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结构设计热点讨论:短肢剪力墙的定义及抗震设计

【短肢剪力墙】❶定义及界定?❷与异形柱的设计区别主要在哪?❸短肢剪力墙结构的抗震怎样加强?❹在设计有关短肢剪力墙-XX结构时应注意的主要问题?

@王凤来:长度本不是害!通常而简单的处理方法是设缝,但不设缝能够解决将是更值得提倡的。设想一个云南土楼设上缝是怎样的结构了,一个四边形的楼设上缝又变成了什么?

@Lv1初心者怒砍史莱姆:我做过相关研究,认为短肢剪力墙肢厚比在6~7之间承载力和延性最好;墙肢的轴压比在0.35左右承载力和延性最好;对于L形的剪力墙,翼墙的长度应该至少在600mm左右时,承载力和延性才最好;若连梁高度一定时,跨高比在3左右性能最好;若连梁跨度一定时,跨高比在3.75~5之间性能最好。

@笑靥笑言:关于短肢剪力墙,最困扰的是:《高规》7.1.8条文说明:“对于采用刚度较大的连梁与墙肢形成的开洞剪力墙,不宜按单独墙肢判断是否属于短肢墙。”这里的刚度较大怎么具体到量值判断?是跨高比多少吗?关于这个问题,各审图单位掌握的度都不一样,剪力墙住宅外墙经常碰到这种情况,轴压比难满足。

@一人一世界–:2010年《高规》7.1.8条1款的规定是截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但小于8的剪力墙。个人认为异形柱的抗震性能不及短肢剪力墙,对于有短肢剪力墙的剪力墙结构和短肢剪力墙结构,PKPM会将短肢墙的抗震等级提高一级处理。设计上尽量避免出现短肢墙。

@翰晖_Ethan:高厚比小于3考虑为矩形柱,3~4为异形柱,4~8为短肢剪力墙;大于8为一般剪力墙。高厚比不是唯一判定条件,有时墙较厚,大于4的也判定为一般剪力墙。不论短肢剪力墙还是异形柱,都要严格控制轴压比以满足抗震要求。烈度较高区短肢剪力墙体系不一定经济,一般与核心筒配合使用,高规有承担倾覆力矩比要求。

@LaolinCom:对于多层建筑,采用全短肢剪力墙的结构体系是否可以?//@翰晖_Ethan:层数不高是可以的,现在很多小高层住宅都是这样的体系,空间、净高有保证,美观。//@LaolinCom:回复@翰晖_Ethan:高层肯定不行吧,规范明确规定了。关键是多层建筑,规范没规定,没规定不能做的,应该就是能做。

@结构小笨蛋:结构设计出现一字形短肢剪力墙时应加强,因其破坏时平面外变形较大对抗震不利。但是当墙肢总高度不高时,容易形成矮墙,设计成短肢剪力墙,墙肢截面变短,剪跨比增大,延性变好,反而有利于抗震。且采用了边缘约束构件、暗支撑等方式进行加强后的短肢剪力墙抗震性能均较好,所以不宜武断说其抗震性能好坏。

@leojerry结构:短肢剪力墙轴压比限值更严格,剪力设计值要乘以增大系数,配筋率更为严格。由于短肢墙抗震差,研究不太成熟,所以主要从概念设计的角度加强构造措施。

@凵壹Ge湧敢:好久没关注建筑了,开始努力学习: 做过计算,发现L形短肢剪力墙肢厚比大多集中在3.6~7.71之间,较高规给出的短肢剪力墙肢厚比定义5~8相比值较小,但与《广东地方修订》和2010年《高规》相一致。在b/h(翼墙长度/墙肢长度)=0.2左右的时候,肢厚比限值有最小值。此时墙肢截面面积最小,单从此来说是最经济的肢厚比。

专家解读:

1 短肢剪力墙结构是近几年兴起的一种介于剪力墙与异形柱之间的新的结构形式,这种结构形式主要应用在小高层的住宅上,对于小高层转自:建筑结构-公众号中采用,既可以保证结构的刚度、位移,又可以使室内空间方正合理。所以短肢剪力墙结构得以普遍应用。

2 短肢剪力墙的受力、变形特征类似于框剪结构。比框架结构的刚度分配、内力分配更合理,结构的变形协调导致的竖向位移差别也比框剪结构小,传给基础荷载更均匀、合理。

3 短肢剪力墙结构的定义

(1)短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm,各墙肢截面高度与厚度之比为4~8的剪力墙。

(2)当截面高度与厚度之比大于4且不大于8的墙肢两端均与较强的连梁(连梁净跨与连梁截面高度之比Ln/hb≤2.5,且连梁高度hb≥400mm)相连时,可以不作为“短肢剪力墙”,应属于延性和抗震性能较好的联肢墙范畴。

(3)对于L、T、十字形剪力墙,两个方向的墙肢高度与厚度之比最大值满足4<墙肢长/墙厚≤8时,才为短肢剪力墙。

(4)具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指:在规定的水平地震作用下,短肢墙承担的底部地震倾覆力矩不宜大于结构总底部地震倾覆力矩的 30%。

4《高规》7.1.8条:抗震设计时,高层转自:建筑结构-公众号不应全部采用短肢剪力墙;B级高度及9度的A级高度高层建筑,不宜布置短肢剪力墙,不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。当采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构时,应符合下列规定:1)在规定的水平地震作用下,短肢墙承担的底部地震倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%;2)房屋的适用高度应比一般剪力墙结构规定的最大适用高度适当降低,且7度、8度(0.20g)和8度(0.30g)抗震设计时分别不应大于100,80,60m。

注意:1)短肢剪力墙不再要求提高抗震等级,但降低了轴压比限值(比原规范降0.05);2)短肢剪力墙底部加强区厚不小于200,其他部位不小于180。

5 短肢墙与异形柱的区别

(1)主要由截面尺寸划分:柱:H/B<4(单肢);异形柱:H/B<5(一般柱肢数≤两肢);短肢剪力墙:4<H/B<8(墙肢数≤两肢);剪力墙:H/B>8(不限)。

(2)设计规范:短肢剪力墙主要设计依据《高规》(JGJ 3—2010);异形柱,2006年前还没有国家规范,只有地方的规范,如天津市标准《大开间住宅钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规范》(DB 29-16—98),广东省标准《钢筋混凝土异形柱设计规范》(DBJ/T 15-15—95)。2006年国家才出版了《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ 149—2006)。

(3)短肢墙与异形柱的设计区别:异形柱:轴压比(按框架柱)、刚度(梁考虑刚域)、配筋(双偏压)、构造(按异形柱规程);短肢墙:轴压比(按剪力墙)、刚度(墙输入、采用壳元或薄壁杆元)、配筋(按剪力墙)、构造(按高规的短肢墙构造)。

本期专家简介:魏利金,教授级高级工程师,首批国家一级注册结构工程师,北京三磊建筑设计有限公司结构总监、总工程师。北京勘察设计协会特聘注册结构工程师培训教授,先后结合工程疑难撰写发表40多篇专业技术论文。2009年,独立撰写出版《转自:建筑结构-公众号设计常遇问题及对策》及2011年《转自:建筑结构-公众号施工图设计与审图常遇问题及对策》著作,作为特邀评审专家先后参加过多项规范、规程、标准图集的评审工作。

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作者: ganggouren

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