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短肢剪力墙抗震优化设计 【摘要】 短肢剪力墙又称为异形柱结构，自2006 年国家推行该技术标准以来，在 多层和小高层住宅中广泛应用。本文通过具体结构优化设计，对其中的设 计要点作以小结。供大家参考。 【关键词】 方案优化选取、应注意的问题 一、工程概况 2 某工程，主体结构地上 15 层地下 2 层，建筑总面积 14400m ，开发商为了降低成本，要 求设计对结构方案进行优化设计，并要求在满足安全和使用的前提下，主体结构用钢量控制 2 在 60kg/m 以内，为了满足开发商的要求，设计作了以下两个方案的比较，并从中优选出最 优方案 二、方案优化选取 方案一：采用普通现浇钢筋混凝土抗震墙结构 本方案的特点是依据建筑平面布局设置钢筋混凝土抗震墙，对较长的墙开结构洞将其分 为联肢墙，使各墙段的刚度均匀，由于抗震墙较多，可以构成整体抗侧力很强的体系，对较 高建筑抗震特别有利。但若房屋高度不大，反而会造成因刚度过大而招致较大的地震作用， 而且造价也会增大，并非是理想的方案。 本方案内力计算采用 SATWE 高层程序。 方案二：短肢剪力墙—筒体 （或一般剪力墙）结构 近年来随着人们对住宅，特别是小高层及多层住宅平面不与空间的要求越来越高，原来 普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对 住宅空间的要求。于是经过不断的实践和改进，以剪力墙为基础，并吸取框架的优点，逐步 发展而形成一种能较好适应小高层住宅建筑的结构体系，即所谓 “短肢剪力墙—筒体 （或一 般剪力墙）”结构体系。 “短肢”剪力墙仍属于剪力墙结构体系，只不过是采用较短的剪力墙肢 （短肢剪力墙是 指墙肢截面高度与厚度之比为 5~8 的剪力墙），而且通常采用 T 形、L 形 、］形、 +形等。 当这些墙肢截面高度与墙厚之比小于等于 3 时，它已接近于柱的形式，但并非是方柱，因此 称之为 “异形柱”。故从广义角度讲，宜将这种结构体系称之为 “短肢剪力墙—筒体 （或一 般剪力墙结构体系）”。另外所谓”筒体”就是以楼电梯间所组成的钢筋混凝土核心筒；所 谓 “一般剪力墙”就是指墙肢截面高度与墙厚之比大于 8 的剪力墙。 本方案的特点：结合建筑平面、利用间隔墙位置来布置竖向构件，剪力墙的数量可多可 少，剪力墙肢可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同尺寸和布置以调整刚度和 刚度中心的位置；由于减少了剪力墙数量，而代之以轻质填充墙，不仅房屋总重量可以减轻， 同时也可适当降低结构刚度，使地震作用减小,这不仅对基础设计有利，而且对结构抗震较 为有利,同时也可降低工程造价,还可加快施工进度.这种结构体系通常视建筑平面及抗侧力 的需要，将中心竖向交通区处理成为筒体，以承受主要水平力。 对短肢剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本与普通剪力墙结构 分析相同，可采用三维杆-系薄壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法，我认为采用三 维空间杆-墙组元分析方法计算模型更加符合实际情况，计算精度较高。本方案内力分析采 用三维空间有限元分析软件 SATWE 程序计算。 从以上两种方案计算结果分析可以看出，无论是结构受力还是经济指标，第二方案均优 于第一方案 另外对有底部大空间要求的转换层剪力墙结构，规范要求转换层上.下层的刚度比尽量 接近 1，抗震设计时小于 2。通常设计时，为满足此要求，增加转换层以下层的剪力墙数量 （面积）是最有效和最合理的，但这往往受到限制，提高混凝土强度等级所产生的效果比较 有限，因此设计中只能通过减小转换层以上的剪力墙数量 （面积）来达到减小上部抗侧刚度 的目的，而减少上部剪力墙面积的有效方法之一就是将上部剪力墙设计成短墙肢。这样既能 有效的减小上部结构的抗侧刚度，又能减轻结构自重及地震力作用，达到安全经济的目的。 三、在设计有关短肢剪力墙—筒体 （或一般剪力墙）结构时应注意的一些问题 由于短肢剪力墙抗震性能差，在地震区应用经验不多，因此在设计时，首先要选则适合 的计算软件，合理地选则计算分析方法，确定计算模型和相关参数，并加强对计算结果合理 性判断，特别要加强概念设计。对一些不利部为加强