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高層短肢剪力墻與異形柱結構受力分析與設計探討

2015年6月25日() 來源:土木工程網 作者:佚名 閱讀:

  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,原來普通框架結構的露梁露柱、普通剪力墻結構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上,吸收了框架結構的優點,逐步發展形成了能適應人們新的住宅觀念的高層住宅結構型式,即“短肢剪力墻結構”和“異形柱框架結構”型式。這兩種新的結構由于在很大程度上克服了普通框架與普通剪力墻結構的缺點,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構型式的受力特點、結構分析及構造要求進行闡述。

  1 短肢剪力墻結構

  短肢剪力墻結構是指墻肢的長度為厚度的5-8倍剪力墻結構,常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折線型、“一”字型。

  這種結構型式的特點是:

  ①結合建筑平面,利用間隔墻位置來布置豎向構件,基本上不與建筑使用功能發生矛盾;

  ②墻的數量可多可少,肢長可長可短,主要視抗側力的需要而定,還可通過不同的尺寸和布置來調整剛度中心的位置;

  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,隨墻肢位置而設于間隔墻豎平面內,可隱蔽;

  ⑤根據建筑平面的抗側剛度的需要,利用中心剪力墻,形成主要的抗側力構件,較易滿足剛度和強度要求。

  對短肢剪力墻結構的設計計算,因其是剪力墻大開口而成,所以基本上與普通剪力墻結構分析相同,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,精度較高。雖然三維桿系-簿壁柱空間分析程序使用較早、應用較廣,但對墻肢較長的短肢剪力墻,應該用空間桿-墻組元程序進行校核。

  在進行以上分析后,按《高層建筑結構設計與施工規范》進行截面與構造設計,相對于異形柱結構,短肢剪力墻結構的理論與實踐較為成熟,但這種結構在結構設計中仍然有需要引起重視的方面。

  (1)由于短肢剪力墻結構相對于普通剪力墻結構其抗側剛度相對較小,設計時宜布置適當數量的長墻,或利用電梯,樓梯間形成剛度較大的內筒,以避免設防烈度下結構產生大的變形,同時也形成兩道抗震設防;

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