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小议短肢剪力墙结构的设计与计算方法

2014-06-30 01:04

摘要：现代住宅设计要求开间大，平面及房间布局灵活、方便，而且室内不能见柱楞、不露梁等。在现行的国家规范或设计规程中还没有给出有关异形柱和短肢剪力墙结构设计的标准，因此，工程设计人员在设计中常常无标准可循，这就需要设计人员拥有长期的经验积累，利用正确的经验进行设计。现通过对短肢剪力墙结构设计中的相关要素的分析，以期能够为结构设计人员提供一些参考。
关键词：异形柱；短肢剪力墙；结构设计
       随着人们对住宅特别是高层住宅平面与空间使用功能的要求越来越高，原来普通框架结构的露梁、露柱，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的要求。于是，在原有剪力墙的基础上，吸收了框架结构的优点，逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式，即“短肢剪力墙结构”型式。这种新的结构由于在很大程度上克服了普通框架与普通剪力墙结构的缺点，受到了工程设计人员的肯定，并更得到了广大住户与房屋开发商的欢迎。
        1  短肢剪力墙结构与异形柱结构的简要介绍
        短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5～8倍剪力墙结构，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型等。
        对短肢剪力墙结构的设计计算，应考虑其是剪力墙大开口而成，所以基本上与普通剪力墙结构分析相同。可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法，其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况，精度较高。虽然三维杆-系簿壁柱空间分析程序使用较早、较广，但对墙肢较长的短肢剪力墙应该用空间杆-墙组元程序进行校核。 

        2  短肢剪力墙的优点
        短肢剪力墙既保留了异形柱不凸出墙面的优点，又克服了异形柱框架抗震性能不理想等缺点。由于住宅需求的增加和用于建造住宅的土地供应紧张，高层住宅的建造成为众多开发商的首选。与普通的剪力墙相比短肢剪力墙门窗洞口更大，可以较好地满足住宅建筑的采光与通风要求，增加使用面积，造价更低，且结构自重更小。这种结构体系通常都是利用中部的竖向通道区设置较多的剪力墙，共同组成一个较为完整的或基本完整的筒体。也可以将由竖向交通区所构成的混凝土筒设置在结构外边，而靠中间的楼梯间可用混凝土剪力墙构成一个相对完整的半开放的筒体。这一部分的结构布置与建筑平面的划分较容易达成一致，易于实现；至于外围部分，可以根据建筑的要求而定。因为住宅建筑对平面的划分要求比一般的商业建筑、办公建筑以及旅馆建筑要求更高，房间的顶板不宜有梁，墙角不宜有柱子突出，所以住宅建筑通常都在核心筒的外围布置混凝土剪力墙。而且，短肢剪力墙在建筑上起到对建筑平面的分隔作用，在结构上既可以承受竖向荷载，又可以抵抗水平地震的破坏力。
        3  短肢剪力墙结构及其计算
        短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。在进行异形柱结构设计时，除满足高规中对结构布置要求外，还应注意几个方面的问题：