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1.异形柱的应用和特点

异形钢筋混凝土截面柱，指的是除矩形、圆形以外的截面形式，如工形、L形、T形、Z形、十字形等截面形式。

这种截面形式常用于多层住宅结构，由于其符合室内布置的要求，且与墙体（这里指填充墙）连接良好，而在工程中应用越来越多。

以前计算异形截面柱，一般是把这类截面简化，并等效成矩形截面近似计算，这种方法难以计算出异形柱真实的受力和各段配筋。如图1所示，为一异形柱的实际工程平面，若按简化方法，则难以定位，如：柱的位置、梁的计算长度、荷载作用等，再加上有十几层同时简化，则误差人为加大，计算结果可信度太差。

图1.异形柱结构平面图

异形柱的形式往往与短墙肢相似，异形柱的柱肢长些就可称为短墙肢，因此很难划分这两者的界限，所以在设计中需要寻求较好的通用方法。

2.异形柱的定位和输入

在PKPM软件中，异形柱的定位和导荷载由PMCAD模块完成，其操作过程与钢结构类似。

2.1异形柱的平面输入

在PMCAD主菜单A的人机交互建模中，对异形柱一般使用第5、6类型截面来定义。第5类截面是槽形或Z形，可通过使其某一肢长为0定义成L形截面。第6类是+字形截面，除可用来直接定义成+字形截面以外，还可通过使其某一肢长为0定义成T形截面，使其两个肢长为0定义成L形截面。在定义截面材料时应定义成混凝土。对2、5、6丸截坦面出类萝型欲的限定汁义燕中靠应太注狼意坚参煮数核的咐形雷式壮，倍如驰槽序形若截群面赖的掘悬烂臂歇部烂分狡的品正顶负荐方蛇向抢问淡题旗等煤。炕旷在授平斜面院定叛位础时授，尸对樱2恼、图5泛、扛6饱类倘截冠面藏是改以撞竖赤向饼肢歉的泻中岂点浸来便定眉位圈的料，农这纷在橡异兼形繁柱振的步布惧置返时逢要填注电意买。残

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在以上整体轴力到柱肢力的分配中，考虑到异形柱截面重叠部分较多（如图2中阴影部分），TAT和SATWE软件中作了如下处理：

如图2所示，水平段为柱肢1，竖向段为柱肢2，在求柱肢1和柱肢2的轴力时，先分别用材料力学的方法，以公式（1）求出各柱肢的轴力N1，N2，并可分为：

N1=N12+N2a

N2=N13+N3b

由于两柱肢中N12，N13在同一截面内，则最终取两柱肢的轴力分别为：

N1*=N12+N13+N2a

N2*=N12+N13+N3b

3.2异形柱与结构整体刚度的讨论

图3.异形柱结构梁计算长度示意图

当用户输入异形柱后，如认为与该异形柱相连的梁与其形心相连，如图3所示，那么在计算此梁时，就以两端异形柱的形心为准，在计算梁刚度时就会以两端形心长度为准L2，这种方式要求对异形柱的定义非常严格，即异形柱柱肢的长度与柱肢的厚度之比不大于4。

另外，如异形柱考虑梁的刚域，即按L1来计算梁长刚度，这样梁的计算长度变短，从而提高了结构的刚度。这种方式可普遍用于各类异形柱结构，其计算结果亦可靠。但是依上所述，异形柱＋形心长度的梁，与异形柱＋带刚域的梁，两者会得到不同的计算结果。因此在分析中要注意：

