱和弱连梁体系；均匀布置短肢剪力墙，墙的轴向应力不可有过大的差别，刚度中心要跟建筑物的型心保持一致，提高短肢剪力墙的抗震功能；适当增加长墙的数量，或者利用楼梯、电梯等结构形成刚度较大的核心筒增强短肢剪力墙的刚度，避免强烈冲击时结构产生较大变形；加大配筋量和外围墙肢的厚度、减小轴压比、增大箍筋和纵筋的配筋率等措施，以提高抗震性能。73）剪力墙体系的设计受实际受力状况的影响，加上地震作用时很多