1 短肢剪力墙的特点及其与异形柱的区别对于12～16层的小高层建筑结构，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短肢剪力墙的受力、变形特征，类似以框剪结构但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，则传基础荷载更均匀、合理1）短肢墙与异形柱的区别截面尺寸：柱：H/B < 3；（单肢）异形柱：H/B < 5；（一般柱肢数≤两肢）短肢剪力墙：5 < H/B < 8； （墙肢数≤两肢）剪力墙：H/B > 8不限）当有大于两肢的短肢墙或异形柱时，尽管各肢的长宽比符合要求，也宜按墙输入、设计2 短肢剪力墙结构的界定方法规 程相关规定：高规第条规定了高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙 与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，并且应符合一系列规定第条规定了B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高度高层建筑，不 应采用第条规定的具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构短肢剪力墙结构的定义：（1）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；（2）高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构；（3）短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构。
短肢剪力墙结构的必要条件：抗震设计时，短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的 50%短肢剪力墙结构的下限：当短肢墙较少时，如短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力矩的 15%～ 40%，则可以按普通剪力墙结构设计下限规范没有规定，用户可以灵活掌握B级高度高层建筑和 9度抗震设计的 A级高度高层建筑，即使置筒体，也不能采用其最大适用高度比高规表中剪力墙结构的规定值适当降低，且7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和60m如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应看成短肢剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理短肢剪力墙结构，其首先应是全剪力墙结构短肢剪力墙结构中，应有足够的长肢剪力墙如果把短肢墙看成异形柱，则短肢剪力墙结构可以认为呈框剪结构的变形特征当结构形式符合短肢剪力墙结构形式后，才能在软件“总信息”参数的结构体系中，定义结构为“短肢剪力墙结构”当采用壳元模型时，应加细单元的划分宜把默认的2改为1）短肢剪力墙结构有时用薄壁杆元（TAT）可能更合适因短肢墙的模型更符合薄壁杆元模型，采用壳元则有单元划分不细的问题3 短肢剪力墙结构的设计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）弱 短肢剪力墙（截面高厚之比小于5的墙肢）：高规条文规定了不宜采用墙肢截面高度与厚度之比小于为5的剪力墙；当其小于5时，其在重力荷载代表值 作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一级（9度）、一级（7、8度）、二级、三级时分别不宜大于0.3、0.4、0.5和0.6短墙（截面高度之比不大于3的墙肢） ：高规条文和抗震规范条文规定剪力墙的截面高度与厚度之比不大于3时，应按柱的要求进行设计，底部加强部位纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%，其它部位不应小于1.0%，箍筋应沿全高加密总结——短肢剪力墙结构的抗震加强抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比高规规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其轴压比限值相应降低0.1抗震设计时，除底部加强部位应按高规条调整剪力设计值外，其它各层短肢剪力墙的剪力设计值，一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2。
抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm7度和8度抗震设计时，短肢剪力墙宜设置翼缘一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁高规条文规定了带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C254 短肢剪力墙结构与转换层结构的混合设计讨论混合的结构类型，给设计来混淆，虽然不提倡，但是实际工程确实不时遇到典型案例：下部是转换层结构，上部是短肢剪力墙结构该结构类型的判断基于以下方面：>>短肢墙被下部托梁抬起，上下不连续，结构整体变形特征不符合短肢剪力墙（框剪）结构的形式>>控制短肢剪力墙结构的倾覆弯矩失去依据，因为要求短肢墙上下连续，且下部短肢墙所占倾覆弯矩小于50%，此时所要求的“下部”已经失去>>在加强区，“复杂高层结构”的设计要比“短肢剪力墙”结构严得多结构的薄弱部位也是在底部转换层区，所以这类结构应该按“复杂高层结构”来设计>>转换层上部剪力墙应按框支剪力墙结构的要求，设置加强钢筋>>对于非加强区部位的短肢墙设计，可以参考“短肢剪力墙结构”的要求，适当加强构造当然，也可以按短肢剪力墙结构设计的要求设计。