①异形柱的柱肢不应过长，其配筋柱肢截面长H≤4B为好，否则应考虑梁的刚域；

②如认为用异形柱而导致刚度下降，使得地震力减小，应适当增加地震力，如输入地震力放大系数等各种方法。《pkpm新天地》2005年第四期上提到了关于异型柱，短肢墙和一般剪力墙的区分，主要就是h/b的比值区分的嘛，高规上有规定，比值在5～8的为短肢墙，大于8为一般剪力墙，小于5为异型柱。1.剪力墙设计的几个问题摘要：一.剪力墙设计中的基本概念.二.剪力墙的边缘构造.三．剪力墙结构的厚度和配筋问题.四．剪力墙结构的超长问题.关键词：结构设计剪力墙一.剪力墙设计中的基本概念1．剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小，几何特征像板，受力形态接近于柱，而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值，当比值小于或等于4时可按柱设计，当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱，按双向受压构件设计。2．剪力墙结构中，墙是一平面构件，它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力；在轴力，弯矩，剪力的复合状态下工作，其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外，还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求：墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏，因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。3．实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙：整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。整体墙受力如同竖向悬臂，当剪力墙墙肢较长时，在力作用下法向应力呈线性分布，破坏形态似偏心受压柱，配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端；为防止剪切破坏，提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率；为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长，以防止截面应力相差过大。联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙，但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多，墙肢单独作用显著，连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。壁式框架：当剪力墙开洞过大时形成宽梁、宽柱组成的短墙肢，构件形成两端带有刚域的变截面杆件，在内力作用下许多墙肢将出现反弯点，墙已类似框架的受力特点，因此计算和构造应按近似框架结构考虑。综上所述，设计剪力墙时，应根据各型墙体的特点，不同的受力特征，墙体内力分布状态并结合其破坏形态，合理地考虑设计配筋和构造措施。4．墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析，求得内力后按偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中，对带翼墙的计算宽度按以下情况取其小值：即①剪力墙之间的间距；②门窗洞口之间的翼缘宽度；③墙肢总高度的1/10；④剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。5．为了保证墙体的稳定性及便于施工，使墙有较好的承载力和地震作用下耗散能力，规范要求一、二级抗震墙时墙的厚度应≥160mm，底部加强区宜≥200mm，三、四级抗震等级时应≥140mm，竖向钢筋应尽量配置于约束边缘。以上所述的剪力墙设计中的概念问题可能绝大部分设计人员都懂，但实际应用到工程设计中，施工图纸表达出来的东西有时则存在很大差别，追究原因，许多是与具体的构造处理有关，因此造成墙的截面和配筋差别大不合理。二.剪力墙的边缘构造1．结构试验表明矩形截面剪力墙的延性比工字形或槽形截面剪力墙差；计算分析表明增加墙肢截面两端的翼缘能显著提高墙的延性；因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性，还能防止剪力墙发生水平剪切滑动提高抗剪能力。从89规范开始在剪力墙中提出了暗柱、端柱、翼墙（柱）、转角墙（柱），也就是目前规范中的约束边缘构件或构造边缘构件的抗震措施。2．对规范的不同理解往往产生了五花八门的设计。有人将每一轴线的墙理解为一片墙仅在端墙设暗柱，有人将凡是拐角或洞口边都设暗柱，而即使是公开发表出版的权威参考书或设计手册对暗柱（翼墙柱）的截面取值也出现了以下三种不同尺寸，因此造成配筋的差别很大，甚至相同的资料由于出版的时间不同，对规范的理解也有所不同。3．从2002年开始实施的建筑结构规范，根据结构类型及受力状况，对剪力墙两端及洞口两侧的加强边缘，按墙肢在重力荷载代表值作用下墙肢轴压比的界线及加强部位要求分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。