高層建筑短肢剪力墻與異形柱結(jié)構(gòu)受力分析與設(shè)計探討48340

1、高層建筑短肢剪力墻與異形柱結(jié)構(gòu)受力分析與設(shè)計探討高層建筑短肢剪力墻與異形柱結(jié)構(gòu)受力分析與設(shè)計探討論文上傳：pzhang論文作者：范波李富強您是本文第904位讀者摘要：摘要：在眾多短肢剪力墻結(jié)構(gòu)與異形柱框架的試驗資料與工程實踐基礎(chǔ)上，論述了這兩種結(jié)構(gòu)形式的受力特點，并分析了各自的結(jié)構(gòu)計算、構(gòu)造的相關(guān)問題。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：高層剪力墻異形柱為什么要上傳論文？如何上傳論文？隨著人們對住宅，特別是高層住宅平面與空間的要求越來越高，原來普通框架結(jié)構(gòu)

2、的露梁露柱、普通剪力墻結(jié)構(gòu)對建筑空間的嚴格限定與分隔已不能滿足人們對住宅空間的要求。于是在原有剪力墻的基礎(chǔ)上，吸收了框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，逐步發(fā)展形成了能適應(yīng)人們新的住宅觀念的高層住宅結(jié)構(gòu)型式，即“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”和“異形柱框架結(jié)構(gòu)”型式。這兩種新的結(jié)構(gòu)由于在很大程度上克服了普通框架與普通剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點，受到了建筑師的肯定，更得到了住戶與房開商的歡迎，為此，本文對這兩種新的高層住宅結(jié)構(gòu)型式的受力特點、結(jié)構(gòu)分析及構(gòu)造要求進行闡述。1短肢剪力墻

3、結(jié)構(gòu)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢的長度為厚度的58倍剪力墻結(jié)構(gòu)，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折線型、“一”字型。這種結(jié)構(gòu)型式的特點是：①結(jié)合建筑平面，利用間隔墻位置來布置豎向構(gòu)件，基本上不與建筑使用功能發(fā)生矛盾；②墻的數(shù)量可多可少，肢長可長可短，主要視抗側(cè)力的需要而定，還可通過不同的尺寸和布置來調(diào)整剛度中心的位置；③能靈活布置，可選擇的方案較多，樓蓋方案簡單；④連接各墻的梁，隨墻肢位置而設(shè)于間隔墻豎平面內(nèi)，可隱蔽；⑤

4、根據(jù)建筑平面的抗側(cè)剛度的需要，利用中心剪力墻，形成主要的抗側(cè)力構(gòu)件，較易滿足剛度和強度要求。對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算，因其是剪力墻大開口而成，所以基本上與普通剪力墻結(jié)構(gòu)分析相同，可采用三維桿系簿壁柱空間分析方法或空間桿墻組元分析方法，前者如建研院的TBSA、TAT，廣東省建筑設(shè)計院的廣廈CAD的SS模塊，后者如建研院的TBSSAP、SATWE，清華大學的TUS，廣東省建院的SSW等。其中空間桿墻組元分析方法計算模型更符合實際情況，精度

5、較高。雖然三維桿系簿壁柱空間分析程序使用較早、應(yīng)用較廣，但對墻肢較長的短肢剪力墻，應(yīng)該用空間桿墻組元程序進行校核。通過可靠的計算和必要的構(gòu)造措施來保證其強度和延性。目前，異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計還沒有統(tǒng)一的國家規(guī)范，僅有兩部地方性法規(guī)，即廣東省標準DBJT151595和天津市標準DB291698可供參考。在進行異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計時，除滿足高規(guī)中對結(jié)構(gòu)布置要求外，還應(yīng)注意幾個方面的問題：(1)異形框架的計算由于其截面的特殊性，在柱截面對稱軸內(nèi)受水平力作

6、用時，彈性分析計算其翹曲應(yīng)力很小，此時如同承受水平力的偏壓構(gòu)件，仍可按平截面假定分析，按砼設(shè)計規(guī)范計算，特別是在框——剪，框——筒結(jié)構(gòu)中，對6度及其以下烈度區(qū)的Ⅰ、Ⅱ類場地，框架柱只承擔水平風載的一小部分，如按一般偏壓柱計算，誤差較小。此時異形柱可用等剛度等面積代換成矩形柱后由程序進行整體分析。而在水平力較大，且水平力作用在非主軸方向，則翹曲應(yīng)力不容忽視，按平截面假定誤差較大，則應(yīng)對異形柱框架結(jié)構(gòu)進行有限元分析，決定內(nèi)力和配筋位置及大小

7、。在進行內(nèi)力計算和配筋計算時，宜選用帶有異形柱計算功能的計算軟件?，F(xiàn)在有一些軟件沒有異形柱截面形式，如要用它進行計算，要先進行等剛度等面積換算成矩形柱，進行整體分析，得到雙向內(nèi)力后再進行異形柱的截面設(shè)計，其工作量相當大，且截面設(shè)計的可靠性不高。目前，國內(nèi)可直接進行異形柱截面內(nèi)力計算和截面設(shè)計的軟件有建研院的TAT、SATWE程序，廣東省建院的SS、SSW程序以及天津大學的鋼筋砼異形柱結(jié)構(gòu)配筋計算程序CRSC。這些程序均用數(shù)值積分法進行正

8、截面配筋設(shè)計，準確性較高，經(jīng)過大量工程校算，能有效地滿足結(jié)構(gòu)安全性要求。(2)軸壓比控制對框架結(jié)構(gòu)，框剪結(jié)構(gòu)，柱的延性對于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起著十分重要的作用，且軸壓比又是影響砼柱延性的一個關(guān)鍵指標。由試驗結(jié)構(gòu)分析［3］，柱的側(cè)移延性比隨著軸壓比的增大而急劇下降。在高軸壓比情況下，增加箍筋用量對提高柱的延性作用已很小，因而軸壓比大小的控制對柱的延性影響至關(guān)重要，特別是異形柱結(jié)構(gòu)剪力中心與截面形心不重合，剪應(yīng)力使砼柱肢先于普通

9、矩形壓剪構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，產(chǎn)生腹剪破壞，加上異形柱多屬短柱，這些導(dǎo)致異形柱脆性明顯，使異形柱的延性普遍低于矩形柱，因而對異形柱的軸壓比要嚴格控制。在廣東規(guī)程中，其軸壓比按砼設(shè)計規(guī)范中的要求減少0.05，但其適用高度較低，一般為35m。當高層建筑的高度進一步加大時，其水平力的影響會愈來愈顯著，對結(jié)構(gòu)的延性要求也愈高。由天津大學土木系對異形柱延性資料可知，影響異形柱延性的因素比普通柱要復(fù)雜，且不同的柱截面形式，如L型、T型、十字型，在相同水平側(cè)

10、移下，其延性性能也有較大差異，因而，軸壓比控制應(yīng)參考天津規(guī)程。但天津規(guī)程的控制過于繁鎖，在結(jié)構(gòu)計算中，柱的縱筋與箍面的直徑還沒有設(shè)定，因而箍筋間距與縱筋直徑的比值還無法確定。為在實際工作中便于使用，可按不同的截面形式（L、T、十字型）與不同的抗震等級兩項指標從嚴控制，對低烈度地區(qū)的這類結(jié)構(gòu)是能夠滿足其延性要求的。(3)配筋構(gòu)造在正確的結(jié)構(gòu)選型及計算后，截面內(nèi)鋼筋的構(gòu)造也是保證異形柱受力性能的重要因素。由于異形柱截面的特點，柱肢端部會出現(xiàn)