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《小高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之我見(jiàn)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、小高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之我見(jiàn):目前,短肢剪力墻正廣泛應(yīng)用于小高層住宅建筑中。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)既保留了異形柱不凸出墻面的優(yōu)點(diǎn),又克服了異形柱框架抗震性能不理想等缺點(diǎn)。如何在小高層住宅設(shè)計(jì)過(guò)程中使結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)合理已成為我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的當(dāng)務(wù)之急?! £P(guān)鍵詞:小高層住宅;短肢剪力墻;軸壓比;結(jié)構(gòu)布置 現(xiàn)代住宅建筑要求大開間,平面及房間布置靈活、方便,室內(nèi)不出現(xiàn)柱楞、不露梁等。異形柱與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)能較好地滿足現(xiàn)代住宅建筑的要求,因而逐漸得到了推廣應(yīng)用?! ?短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn) 短肢剪力墻可結(jié)合建筑平面
2、,利用間隔墻位置來(lái)布置豎向構(gòu)件,基本不與建筑使用功能發(fā)生矛盾;墻的數(shù)量可多可少,肢可長(zhǎng)可短,主要視抗側(cè)力的需要而定,還可通過(guò)不同的尺寸和布置以調(diào)整剛度和剛度中心的位置;能靈活布置,可選擇的方案較多,較易處理樓蓋的支承;連結(jié)各墻的梁,亦隨墻肢位置而位于間隔墻豎平面內(nèi),屬于隱蔽型;視建筑平面及抗側(cè)力的需要,把中心豎向交通區(qū)處理成筒體或短肢剪力墻;短肢剪力墻的短墻肢雖然同異形柱框輕結(jié)構(gòu)體系的異形柱一樣截面抗扭不利,但由于其墻肢較長(zhǎng),受力接近剪力墻的墻肢,結(jié)構(gòu)體系趨于合理?! 〈朔N體系同樣適用于單元式高
3、層住宅。由于上述特點(diǎn),在結(jié)構(gòu)布置方面靈活性及可調(diào)整性大,因此容易得出合理的結(jié)構(gòu)方案。因此,由于它的靈活性較大,隨之結(jié)構(gòu)布置也可能有較大的差別,從而導(dǎo)致有不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果。 2短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)布置 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的一般布置原則:短肢墻的數(shù)量應(yīng)當(dāng)適中,滿足豎向荷載和抗側(cè)力需要即可;短肢墻應(yīng)盡量均勻分布,其軸向應(yīng)力不應(yīng)相差懸殊;當(dāng)有抗震要求或風(fēng)力較大或平面凹凸較多時(shí),在平面外邊緣及角點(diǎn)處,特別是外凸部分,布置必要的短肢墻以加強(qiáng)其整體性和滿足平面剛性的要求;各短肢墻應(yīng)盡量對(duì)齊、拉直,使之與連梁一起
4、構(gòu)成較規(guī)整且連續(xù)跨數(shù)較多的抗側(cè)力片,當(dāng)不能完全做到時(shí)也允許局部互相錯(cuò)開;每道短肢墻宜與兩個(gè)方向的梁連結(jié),連梁盡可能布置在墻肢的豎平面內(nèi),連梁寬度一般宜與墻肢厚度相等;墻肢不宜過(guò)厚,盡量不凸出或少凸出間隔墻表面,但亦不應(yīng)太薄以導(dǎo)致穩(wěn)定性差和施工困難,以采用200,250或300為宜;可以混合布置部分較長(zhǎng)的墻或矩形柱;在抗震設(shè)計(jì)中,筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩的50%?! ∵@類結(jié)構(gòu)體系通常利用中部由樓梯、電梯及豎向管道等形成的豎向交通區(qū)設(shè)置較多的剪力墻,
5、組成一個(gè)較完整或基本完整的筒體(整幢建筑承受豎向荷載和抗側(cè)力的主要部分)。外圍部分的豎向構(gòu)件根據(jù)受力的需要和建筑平面布置,設(shè)置適量的鋼筋混凝土短肢剪力墻,在各短肢剪力墻的墻肢間布置連系梁,把這些短肢墻以及核心筒連成一個(gè)整體,構(gòu)成整幢建筑的結(jié)構(gòu)體系。 3短肢剪力墻的計(jì)算分析 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是適應(yīng)建筑要求而形成的特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)?! ∑溆?jì)算模型、配筋方式和構(gòu)造要求均同于普通剪力墻結(jié)構(gòu)。在TAT、TBSA中,只需按剪力墻輸入即可,而且TAT、TBSA更適合用來(lái)計(jì)算短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。TAT、TBSA所
6、用的計(jì)算模型都是桿件、薄壁桿件模型,其中梁、柱為普通空間桿件,每端有6個(gè)自由度,墻視為薄壁桿件,每端有7個(gè)自由度(多一個(gè)截面翹曲角,即扭轉(zhuǎn)角沿縱軸的導(dǎo)數(shù)),考慮了墻單元非平面變形的影響,按矩陣位移法由單元?jiǎng)偠染仃囆纬煽倓偠染仃?,引入樓板平面?nèi)剛度無(wú)限大假定減少部分未知量之后求解,它適用于各種平面布置,未知量少,精度較高。但是,薄壁桿件模型在分析剪力墻較為低寬、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜(如有轉(zhuǎn)換層)時(shí),也存在一些不足,主要是薄壁桿件理論沒(méi)有考慮剪切變形的影響,當(dāng)結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜時(shí)變形不協(xié)調(diào)。而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于肢
7、長(zhǎng)較短(一般為墻厚的5~8倍),本身較高細(xì),更接近于桿件性能,所以,用TAT、TBSA計(jì)算短肢剪力墻結(jié)構(gòu)能較好地反映結(jié)構(gòu)的受力,精度較高。 4短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)要嚴(yán)格控制短肢墻的軸壓比,尤其是無(wú)翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻,現(xiàn)行規(guī)范也強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果,在承受壓彎作用的剪力墻中,當(dāng)處于小偏壓狀態(tài)時(shí),墻的延性較差。不僅如此,即使在大偏壓狀態(tài)下,若軸壓比較大,混凝土受壓區(qū)的邊緣應(yīng)力很高,如果混凝土沒(méi)有約束或約束不夠,可能混凝土先達(dá)到極限壓應(yīng)變,出現(xiàn)豎向裂縫,甚至
8、壓碎,使構(gòu)件喪失變形能力和承載能力。因此規(guī)范引入剪力墻的變形能力要求,并從變形能力出發(fā)規(guī)定了軸壓比限值,同時(shí)提出了按混凝土壓應(yīng)變大小設(shè)置的約束邊緣構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法,這是十分必要的,只有這樣才能保證短肢墻的延性?! ?2)應(yīng)采取三維計(jì)算方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性分析和桿件內(nèi)力計(jì)算。 這時(shí)對(duì)于豎向構(gòu)件又有薄壁桿模型與墻元模型,前者是一種簡(jiǎn)化模型,但精確度較低;后者是板元與膜元的組合,是一種高精度力學(xué)模型?! ?3)短肢墻結(jié)構(gòu)不宜做得太高。短肢剪力墻住宅結(jié)構(gòu)體系大多數(shù)是每層6~8戶,各住宅單元圍繞中部筒體