分析异形柱和短肢剪力墙体系的结构设计.docVIP

分析异形柱和短肢剪力墙体系的结构设计 　　【摘要】在目前的建筑工程中，为了使人们对建筑结构的需求得以最大化的满足，一般都会用到异形柱与短肢剪力墙结构。而在现代建筑工程中，异形柱与短肢剪力墙的应用，也促进了建筑工程的性能与质量的大幅提升。本文就异形柱和短肢剪力墙体系的结构设计进行了具体分析，以供参考。 　　【关键词】异形柱；短波剪力墙；结构设计 　　在当今社会随着人们生活水平的提高，人们对建筑业的结构及性能的要求也逐渐提升起来，使传统建筑结构已不能满足人们对房屋建筑的新需求。本文从异形柱与短肢剪力墙的受力特点出发，分析研究了异形柱与短肢剪力墙结构的型式与计算，并对其具体的设计方式方法进行了具体阐释，希望能够为我国今后的异形柱与断肢剪力墙结构设计起到一定的参考作用。 　　一、异形柱的受力特点 　　当异形柱受力时，荷载角对异形柱的双向压弯构件的正截面承载力影响很大，但对十字形柱的影响较小。而在同等条件下，矩形柱的受剪承载力，比节点水平截面面积相等的异形柱框架节点受剪承载力要强。高轴压比对节点核心区受剪承载力有着不良影响。此外，荷载角对异形柱的受剪承载力也有着很大的影响。因为异形柱的翼缘的有利作用，使得矩形柱的剪切破坏能力低于异形柱截面形柱斜向地震作用下的剪切破坏力。 　　二、短肢剪力墙的受力特点 　　短肢剪力墙结构有着安全的抗震性能。在某短肢剪力墙结构的振动台实验中，发现在设防烈度地震下，只有个别墙肢有微细裂缝出现。在地震作用期，大批有规律的裂缝出现，这也是裂缝出现和发展的主要时期。扭转效应影响着短肢剪力墙的结构。在裂缝的初显期，其主要出现在剪力墙的端部，而底部墙体遭到了严重的破坏，且在端部剪力墙相联的连梁上，有较多的裂缝痕迹，且底部一字形的小墙肢破坏最为严重。 　　三、异形柱结构型式与计算 　　在目前的建筑工程中，异形柱结构包括异形柱框架剪力墙结构、异形柱框架核心筒结构、异形柱框架结构。在建筑工程的具体施工中，必须科学合理精密地计算异形柱结构，从而确保异形柱结构施工质量及效率的提高。在计算过程中，要结合工程的具体情况，利用异形柱单元的计算程序，分析计算异形柱结构的内力与位移。 　　在对异形柱与短肢剪力墙设计进行计算时，若是具有相等刚度，传统矩形柱截面面积要大于异形柱横截面的面积。所以，为了保证异形柱结构工程的施工质量，就不能直接将矩形柱的计算结构运用到异形柱上；此外，要适当放大计算出来的数值，这样才能对其进行使用。 　　为了使计算简化，在一些建筑工程中，对于那些承担建立较小的异形柱结构，应忽略其所产生的应力，且要折算出面积、刚度等效成为传统的框架剪力墙，并分析计算出其内力及位移。由此说明面积等效是极为简便的计算方法。 　　四、短肢剪力墙结构与计算 　　为了适应建筑要求，短肢剪力墙形成了特殊的剪力墙结构。在其计算模型、配筋方式及构造要求上与普通剪力墙结构趋同。在TAT、TBS中，只需输入剪力墙便可，而且对短肢剪力墙结构进行计算时，运用TAT、TBSA方法更为适合。TAT、TBSA所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型。其中，普通空间杆件以梁、柱为主，每端有六个自由度。有七个自由度的每端的墙视则是薄壁杆件。由单元刚度矩阵形成的总刚度矩阵，根据矩阵位移法，来引入楼板平面内刚度无限大的假定减少部分未知量后进行求解。 　　由于其较少的未知量，与较高的精度，使其在各种平面布置中都比较适用。可是，在对剪力墙较为低宽、结构布置复杂进行分析时，薄壁杆件模型却还存有一些缺陷。这主要由于对剪切变形的影响，薄壁杆件理论未能考虑周全，导致结构布置复杂时不协调的变形。又由于短肢剪力墙的肢长较短，本身较高细，就使其更接近杆件性能。因此，为了使算短肢剪力墙结构的受力较好反映，并达到较高精度，就需要采用TAT、TBSA来进行计算。 　　五、异形柱的受力性能及其轴压比控制 　　因为多肢的存在，异形柱的剪力中心往往与截面形心无法重合。在受力状态下，各肢的翘曲正应力与剪应力得以产生。而剪裂缝的产生，就是因为剪应力，使柱肢混凝土早于普通矩形柱而出现裂缝。从而使异形柱具有了显著的脆性，且导致普通矩形柱能力地域异形柱变形能力。 　　在压剪作用下，短柱往往发生脆性的剪切破坏，因此，在设计中，要对所出现的短柱尽量避免。以600毫米的梁高为前提，在不小于四的高长比的情况下，当标准层层高为三米时，异形柱的最大肢长则为600毫米，而当肢长为900毫米时，其底层层高要为4.2米。 　　六、短肢剪力墙结构中转换层的设置高度及框支柱 　　在建筑行业的蓬勃发展与城市化进程不断加快的今天，在现代高层建筑中，一般会将地下室来做地下停车场或是商业用房，这样不仅使城市空间得到了更好的利用，而且也缓解了城市空间压力。可是，由于地下停车场与商业用房所需较大空间，