短肢剪力墙和异形柱的区别标签:来源摘要对异形柱与短肢剪力墙结构设计中的一些问题如计算方法、异形柱受力性能及其轴压比控制、短肢剪力墙结构中转换层的设置高度及框支柱等进行探讨提出建议供结构设计人员参考。关键词异形柱短肢剪力墙结构设计现代住宅建筑要求大开间平面及房间布置灵活、方便室内不出现柱楞、不露梁等。异形柱与短肢剪力墙结构能较好地满足现代住宅建筑的要求因而逐渐得到了推广应用。目前现行国家规范或规程中尚未给出有关异形柱与短肢剪力墙结构设计的条款因此结构设计人员在设计中常会遇到一些规范或规程尚未论及的问题需要设计人员积累经验利用正确的概念进行设计。本文旨在对异形柱与短肢剪力墙结构设计中的一些问题进行探讨提出个人看法供结构设计人员参考。1、异形柱结构型式及其计算异形柱结构型式有异形柱框架结构、异形柱框架—剪力墙结构和异形柱框架—核心筒结构。异形柱结构自身的特点决定了其受力性能、抗震性能与矩形柱结构不同。由于异形柱截面不对称在水平力作用下产生的双向偏心受压给承载力带来的影响不容忽视。因此对异形柱结构应按空间体系考虑宜优先采用具有异形柱单元的计算程序进行内力与位移分析。因异形柱和剪力墙受力不同所以计算时不应将异形柱按剪力墙建模计算。当采用不具有异形柱单元的空间分析程序如TBSA5.0计算异形柱结构时可按薄壁杆件模型进行内力分析。对异形柱框架结构一般宜按刚度等效折算成普通框架进行内力与位移分析。当刚度相等时矩形柱比异形柱的截面面积大。一般比值A矩A异约在1.10-1.30之间1。因此用矩形柱替换后计算出的轴压比数值不能直接应用于异形柱建议用比值A矩A异对轴压比计算值加以放大后再用于异形柱。对有剪力墙或核心筒的异形柱结构由于异形柱分担的水平剪力很小由此产生的翘曲应力基本可以忽略为简化计算可按面积等效或刚度等效折算成普通框架—剪力墙或核心筒结构进行内力与位移分析。按面积等效更能反映异形柱轴压比的情况且面积等效计算更为简便。但应注意按面积等效计算时须同时满足下面两式1A矩A异2b/hIx异Iy异1/2式中A矩、A异——分别为矩形柱和异形柱的截面面积b、h—分别为矩形截面的宽和高Ix异、Iy异——分别为异形柱截面x、y向的主形心惯性矩。一般按面积等效计算时矩形柱的惯性矩比异形柱的小。但对有剪力墙或核心筒的异形柱结构计算分析表明2按面积等效与按刚度等效的计算结果是接近的。异形柱的截面设计可根据上述方法得出的内力采用适合异形柱截面受力特性的截面计算方法进行配筋计算。2、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TAT、TBSA中只需按剪力墙输入即可而且TAT、TBSA更适合用来计算短肢剪力墙结构。TAT、TBSA所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型其中梁、柱为普通空间杆件每端有6个自由度墙视为薄壁杆件每端有7个自由度多一个截面翘曲角即扭转角沿纵轴的导数考虑了墙单元非平面变形的影响按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚度矩阵引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分未知量之后求解它适用于各种平面布置未知量少精度较高。但是薄壁杆件模型在分析剪力墙较为低宽、结构布置复杂如有转换层时也存在一些不足主要是薄壁杆件理论没有考虑剪切变形的影响当结构布置复杂时变形不协调。而短肢剪力墙结构由于肢长较短一般为墙厚的5-8倍本身较高细更接近于杆件性能所以用TAT、TBSA计算短肢剪力墙结构能较好地反映结构的受力精度较高。对设有转换层的短肢剪力墙结构一般都只是将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地其于剪力墙框支。框支剪力墙是受力面向受力点过渡由于薄壁杆件的连接处是点连接所以用薄壁杆件模型不能很好地处理位移的连续和力的正确传递。因此带有转换层的短肢剪力墙结构宜优先采用墙元模型软件如SATWE进行计算。当然从整体上的内力特别是下部支承柱的内力分布情况来看如果将剪力墙加以适当的处理还是可以用TAT、TBSA对结构进行整体计算的3。3、异形柱的受力性能及其轴压比控制天津大学的试验研究结果表明4异形柱的延性比普通矩形柱的差。轴压比、高长比即柱净高与截面肢长之比是影响异4短肢剪力墙结构中转换层的设置高度及框支柱在现代高层住宅的地下室和下部几层由于停车和商业用房需较大空间就得通过转换层来实现。在短肢剪力墙结构中一般都只将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地其于剪力墙框支。据研究表明5“框支剪力墙结构当转换层位置较高时转换层附近层间位移角及内力分布急剧突变内力的传递仅靠转换层一层楼板的间接传力途径很难实现转换层下部的‘框支’结构易于开裂和屈服转换层上部几层墙体易于破坏。这种结构体系不利于抗震。高烈度区9度及9度以上不应采用8度区可以采用但应限制转换层设置高度可考虑不宜超过3层7度区可适当放宽限制。”因此