“抗规”GB50011-2001规定抗震墙结构、部分框支抗震墙中落地剪力墙当一、二级抗震时底部加强部位及相邻的上一层均应按要求设置约束边缘构件；但对于一般抗震墙结构（除部分框支墙外）当满足墙肢轴压比限值界线值时可按规定设置构造边缘构件。“抗规”未明确框架-剪力墙结构中的剪力墙需设置约束边缘构件时抗震墙的抗震等级和轴压比界限值；但根据混凝土规范11.7.14条笔者理解框架-剪力墙不受一、二抗震等级限制，凡底部加强区及其上一层当不满足轴压比限界时则均应设约束边缘构件。综合分析“抗规”、“砼规”和“高规”设计约束边缘构件时，框剪结构、框支结构、框筒结构的要求应严于一般剪力墙结构，因此规范要求的条件也就多了一些，设计中应引起注意。由于各规范标准的的编写出版、发布、实施的时间不同，加上编写人认识上的差别，各规范在一些条文内容上还存在不协调和不一致的地方。在此必须指出设计中不但要复核短墙肢轴压比，也要复核长墙肢的轴压比：抗震墙结构中，当层数在15层以内时其墙肢轴压比一般都小于0.2，所以一般除9度地震区外，都可以不设约束边缘构件（高层底部加强区除外），只需设计构造边缘构件，不少设计都忽视了这点，造成浪费。4．规范标准之间矛盾问题举例①.GB50011-2001第6.4.7条规定暗柱截面长度仅需满足bw及≥400mm，不要求满足lc/2,在翼墙（柱）中只要求满足壁柱≥300mm，不受墙厚bw的限制，而与“砼规”的要求矛盾。笔者认为“抗规”GN50011的规定比较合理；实际工程中按现行规范要求需要设暗柱之处绝大部位为对门窗洞口边缘的加强，其墙肢属于联肢墙，非一字型矩形墙体，联肢墙连梁起耗散地震能量作用，受力状况和延性较好，在整体受力时当洞口较小时，往往墙体显槽形截面，因此在剪力墙结构中除设置角窗处外，暗柱截面尺寸不必过大；而翼墙（柱）处实际上只是建筑横墙肢的端边缘，不属纵墙肢的端边缘，在纵向水平力作用下，纵向墙法向应力呈线性分布，纵墙肢受力似同偏压柱；横纵交点处刚度，约束性能好，因此对于翼墙（柱）的截面取值也没必要过大；截面过大的暗柱和翼柱往往还容易形成连在一起，造成纵墙竖向配筋增加过多。但转角墙（柱）则是剪力墙很重要的部位，必须严格遵守规范的规定。②.构造边缘构件虽然“抗规”、“砼规”和“高规”都规定了配筋要求，但比较三本标准所给出的配筋要求的表格中的内容则是矛盾的，是不协调的；笔者认为“砼规”GB50010-2002表11.7.16的要求比较合理。而“抗规”和“高规”表中的配筋要求是不够合理或是不够严密的。还应指出三本规范中所给出的纵向构造筋的数量4根或6根是不实际的；例如对于转角墙（柱）的纵向筋数量，由于墙纵向筋的间距不宜大于300，又受墙厚限制，角柱的最小的纵向筋应为8根，当墙厚≥300时则最少需要12根，不会出现4根或6根的情况。三．剪力墙结构的厚度和配筋问题1．根据抗震规范6.1.2条规定，8度地震区剪力墙结构的抗震等级至少应为二级；按6.4.1条要求剪力墙底部加强部位墙厚一、二级抗震等级时不宜小于200mm，且不小于层高的1/16，其他部位不小于160mm，当墙端头无翼墙或暗柱时不应小于层高的1/12。以上规定目的是为防止因墙体平面外刚度过小，稳定性差，容易在偏心荷载作用下压屈失稳，但这些规定对于八度地震区的多层及低高层剪力墙结构显得不够合理。例如5~15层的剪力墙结构，一般墙肢在重力荷载代表值作用下轴压比都小于0.2，电算结果墙体往往只需要构造配筋，但只因底部功能要求3.9m层高，墙厚就得240mm,若业主要求室内视野开阔，不设外纵墙，横墙朝外端头不允许带翼墙或端柱时，当层高3>5~4.2m时，则墙厚需要320~350mm,显然不合理。所以像这样的特殊情况的低多层建筑不应要求死扣规范，而通过采用概念设计分析，控制墙肢轴压比，进行墙体截面条件、强度和稳定性验算并在构造上适当加强暗柱或配筋，保证其整体性连接等措施，是可以使墙厚减小的。2．墙体的配筋率，目前在“砼规”11.7.11条文强制规定在一、二、三级抗震等级的剪力墙中，竖向和水平分布筋的最小配筋率均不应小于0.25%;部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率不应小于0.3%;这配筋率比其在80年代前的配筋率).07~0.1%要大多了，和国外的配筋率0.1~0.25%的高者基本接轨，这在高层或者较长的剪力墙结构中应该是合理的，但对于低矮、短小的剪力墙值得探讨。墙的水平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏，同时起到抵抗温度应力防止砼出现裂缝，设计中当建筑物较高较长或框剪结构时配筋宜适当增加，特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏感部位宜适当增加。但对于矮、短的房屋，其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。墙的竖向钢筋主要起抗弯作用，目前在一些多层低高层剪力墙中电算结果多为构造配筋；但配筋时所取的配筋率有人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋，笔者认为竖向最小配筋率应该包括边缘构件中的钢筋，墙肢的竖向配筋原则也应该尽量将钢筋布置在墙端部边缘区并保证钢筋间距≦300mm，也应该注意防止竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度，对抗震不利。四．剪力墙结构的超长问题1.