正文 高層建築短肢剪力牆與異形柱結構受力分析與設計探討(2 / 2)

(2)短肢剪力牆結構的抗震薄弱部位是建築平麵外邊緣的角部處的牆肢,當有扭轉效應時,會加劇已有的翹曲變形,使其牆肢首先開裂,應加強其抗震構造措施,如減小軸壓比,增大縱筋和箍筋的配筋率;

(3)高層短肢剪力牆結構在水平力作用下,顯現整體彎曲變形為主,底部外圍小牆肢承受較大的豎向荷載和扭轉剪力,由一些模型試驗反映出外周邊牆肢開裂,因而對外周邊牆肢應加大厚度和配筋量,加強小牆肢的延性抗震性能。短肢牆應在兩個方向上均有連接,避免形成孤立的“一”字形牆肢;

(4)各牆肢分布要盡量均勻,使其剛度中心與建築物的形心盡量接近,必要時用長肢牆來調整剛度中心。

4、異形柱結構的受力分析

異形柱結構的肢體截麵高度與柱體寬度的比例在2~4之間,相對於正方形或者矩形柱而言,異形柱是一種特殊的結構模式,它在現今的建築工程中主要的方式有“L”型、“T”型、“十”字型。異形柱結構是通過在施工的過程中以特殊形狀的柱體來代替傳統的柱體模式,是采用鋼梁和剛性梁來組成水平和豎向的承載結構。

這種結構的受力特點:

①由於截麵的這種特殊性,使得牆肢平麵內外兩個方向剛度對比相差較大,導致各向剛度不一致,其各向承載能力也有較大差異;

②對於長柱(H/h>4)可以不考慮剪切變形的影響,控製軸壓比較小時,受力明確,變形能力較好。而對短柱(H/h

③異形柱由於是多肢的,其剪切中心往往在平麵範圍之外,受力時要靠各柱肢交點處核心砼協調變形和內力,這種變形協調使各柱肢內存在相當大的翹曲應力和剪應力,而該剪應力的存在,使柱肢易先出現裂縫,也使得各肢的核心砼處於三向剪力狀態,它使得異形柱較普通截麵柱變形能力低,脆性破壞明顯。

在進行異形柱結構設計時,除滿足對結構布置要求外,還應注意幾個方麵的問題:

(1)異形框架的計算

由於其截麵的特殊性,在柱截麵對稱軸內受水平力作用時,彈性分析計算其翹曲應力很小,此時如同承受水平力的偏壓構件,仍可按平截麵假定分析,按砼設計規範計算,特別是在框-剪,框-筒結構中,對6度及其以下烈度區的Ⅰ、Ⅱ類場地,框架柱隻承擔水平風載的一小部分,如按一般偏壓柱計算,誤差較小。

(2)軸壓比控製

對框架結構,框-剪結構,柱的延性對於耗散地震能量,防止框架的倒塌,起著十分重要的作用,且軸壓比又是影響砼柱延性的一個關鍵指標。由試驗結構分析我們可以知道,柱的側移延性比隨著軸壓比的增大而急劇下降。

(3)配筋構造

在正確的結構選型及計算後,截麵內鋼筋的構造也是保證異形柱受力性能的重要因素。由於異形柱截麵的特點,柱肢端部會出現較大應力,加上梁作用於柱肢上應力的不均勻,一般越靠肢端應力越大,對柱肢形成偏心壓力,進一步加大肢端壓應力。因而在異形柱配筋時,應在肢端設暗柱,暗柱的外排鋼筋由計算而定。在短肢剪力牆應用的過程中,是通過各種相應的規範對框支柱的內力、軸壓比、配筋等的要求都嚴於普通柱,其在剪力牆和異形柱設計的過程中,采用當前相應的社會技術手段綜合分析和管理。

5、結束語

總之,短肢剪力牆結構與異形柱框架結構有著較大的市場需求,在設計中根據其受力的特點,充分了解其抗破壞的各種機理,選用合理的結構形式,正確掌握計算分析方法和截麵配筋,才能保證建築結構的安全性和實用性。