总结：下部转换层上部短肢剪力墙结构，其加强区应按框支剪力墙结构的要求设计非加强区没有特殊要求也可以按复杂高层设计，有特殊要求，可以按短肢剪力墙结构设计加强结构的位移控制、转换层强制薄弱层、转换梁、框支柱、配筋构造等等，均应按“复杂高层结构”控制、设计高层建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计探讨 [ 2005-08-12 09:44:52 | 作者: CAT ]高层建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计探讨作者：范波 李富强 时间：2004-08-10摘要： 在众多短肢剪力墙结构与异形柱框架的试验资料与工程实践基础上，论述了这两种结构形式的受力特点，并分析了各自的结构计算、构造的相关问题 关键词： 高层 剪力墙 异形柱 随 着人们对住宅，特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高，原来普通框架结构的露梁露柱、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 间的要求于是在原有剪力墙的基础上，吸收了框架结构的优点，逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式，即“短肢剪力墙结构”和“异形柱 框架结构”型式这两种新的结构由于在很大程度上克服了普通框架与普通剪力墙结构的缺点，受到了建筑师的肯定，更得到了住户与房开商的欢迎，为此，本文对 这两种新的高层住宅结构型式的受力特点、结构分析及构造要求进行阐述。
1 短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型这种结构型式的特点是：①结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾；②墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置；③能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案简单；④连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内，可隐蔽；⑤根据建筑平面的抗侧刚度的需要，利用中心剪力墙，形成主要的抗侧力构件，较易满足刚度和强度要求对 短肢剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本上与普通剪力墙结构分析相同，可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方 法，前者如建研院的TBSA、TAT，广东省建筑设计院的广厦CAD的SS模块，后者如建研院的TBSSAP、SATWE，清华大学的TUS，广东省建院 的SSW等其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况，精度较高虽然三维杆系-簿壁柱空间分析程序使用较早、应用较广，但对墙肢较长的短肢剪力 墙，应该用空间杆-墙组元程序进行校核。
在进行以上分析后，按《高层建筑结构设计与施工规范》进行截面与构造设计，相对于异形柱结构，短肢剪力墙结构的理论与实践较为成熟，但这种结构在结构设计中仍然有需要引起重视的方面1)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；(2)短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，应加强其抗震构造措施，如减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率；(3) 高层短肢剪力墙结构在水平力作用下，显现整体弯曲变形为主，底部外围小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力，由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂，因而对外 周边墙肢应加大厚度和配筋量，加强小墙肢的延性抗震性能短肢墙应在两个方向上均有连接，避免形成孤立的“一”字形墙肢；(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，必要时用长肢墙来调整刚度中心；(5) 高层结构中的连梁是一个耗能构件，在短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对减小，连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁，而不同于一般剪力墙间的连梁，不应在计算的 总体信息中将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低，应按普通框架梁要求，控制砼压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%-80%来解决，按强剪弱 弯，强柱弱梁的延性要求进行计算。
2 异形柱结构异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4，相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙，常用的有“L”型、“T”型、“十”字型这种结构的特点是：①由于截面的这种特殊性，使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大，导致各向刚度不一致，其各向承载能力也有较大差异；② 对于长柱（H/h>4）可以不考虑剪切变形的影响，控制轴压比较小时，受力明确，变形能力较好而对短柱（H/h<4），剪切变形占有相当比 例，构件变形能力下降异形柱通常在短柱范围，且属薄壁构件，即使发生延性的弯曲形破坏，也因截面曲率M/EI或εcu/χ(εcu为砼的极限压应变，χ 为截面受压区高度)较小，使弯曲变形性能有限，延性较差；③异形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范围之外，受力时要靠各柱肢交点处 核心砼协调变形和内力，这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力，而该剪应力的存在，使柱肢易先出现裂缝，也使得各肢的核心砼处于三向剪力状 态，它使得异形柱较普通截面柱变形能力低，脆性破坏明显；④特别是异形柱不同于矩形柱，它存在着单纯翼缘柱肢受压的情况，其延性更差由 国内外大量的试验资料和理论分析［2］，异形柱的破坏形态为：弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等，影响其破坏形态的因素有：荷载角、轴压比、柱净高与截面 肢长比（剪跨比），配箍率以及箍筋间距S与纵筋直径D的比值等。
由于其受力性能的复杂，设计中必须通过可靠的计算和必要的构造措施来保证其强度和延性目前，异形柱结构设计还没有统一的国家规范，仅有两部地方性法规，即广东省标准DBJ/T15-15-95和天津市标准DB29-16-98可供参考在进行异形柱结构设计时，除满足高规中对结构布置要求外，还应注意几个方面的问题：(1)异形框架的计算由 于其截面的特殊性，在柱截面对称轴内受水平力作用时，弹性分析计算其翘曲应力很小，此时如同承受水平力的偏压构件，仍可按平截面假定分析，按砼设计规。