混凝土规范9.1.1条规定现浇混凝土剪力墙结构的温度伸缩缝最大间距当在室内或土中时为45m，露天时为30m;而现浇框架剪力墙或框架核心筒结构的伸缩缝间距可取45~55m.规范的这一规定显然与现今建筑的体量越来越大但功能又要求不设缝发生矛盾；因此目前许多工程中的伸缩缝间距都突破了规范的规定，也造成了设计人员在设计中遇到超长结构时的胆量越来越大。笔者认为今后当剪力墙结构超长时，应该慎重处理为好，过长时应该尽量设置温度伸缩缝，宜较严格遵守规范规定的限值，理由如下：①．剪力墙结构刚度大，受温差影响大，混凝土的收缩、徐变产生的变形大，墙体对楼面、屋面产生的约束也大；当结构发生收缩变形时比其他结构易出现裂缝。一些未超长的剪力墙结构产生墙体或楼面裂缝，其主要原因就在此。②．剪力墙结构多用于商品住房和公寓，使用状况复杂，一旦私人购买的房子出现裂缝，虽然没有安全问题，但处理起来问题多，难度大，社会影响大。③．混凝土结构受温度或收缩徐变的影响与众多因素有关；而体型庞大的剪力墙房屋往往形状复杂，混凝土收缩大，约束应力积聚也大，施工工艺及管理也难控制，环境影响使用变化难于判断，因此更难于解决混凝土收缩变形时，在受约束条件下引起拉应力而保证不出现裂缝。④．目前混凝土的收缩量不断增大，已由80年代的一般收缩量300με上升到400με以上，因此使混凝土用量大的剪力墙产生裂缝的因素在增大。⑤．目前随着市场形势的变化，大部分工程要赶工加班，质量难保证，为赶工混凝土中水泥用量普遍增大，使混凝土收缩量增大，加上由于混凝土强度的提高，使弹性模量增加将引起更大的约束拉应力产生，使结构出现裂缝的因素增多。⑥．普遍使用商品混凝土泵送施工，为了泵送，增大水泥用量，减少了中粗骨料含量和骨料粒径，加上泵送混凝土配合比和施工送料时的不良因素影响等都加大了结构收缩量，增加产生裂缝的因素。综上所述，今后在处理超长结构时，特别是处理超长的剪力墙结构时要特别慎重；当发生实在由于建筑使用功能要求不允许超长建筑设永久缝时，建议采用对结构施加预应力的方法并结合采用设计构造措施、施工措施共同给予处理高层建筑剪力墙连梁设计的探讨与剪力墙相连的梁称为连梁。连梁一般具有跨度小，截面大，与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。因此，高层建筑在水平力作用下，连梁的内力往往很大。设计时，即使采取了降低连梁内力的各种措施，如：加大剪力墙的洞口宽度；在连梁中部开水平缝，在计算内力和位移时对连梁刚度进行折减，对局部内力过大层的连梁内力进行调整等，仍无法使连梁的截面设计符合要求。由于设计规范对此没有明确规定，因此，设计时感到无所适丛。而设计、构造不当将会造成结构在抵抗水平力时的强度、刚度不符合要求，进而影响承受竖向荷载的能力。本文将讨论高层建筑剪力墙中连梁设计的几个问题，并提出相应的建议。对于一端与墙相连，一端与框架柱相连的梁，可以看成是连梁的一个特例。一．联肢墙在水平力作用下的破坏机制高层建筑联肢墙在水平力作用下的破坏分为脆性破坏（即剪切破坏）和延性破坏（即弯曲破坏）两种。联肢墙的脆性破坏又可分为两种情况。一种是脆性破坏发生于墙肢。墙肢由于抗剪能力不够而发生剪切破坏，会使剪力墙很快丧失承载能力。造成结构的突然倒塌。这是设计所应该绝对避免的。抗震规范里规定了抗震墙截面的剪压比限值和抗震等级为一、二级时抗震墙底部加强部位剪力设计值的放大系数，就是为了防止剪力墙早于弯曲破坏而发生剪切破坏。脆性破坏的第二种情况是连梁发生剪切破坏。连梁发生剪切破坏会使联肢墙各墙肢丧失连梁对墙肢的约束作用。在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时，联肢墙的各墙肢将成为单片的独立墙，这会使结构的侧向刚度大大降低，墙肢弯矩j加大。抗震规范里规定了连梁截面的剪压比限值和抗震等级为一、二级时连梁端部剪力设计值的调整系数，也是为了防止连梁早于弯曲破坏发生剪切破坏。但是，和第一种墙肢发生剪切破坏相比，连梁发生剪切破坏时结构尚未丧失承载能力，在墙肢破坏前，只要所考虑的连梁不承担较大的竖向荷载，还不会造成结构的倒塌。剪力墙的延性破坏也可分为两种情况。一种是连梁不屈服，墙肢首先发生弯曲破坏，这种墙在破坏时的极限变形较小。因此，对有抗震设防要求的建筑来说，它虽然是一种延性破坏，但吸收地震能量的能力是较低的。设计中应避免这种情况的发生。延性破坏的第二种是连梁先屈服，最后是墙肢的屈服。当连梁有足够的延性时，它能通过塑性铰的变形吸收大量的地震能量。同时，通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用，使联肢墙保持足够的刚度和强度。这是设计时应首先考虑做到的。为了保证联肢墙的延性要求，对连梁的延性要求是非常高的。因此，在设计高层建筑剪力墙时，必须十分注意保证连梁的延性要求。以上主要从抗震的角度分析了联肢墙的破坏机制。对于非抗震的情况，水平作用力主要是风荷载。风荷载是一种实实在在的荷载，不能通过结构的塑性变形来减少风荷载。但可以通过结构的塑性变形将荷载分布到其他尚未屈服的构件。通过内力重分布提高结构的整体承载能力，避免由于个别构件的破坏造成整个结构丧失承载能力。因此，以上关于联肢墙破坏机制的讨论在非抗震设计中是同样有意义的。2.