短肢剪力墙概述及设计要求
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-85-短肢剪力墙结构是在剪力墙结构
的基础上,吸取框架结构的优点,逐渐
形成的一种新型结构,它能满足人们对现代住宅建筑大开间、平面及房间
布置灵活、方便、室内不出现柱楞、
不漏梁等要求。因此在我国一些南方
城市迅速得到了广泛的推广和应用。
一 短肢剪力墙和短肢剪力墙结
构概述
(一)短肢剪力墙的定义
现在对于短肢剪力墙的定义还没
有统一,绝大多数学者对短肢剪力墙的
判断基于以下两条:(A).墙肢截面高度
与厚度之比为5~8 的剪力墙,对于
T形,L形等截面的双肢剪力墙,则应
每个方向墙肢截面高度与厚度之比都为
5~8;(B).墙肢两侧均与弱连梁相连或
一段与弱连梁(连梁的跨高比大于6)相
连、一端自由,(见图1-1),当这两个短肢剪力墙概述及设计要求
张英 广州城建职业学院
摘 要对于短肢剪力墙与短肢剪力墙结构,很多初做结构设计的人员往往会将二者相混淆。本文主要介绍短肢剪力墙与短肢剪力墙结构的区别,并详细的介绍在设计的时候,如何使用SATWE软件对两者进行定义,以及进行设计工作时应注意的问题。关键词短肢剪力墙;短肢剪力墙结构条件都满足时称为短肢剪力墙。
《建筑设计技术细则结构专业》[1]中
第5.4.6款第1条和第5.5.5款第1条
对短肢剪力墙的定义为:墙肢截面高度
与厚度之比为5~8,当墙肢截面高度
与厚度之比虽为5~8,但墙肢两侧与
较强的连梁(连梁静跨与连梁截面高度
之比)相连时或有翼墙相连的短肢墙
(翼墙长度应不小于翼墙厚度的3倍)。
这种情况下不作为短肢剪力墙。
现行《高层建筑混凝土结构技术
规程》[2](JGJ3-2002,以下简称《高
规》)第7.1.2条第八款对短肢剪力墙做
了以下定义: 墙肢截面高度与厚度之比
5~8的剪力墙,且墙厚不得小于
200mm。
基于规范,人们在工程实践中,
对短肢剪力墙都会做出更具体的界定,
如在实际工程中获得广泛应用的DOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2011.02.026-86-中国科技信息2011年第2期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2011工 程
SATWE软件对短肢剪力墙的更细致的判断如下[3]:
A. 对于双肢剪力墙L型、T型等,
只要其中有一个墙肢的长度与墙厚的比
值大于8 ,程序就不判断为短肢剪力。
软件对于L型、T型墙墙肢长认定是以
节点距离来确定的,所以布墙时应注意
使墙肢处在短肢墙的范围内,见图1-2
中的a、b图。
B. 对于其他的墙肢数量的大于3
的多肢剪力墙,无论其墙肢的长度与
墙厚的比值是否大于8,程序均不判断为短肢剪力墙,见图1-2中的C图。
(二)短肢剪力墙结构的定义
短肢剪力墙结构,其首先条件应
是全剪力墙结构。其次是当短肢剪力
墙数量较多、且多到一定程度的时
候,结构才可以认为是短肢剪力墙结
构。短肢剪力墙何时较多的判断标
准,这一点上规范没有注明,各地方
与各专家的解释也不相同。规范组专
家对于“较多”的解释分两种:一
种是通过抗倾覆力矩来判断短肢剪力墙
结构;另一种是按短肢剪力墙负荷面积来判断短肢剪力墙结构。
1. 按抗倾覆力矩来判断时,短肢
剪力墙所承受的第一振型底部地震倾覆
力矩占结构底部整体抗倾覆力矩的
40%~50%为短肢剪力墙结构。当超过
50%,说明短肢剪力墙很多,规范不允
许的,当短肢墙较少时,如短肢墙承受
的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构
总底部地震倾覆力矩的15%~20%,则
可以按普通剪力墙结构设计。如果在剪
力墙结构中,只有个别小墙肢,不应作
为短肢剪力墙结构而应作为一般剪力墙
结构处理。
2.《建筑设计技术细则结构专业》
中第5.4.6款与5.5.5款分别对“短肢
剪力墙较多”的多层剪力墙结构和
“短肢剪力墙较多”的高层剪力墙结
构按结构中短肢剪力墙承受的竖向荷载
与总竖向荷载的比例来确定的:
1).对于多层剪力墙结构,短肢
