5短肢剪力墙结构设计应注意的问题

　　(1)严格控制短肢墙的轴压比,尤其是无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙。目前,根据国内外研究结果,在承受压弯作用的剪力墙中,当处于小偏压状态时,墙的延性较差。不仅如此,即使在大偏压状态下,若轴压比较大,混凝土受压区的边缘应力很高,如果混凝土没有约束或约束不够,可能混凝土先达到极限压应变,出现竖向裂缝,甚至压碎,使构件丧失变形能力和承载能力。因此,在设计时,应严格控制短肢墙的轴压比,以保证短肢墙的延性。

　　(2)应采取三维计算方法进行结构的动力特性分析和杆件内力计算。这时对于竖向构件又有薄壁杆模型与墙元模型,前者是一种简化模型,但精确度较低;后者是板元与膜元的组合,是一种高精度力学模型。

　　(3)由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小,设计时宜布置适当数量的长墙,或利用电梯,楼梯间形成刚度较大的内筒,以避免设防烈度下结构产生大的变形,同时也形成两道抗震设防。

　　(4)各墙肢分布要尽量均匀,使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近;抗震设计中,简体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构底部地震倾覆力矩的50%,必要时也可以通过增加长肢墙的方法调整刚度中心位置。

　　(5)短肢剪力墙结构体系的抗震薄弱环节是建筑外边缘及角点处的墙肢,特别是“一字形”短肢剪力墙,可出现先于与其相连的梁破坏的情况。如当高层短肢剪力墙结构有扭转效应时,会加剧已有的翘曲变形,使其墙肢首先开裂。因此,设计时应采取必要的措施,如对位于建筑外边缘及角点处的短肢剪力墙应减小轴压比,增大纵筋和箍筋的配筋率,加强小墙肢的延性抗震性能,避免形成孤立的“一”字形短肢剪力墙,以保证结构的安全性、实用性。

　　(6)要正确判定短肢剪力墙结构墙肢平面内梁的属性。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ5-2002)规定:剪力墙开洞形成的跨高比小于5的连梁应按连梁进行设计;当跨高比大于5时宜按框架梁进行设计。连梁的刚度变化,直接影响了结构的总体抗侧移刚度,合理地选择梁的截面和配筋,有利于提高结构的抗震性能。因此,小高层住宅短肢剪力墙结构在实际设计时,墙肢刚度可相对减小;连接各墙肢间的梁刚度不应折减。只有这样,才能使梁截面设计易于满足规范的要求,也是偏于安全的。

　　(7)小高层住宅在设计时,为避免连梁剪切破坏先于弯曲破坏,应满足强剪弱弯的要求;不宜采用窗下墙作为连梁,因为窗下墙高度很大,形成刚度很大的剪切块,不利于结构的抗震设计,所以,宜将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。

　　6短肢剪力墙结构的构造要求

　　短肢剪力墙结构的构造要求同一般剪力墙结构。目前我国各设计院在短肢剪力墙的结构设计中,剪力墙端部暗柱的设置有两种形式:一种是端部做暗柱,设置剪力墙水平和竖向分布筋,适于肢长较长的短肢剪力墙;另一种有点类似异形柱的配筋方法,以腹部均匀配筋,腹部钢筋面积根据电算时人为设置竖向分布筋的配筋率来计算,电算出的暗柱钢筋面积放在端部,适于肢长较短的短肢剪力墙,且配筋形式较简化,利于工程施工。

　　短肢剪力墙的连梁应进行正截面极限承载力计算和斜截面抗剪极限承载力计算。目前,短肢剪力墙正截面极限承载力计算多采用构建截面分析的一般方法——全过程分析方法;连梁的正截面配筋,按矩形截面构件计算,取上、下配筋的较大值, 按对称配筋置于梁截面上、下部位,按斜截面抗剪计算所得的箍筋沿全跨加密设置。另外,短肢剪力墙的连梁在进行抗震设计时,其弯矩和剪力进行塑性调幅,以降低其剪力设计值;当部分连梁降低弯矩设计值后,应相应提高其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值;为避免在使用过程中连梁中裂缝开展过早、过大,当内力计算时连梁的刚度已经折减,则应限制其调幅的范围或不再调幅。

　　综上所述,关于小高层住宅建筑中短肢剪力墙结构的设计,文章主要从短肢剪力墙结构的布置、计算分析、构造要求及结构设计中应注意的问题这几个方面进行论述。目前,随着小高层建筑的逐渐发展和人们对住宅使用功能要求的逐步提高,由于短肢剪力墙结构可以灵活布置,墙肢可长可短,可落地也可带转换层,房间内不会出现露梁露柱的现象,且短肢剪力墙的抗震性能也优于异形柱剪力墙结构,因此在设计中根据其受力的特点,充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后,并选择合理的布置形式,正确掌握计算分析方法,它将在多、高层的住宅中有着广阔的发展前景。

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