剪力墙结构设计要点摘要：剪力墙结构设计要点关键词：剪力墙高层设计整体规定◆A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度：全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为150、140、120、100、60m部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为130、120、100、80m，9度抗震时不宜采用A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度：6度、7度、8度抗震时，将本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用9度抗震时，应专门研究（说明：房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度）◆B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度：全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为180、170、150、130m部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为150、140、120、100mB级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度：6度、7度抗震时，按本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用8度抗震时，应专门研究◆结构的最大高宽比：A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为6、6、6、5、4B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为8、7、7、6◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用的扭转影响◆考虑非承重墙的刚度影响，结构自振周期折减系数取值0.9～1.0◆平面规则检查，需满足：扭转：A级高度——B级高度、混合结构高层、复杂高层——楼板：有效楼板宽≥该层楼板典型宽度的50％开洞面积≤该层楼面面积的30％无较大的楼层错层凹凸：平面凹进的一侧尺寸≤相应投影方向总尺寸的30％◆竖向规则检查，需满足：侧向刚度：除顶层外，局部收进的水平向尺寸≤相邻下一层的25％楼层承载力：A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力（宜）≥相邻上一层的80％薄弱层抗侧力结构的受剪承载力（应）≥相邻上一层的65％B级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力（应）≥相邻上一层的75％（说明：楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和）竖向连续：竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力不得由水平转换构件（梁等）向下传递◆水平位移验算：多遇地震作用下的最大层间位移角≤罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角≤1/120◆舒适度要求：高度超过150m的高层建筑，按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最大加速度限值为：住宅、公寓0.15m/s2，办公、旅馆0.25m/s2◆伸缩缝1.最大间距：现浇45m，装配65m2.可适当放宽最大间距的条件：①顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率②顶层加强保温隔热措施，外墙设置外保温层③每隔30～40m留出后浇带，带宽800～1000mm，钢筋采用搭接接头，后浇带砼两个月之后浇灌④顶部楼层改用刚度较小的结构形式，或顶部设局部温度缝，将结构划分为长度较短的区段⑤采用收缩较小的水泥，减少水泥用量，砼中加入适宜的外加剂⑥提高每层楼板的构造配筋率，或采用部分预应力混凝土◆防震缝1.最小宽度：按框架结构的50％取用，但不宜小于70mm。框架结构防震缝最小宽度规定为：高度≤15m的部分，70mm；超过15m的部分，6度、7度、8度、9度相应每增加高度5m、4m、3m、2m，缝宽加宽20mm2.缝两侧结构体系不同时，按不利情况确定缝两侧房屋高度不同时，按较低房屋高度确定3.缝沿房屋全高设置，地下室和基础可不设，但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接4.相邻结构基础存在较大沉降差时，宜加宽防震缝墙体布置◆宜双向布置，尤其是抗震时应避免单向布置◆门窗洞口宜上下对齐，成列布置。一、二、三级抗震时，底部加强部位不宜采用错洞墙，且所有部位不宜采用叠合错洞墙◆墙肢长度不宜超过8m，且墙段总高与墙肢高度之比应大于2。