剪力墙负荷的楼面面积占全部楼层面积
超过60%;
2).对于高层剪力墙结构,短肢
剪力墙负荷的楼面面积占全部楼层面积
超过50%。
综述所述,短肢剪力墙和短肢剪
力墙结构这两者之间是有差异的。当一
个结构本身存在短肢剪力墙的时候,不
一定就是短肢剪力墙结构。《高规》
第7.1.2条以及《建筑设计技术细则结
构专业》分别对二者做了解释。那么
在以后的设计中,如果遇到短肢剪力
墙和短肢剪力墙结构,一定要仔细和
慎重。因为对于短肢剪力墙结构形式
与一般剪力墙结构形式不同,很多地
方内力要放大,各项指标要求也严
格。
二 现行规范对短肢剪力墙和短
肢剪力墙结构的设计要求
相对于普通剪力墙而言,由于短
肢剪力墙的抗震性能相对较差,因此现
行规范对短肢剪力墙和短肢剪力墙结构
提出了更严格的要求[3] [4]。
(一)对短肢剪力墙的基本设计
要求
1.抗震等级
抗震设计时,短肢剪力墙的抗震图1-1 短肢剪力墙
图1-2 (a)和(b)双肢短肢剪力墙 (c)多肢短肢剪力墙-87-等级应按《高规》表4.8.2规定的剪
力墙的抗震等级提高一级采用。
2. 轴压比
抗震设计时,各层短肢剪力墙在重
力荷载代表值作用下产生的轴力设计值
的轴压比,抗震等级为一、二、三时分
别不宜大于0.5、0.6和0.7;对于无翼
缘或端柱的一字形短肢剪力墙,其轴压
比限值相应降低0.1。应注意的是墙肢
的轴压比的确定是采用提高后的短肢剪
力墙抗震等级确定的。
3. 内力计算
抗震设计时, 短肢剪力墙除底部
加强部位应按照《高规》第7.2.10条
的规定调整剪力设计值: V=ηvwVw其中V— 考虑地震组合的剪力墙
墙肢底部加强部位截面的剪力计算
值;
Vw—不考虑地震组合的剪力墙墙
肢底部加强部位截面的剪力计算值;
ηvw—剪力增大系数,一级为1.
6,二级为1.4,三级为1.2。
其他各层短肢剪力墙的剪力设计
值,一、二级抗震等级应分别乘以增大
系数1.4和1.2。
4. 配筋率
规范对短肢剪力墙重点强调的是
纵向配筋率,而不是像其他剪力墙一
样仅考虑水平和竖向分布筋的配筋率。
短肢剪力墙其截面的全部纵向钢筋的配
筋率,底部加强部位不宜小于1.2%,
其他部位不宜小于1.0%。
(二)对短肢剪力墙结构的基本设
计要求[1] [2] [3]
1.《高规》中4.2.2要求,具有
较多短肢剪力墙的剪力墙结构的最大适
用高度尚应符合本规程第7.1.2条的规
定;
2.《高规》中7.1.2要求,高层建筑
结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力
墙结构。短肢剪力墙较多时,应布置筒
体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙
与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平
力的剪力墙结构
3. 抗震设计时,在短肢剪力墙较
多的结构中,任意一层的短肢剪力墙所
承受的水平剪力都不应小于基底剪20%。
4. 设计多层短肢剪力墙结构时,
各层短肢剪力墙的总截面面积不宜超过
本层总剪力墙截面面积的2/3。
5. 对于多层短肢剪力墙结构的设
计,其短肢剪力墙的厚度不应小于
180mm,对于高层短肢剪力墙结构设
计中遇到短肢剪力墙,其厚度不应小于
200mm。
6. 高层短肢剪力墙结构其最大适
用高度比一般的剪力墙结构适当降低,
且当7度抗震设计时,H≤100mm,8
度抗震设计时,H≤60mm。
7. 多层短肢剪力墙结构,对于跨
高比不小于5的连梁,计算时其刚度
不应折减。
通过上文的介绍,希望对广大初参考文献
[1]北京市建筑设计标准化办公室编.
建筑设计技术细则结构专业. 2005.6
[2]高层建筑混凝土结构技术规程.
JGJ3-2002
[3]陈岱林,赵兵,刘民易编著.
PKPM结构CAD软件问题解惑及工程
应用实例解析M .2008
[4]赵兵.如何采用SWAWE软件对带短
肢剪力墙的框支结构进行结构分析
M.建筑科学. 2003.5作者简介张英,女,辽宁人。毕业于广西大学土木学院建筑结构专业,研究建筑结构抗震设计。学者有所帮助。