当墙肢较长时宜开设洞口，各墙段间设置弱连梁◆应避免楼面梁垂直支承在无翼墙的剪力墙的端部（《审查要点》3.6.3/6）◆当墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以下一种措施：◆一般剪力墙的底部加强部位高度的取值：（说明：当有地下室时，墙肢总高度应从地上一层（首层）算起，但底部加强部位应额外加上地下室的高度）截面设计◆构件截面长边与短边之比大于4时，宜按墙的要求进行设计（《砼规》10.5.1）◆矩形截面独立墙肢的长度与厚度之比不宜小于5当其比值小于5时——其在重力荷载代表值作用下的轴压比限值，当一、二级抗震时，应较正常墙肢的相应值减0.1，三级抗震时为0.6当其比值不大于3时——宜按框架柱进行设计，但纵向钢筋的最小配筋率不变，且箍筋宜沿全高加密◆双肢剪力墙的抗震设计中，墙肢不宜出现小偏拉，当任一墙肢出现大偏拉时，两墙肢均应将弯矩设计值和剪力设计值乘以1.25的增大系数（说明：剪力墙墙肢不同受力状态的延性优劣——小偏拉<大偏拉<小偏压<大偏压）◆剪力墙截面设计的内容：平面内的斜截面受剪、偏压或偏拉、平面外轴心受压◆在集中荷载作用下，墙内宜设置暗柱，并注明暗柱纵筋的连接方式，无暗柱时应进行局部受压承载力验算◆一级抗震时，墙体的水平施工缝处宜进行抗滑移验算截面厚度◆一、二级抗震时，底部加强部位≥其他部位≥（《砼规》11.7.9/1）补充：当墙端无端柱或翼墙时，≥层高的1/12◆三、四级抗震时，底部加强部位≥其他部位≥◆非抗震时，≥◆当不能满足上述要求时，应进行墙体的稳定计算（高规附录D）◆剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于160mm。◆截面尺寸还应符合受剪要求◆剪力墙的厚度不宜小于楼层高度的1/25（《砼规》10.5.2）轴压比限值◆一般剪力墙底部加强部位——三级抗震无规定、二级抗震0.6、一级（7、8度）抗震0.5、一级（9度）抗震0.4其他部位——无规定◆短肢剪力墙各部位统一规定为三级抗震0.7、二级抗震0.6、一级抗震0.5，一字形墙应各降低0.1砼强度等级◆≥C20，带筒体和短肢剪力墙的结构≥C25截面配筋◆竖向和水平钢筋不应单排设置：截面厚度hw≤400时，可双排配筋；400≤截面厚度hw≤700时，宜三排配筋；截面厚度hw≥700时，宜四排配筋◆短肢剪力墙的全部纵向配筋率——底部加强部位≥1.2％；其他部位≥1.0％◆端部纵筋◆墙肢每端的竖向钢筋不宜少于4φ12或2φ16，该处对应的拉筋直径不小于6mm（间距250mm）（《砼规》10.5.8）◆非抗震设计时，剪力墙端部构造配置不少于4φ12的纵筋，沿纵筋配置不少于直径6mm、间距250mm的拉筋（《高规》7.2.17/5）————同上条◆纵筋搭接长度：≥laE和la（抗震和非抗震）竖向和水平分布钢筋一般剪力墙：◆最小配筋率：一、二、三级抗震时，0.25％；四级和非抗震设计时，0.20％◆间距：≤300mm；直径：≥8mm，但≤墙肢厚度的1/10◆以下特殊部位的剪力墙的分布钢筋应加强，最小配筋率不应小于0.25％，间距不应大于200mm房屋顶层剪力墙长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙端开间的纵向剪力墙端山墙◆温度、收缩应力较大的部位，剪力墙水平和竖向分布钢筋应适当加强（《砼规》10.5.9）◆水平分布钢筋搭接搭接接头间距：同排水平分布筋搭接接头之间的水平净距≥500mm上、下相邻水平分布筋搭接接头之间的垂直净距≥500mm搭接长度：≥1.2laE和1.2la（抗震和非抗震）◆竖向分布钢筋搭接搭接接头间距：可在同一高度搭接搭接长度：≥1.2laE和1.2la（抗震和非抗震）拉筋◆间距不应大于600mm，直径不应小于6mm（一般取为φ6@600）◆底部加强部位，约束边缘构件以外的拉筋间距应适当加密（一般取为φ6@400）◆构造边缘构件阴影区域内拉筋的水平间距不应大于纵向钢筋间距的2倍（《砼规》11.7.16）边缘构件◆约束边缘构件的设置范围：一、二级抗震的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部◆构造边缘构件的设置范围：一、二级抗震的剪力墙其他部位的墙肢端部三、四级和非抗震设计的剪力墙全部部位的墙肢端部◆在设置约束边缘构件的范围内，若墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比小于下述的规定值，可按构造边缘构件设置（《抗震规范》6.4.6/1）（《砼规》11.7.4）——一级抗震（9度）0.1、一级抗震（8度）0.2、二级抗震0.3约束边缘构件剪力墙的约束边缘构件◆配箍特征值λv按下表取用，约束边缘构件的长度lc取下表数值、1.5bw和450mm的最大值项目一级（9度）一级（7、8度）二级λv0.200.200.20lc（暗柱）0.25hw0.20hw0.20hwlc（翼墙或端柱）0.20hw0.15hw0.15hw（说明：，hw为剪力墙墙肢长度）◆当有端柱、翼墙或转角墙时，lc≥（翼墙厚度＋300mm）或（端柱沿墙肢方向截面高度＋300mm）（《砼规》11.7.5/1）◆翼墙长度不得小于其厚度的3倍，端柱截面边长不得小于墙厚的2倍，否则视为无翼墙或无端柱◆竖向钢筋的配筋范围不应小于图中阴影面积，一、二级抗震时分别不应小于6φ16和6φ14，且分别不应小于阴影面积的1.2％和1.0％（一般来说，端部纵筋配置在阴影范围内，阴影范围之外、lc范围之内部分的纵筋按竖向分布钢筋配置）◆λv要求的箍筋范围为图中阴影所示，箍筋直径不应小于8mm，一、二级抗震时，箍筋间距分别不应大于100mm和150mm构造边缘构件剪力墙的构造边缘构件◆构造边缘构件的范围见上图，最小配筋率应符合下表规定底部加强部位其他部位抗震等级纵向钢筋最小用量（取较大值）箍筋纵向钢筋最小用量（取较大值）箍筋最小直径（mm）最大间距（mm）最小直径（mm）最大间距（mm）一级——————0.008Ac，6φ148150二级——————0.006Ac，6φ128200三级0.005Ac，4φ1261500.004Ac，4φ126200四级0.005Ac，4φ1262000.004Ac，4φ126250◆箍筋的无支长度不应大于300mm，拉筋水平间距不应大于纵筋的2倍（当拉筋隔一拉一时，纵筋间距≤150mm；当每道纵筋均设拉筋时，纵筋间距一般均可满足要求≤300mm）◆当墙端部为端柱时，端柱的纵筋和箍筋宜按框架柱的构造要求配置连梁◆跨高比大于5时，按框架梁设计◆楼面主梁不宜支承在连梁上◆连梁可作刚度折减，折减系数不低于0.5◆连梁应进行斜截面抗剪承载力计算，当连梁截面尺寸不满足抗剪要求（超筋）时，可如下处理1.减小连梁截面高度2.可对连梁进行内力调幅，以降低剪力设计值。此法应尽量避免，且调幅范围应当限值，因为连梁已经进行了刚度折减3.当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可考虑在大震作用下该连梁不参与工作，按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的内力分析，墙肢按两次计算所得的较大内力进行配筋设计◆纵筋设置：1.规范未规定纵筋的最小配筋率，可参照同一级框架梁的要求，但纵筋在保证受弯承载力的前提下，应越小越好，以使连梁在地震作用下尽早屈服、耗散能量，形成抗震的第一道防线2.洞口上、下两边的连梁内纵筋面积不宜小于被洞口截断的水平分布筋面积的一半，且≥2根，≥φ12mm（《砼规》10.5.8）◆箍筋设置：1.抗震设计时，连梁箍筋沿全长的构造按框架梁端加密区箍筋的构造要求采用2.洞口连梁全长配箍：直径≥6mm，间距≤150（《砼规》10.5.14）3.顶层连梁的纵向钢筋锚固范围内，应设置箍筋（《抗震规范》6.4.11），箍筋直径与该连梁的箍筋相同，但间距不宜大于150mm◆腰筋设置：1.连梁范围内，墙体的水平分布筋应作为连梁的腰筋拉通连续配置（一般情况下，连梁腰筋即为墙体水平分布筋）2.连梁截面高度大于700mm时，两侧腰筋的直径不小于10mm，间距不应大于200mm3.连梁跨高比不大于2.5时，两侧腰筋的面积配筋率不应小于0.3％4.腰筋置于连梁箍筋的外侧（00G101）◆一、二级抗震，且连梁跨高比≤2、墙厚≥200时，连梁内除普通箍筋外，宜另设斜向交叉构造钢筋（《抗震规范》6.4.10），其直径不小于12mm，斜筋应按受拉钢筋的锚固长度要求锚入墙内开洞、错洞◆当剪力墙面开有各边长小于800mm的非连续小洞口，且整体计算中不考虑其影响时，洞口四周可不另设加强钢筋，应将被洞口截断的墙内分布钢筋分别集中配置在洞口四边，且钢筋直径不应小于12mm◆剪力墙面内边长小于300mm的洞口要按要求预留◆穿过连梁的管道宜预埋套管，洞口上下的有效高度≥，且洞口处宜补强钢筋，单侧补强≥2φ14◆连梁被洞口削弱的截面应进行承载力验算◆楼板开大洞削弱后，如下措施予以加强：1.加厚洞口附近楼板，提高楼板配筋率，双层双向布筋，加配斜向钢筋2.洞口边缘设边梁、暗梁3.楼板洞口角部配置斜向钢筋短肢剪力墙特殊规定◆定义：墙肢截面高度与厚度之比为5～8◆截面厚度不小于200mm◆最大适用高度应比一般剪力墙结构的规定值适当降低，且不应大于100m（7度抗震）和60m（8度抗震）◆短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜大于总力矩的50％◆抗震等级应比一般剪力墙提高一级采用◆7、8度抗震时，宜设置翼缘，且一字形短肢墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁◆不应适用于B级高度和9度抗震的A级高度楼盖◆高度超过50m时，宜采用现浇楼盖◆现浇楼盖砼强度宜在C20～C40之间，板厚可按跨度的1/35～1/45采用施工图绘制◆地上和地下部分，剪力墙的水平分布筋均在竖向分布筋之外侧◆洞口错开时，宜将连梁锚入暗柱内，形成暗框架◆设计说明：1.剪力墙的底部加强区的范围2.剪力墙的拉筋为φ6@600，底部加强区为φ6@4003.转角窗（阳台）的窗下填充墙，在转角处设置构造柱，并增设水平配筋腰带与两侧剪力墙端连接，构造柱配筋按框架柱构造要求他山之石◆应避免将大梁穿过较大房间，住宅中严禁梁穿房间◆设有转角窗（阳台）的高层住宅剪力墙结构不宜再设置跃层单元◆B级高度和9级抗震的A级高度的高层建筑在角部剪力墙体上开设转角窗（阳台）应慎重，需进行专门研究◆非抗震设计和7、8、9度抗震设计的A级高度的高层建筑，在设置转角窗（阳台）时，宜如下处理1.转角处沿窗线设置挑梁并相交2.靠窗边的墙端暗柱配筋加强，尤其是箍筋加强，必要时暗柱可按约束边缘构件配筋，或在建筑允许的情况下，靠窗边的墙端设端（壁）柱3.板内设斜向暗梁（或直接设斜向拉结筋），以连接窗边两墙体，或在建筑允许的情况下，直接设斜向连梁4.将该房间的楼板加厚，双向双层配筋加强5.转角窗窗下墙体设置构造柱，并增设水平配筋腰带与两侧构造柱连接6.窗边两道墙体应尽量避免一字形墙、短肢墙，并控制轴压比◆长宽比小于2的连梁的受剪承载力较低，宜避免采用说明：除“他山之石”外，未注明之规定，均出自于《高规》3.异形柱与短肢剪力墙结构设计中的几个问题摘要：对异形柱与短肢剪力墙结构设计中的一些问题，如计算方法、异形柱受力性能及其轴压比控制、短肢剪力墙结构中转换层的设置高度及框支柱等进行探讨，提出建议，供结构设计人员参考关键词：异形柱短肢剪力墙结构设计现代住宅建筑要求大开间，平面及房间布置灵活、方便，室内不出现柱楞、不露梁等。异形柱与短肢剪力墙结构能较好地满足现代住宅建筑的要求，因而逐渐得到了推广应用。目前，现行国家规范或规程中尚未给出有关异形柱与短肢剪力墙结构设计的条款，因此，结构设计人员在设计中常会遇到一些规范或规程尚未论及的问题，需要设计人员积累经验，利用正确的概念进行设计。本文旨在对异形柱与短肢剪力墙结构设计中的一些问题进行探讨，提出个人看法，供结构设计人员参考。

1异形柱结构型式及其计算异形柱结构型式有异形柱框架结构、异形柱框架—剪力墙结构和异形柱框架—核心筒结构。异形柱结构自身的特点决定了其受力性能、抗震性能与矩形柱结构不同。由于异形柱截面不对称，在水平力作用下产生的双向偏心受压给承载力带来的影响不容忽视。因此，对异形柱结构应按空间体系考虑，宜优先采用具有异形柱单元的计算程序进行内力与位移分析。因异形柱和剪力墙受力不同，所以计算时不应将异形柱按剪力墙建模计算。当采用不具有异形柱单元的空间分析程序（如TBSA5.0）计算异形柱结构时，可按薄壁杆件模型进行内力分析。对异形柱框架结构，一般宜按刚度等效折算成普通框架进行内力与位移分析。当刚度相等时，矩形柱比异形柱的截面面积大。一般，比值（A矩／A异）约在1.10-1.30之间［1］。因此，用矩形柱替换后计算出的轴压比数值不能直接应用于异形柱，建议用比值（A矩／A异）对轴压比计算值加以放大后再用于异形柱。对有剪力墙（或核心筒）的异形柱结构，由于异形柱分担的水平剪力很小，由此产生的翘曲应力基本可以忽略，为简化计算，可按面积等效或刚度等效折算成普通框架—剪力墙（或核心筒）结构进行内力与位移分析。按面积等效更能反映异形柱轴压比的情况，且面积等效计算更为简便。但应注意，按面积等效计算时，须同时满足下面两式：(1)A矩=A异；(2)b/h=(Ix异／Iy异)1/2式中，A矩、A异——分别为矩形柱和异形柱的截面面积；b、h——分别为矩形截面的宽和高；Ix异、Iy异——分别为异形柱截面x、y向的主形心惯性矩。一般，按面积等效计算时，矩形柱的惯性矩比异形柱的小。但对有剪力墙（或核心筒）的异形柱结构，计算分析表明［2］，按面积等效与按刚度等效的计算结果是接近的。异形柱的截面设计，可根据上述方法得出的内力，采用适合异形柱截面受力特性的截面计算方法进行配筋计算。2短肢剪力墙结构及其计算短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。在TAT、TBSA中，只需按剪力墙输入即可，而且TAT、TBSA更适合用来计算短肢剪力墙结构。TAT、TBSA所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型，其中梁、柱为普通空间杆件，每端有６个自由度，墙视为薄壁杆件，每端有７个自由度（多一个截面翘曲角，即扭转角沿纵轴的导数），考虑了墙单元非平面变形的影响，按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚度矩阵，引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分未知量之后求解，它适用于各种平面布置，未知量少，精度较高。但是，薄壁杆件模型在分析剪力墙较为低宽、结构布置复杂（如有转换层）时，也存在一些不足，主要是薄壁杆件理论没有考虑剪切变形的影响，当结构布置复杂时变形不协调。而短肢剪力墙结构由于肢长较短（一般为墙厚的５-８倍），本身较高细，更接近于杆件性能，所以，用TAT、TBSA计算短肢剪力墙结构能较好地反映结构的受力，精度较高。对设有转换层的短肢剪力墙结构，一般都只是将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地，其于剪力墙框支。框支剪力墙是受力面向受力点过渡，由于薄壁杆件的连接处是点连接，所以用薄壁杆件模型不能很好地处理位移的连续和力的正确传递。因此，带有转换层的短肢剪力墙结构宜优先采用墙元模型软件（如SATWE）进行计算。当然，从整体上的内力（特别是下部支承柱的内力）分布情况来看，如果将剪力墙加以适当的处理，还是可以用TAT、TBSA对结构进行整体计算的［3］。3异形柱的受力性能及其轴压比控制天津大学的试验研究结果表明［4］：异形柱的延性比普通矩形柱的差。轴压比、高长比（即柱净高与截面肢长之比）是影响异形柱破坏形态及延性的两个重要因素。异形柱由于多肢的存在，其剪力中心与截面形心往往不重合，在受力状态下，各肢产生翘曲正应力和剪应力。由于剪应力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝，即产生腹剪裂缝，导致异形柱脆性明显，使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低。作为异形柱延性的保证措施，必须严格控制轴压比，同时避免高长比小于４（短柱）。控制柱截面轴压比的目的，在于要求柱应具有足够大的截面尺寸，以防止出现小偏压破坏，提高柱的变形能力，满足抗震要求。广东《规程》按建筑抗震设计规范（GBJ11—89）中所规定的柱子轴压比降低0.05取用（按截面的实际面积计算）；天津《规程》则根据箍筋间距与主筋直径之比、箍筋直径及抗震等级共同确定，其要求比广东《规程》严格，例如，对s/d＝５、４（即箍筋间距s＝100mm，纵筋直径d分别为20mm、25mm的情况），箍筋直径dv＝8mm，抗震等级为三级的L形截面，其轴压比限值分别为0.60，0.65。异形柱是从短肢剪力墙向矩形柱过渡的一种构件，柱肢截面的肢厚比（即肢长／肢宽）不大于４。《高规》（JGJ3—91）第5.3.4条，“抗震设计时，小墙肢的截面高度不宜小于3bw”，“一、二级剪力墙的小墙肢，其轴压比不宜大于0.6”。根据上述分析，为便于应用，建议在６度设防区，对于异形柱框架结构，L形截面柱的轴压比不应超过0.6（按截面的实际面积计算，下同），T形截面柱的的轴压比不应超过0.65，十字形截面柱的轴压比不应超过0.8；对于异形柱框架—剪力墙（或核心筒）结构，由于框架是第二道抗震防线，所以框架柱的轴压比限值可放宽到0.65（L形）、0.70（T形）、0.90（＋字形），但对于转换层下的支承柱，其轴压比仍不应超过0.60。短柱在压剪作用下往往发生脆性的剪切破坏，设计中应尽量避免出现短柱。根据高长比不宜小于４，在梁高为600mm的前提下，当标准层层高为3.0m时，异形柱的最大肢长可为600mm；底层层高为4.2m时，肢长可为900mm。4短肢剪力墙结构中转换层的设置高度及框支柱在现代高层住宅的地下室和下部几层，由于停车和商业用房需较大空间，就得通过转换层来实现。在短肢剪力墙结构中，一般都只将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地，其于剪力墙框支。据研究表明［5］，“框支剪力墙结构当转换层位置较高时，转换层附近层间位移角及内力分布急剧突变，内力的传递仅靠转换层一层楼板的间接传力途径很难实现；转换层下部的‘框支’结构易于开裂和屈服，转换层上部几层墙体易于破坏。这种结构体系不利于抗震。高烈度区（９度及９度以上）不应采用；８度区可以采用，但应限制转换层设置高度，可考虑不宜超过３层；７度区可适当放宽限制。”因此，建议在６度抗震设防区，短肢剪力墙结构中转换层设置高度不宜超过５层，避免高位转换。转换层上下的层刚度比γ宜接近１，不宜超过２。转换层位置较高时，宜同时控制转换层下部“框支”结构的等效刚度（即考虑弯曲剪切和轴向变形的综合刚度），使EgJg与EcJc接近。EgJg为剪力墙结构的等效刚度，剪力墙结构高度取框支层的总高度，其平面和层高与转换层上部的剪力墙结构相同；EcJc为转换层下部“框支”结构的等效刚度。研究表明［5］，“控制转换层下部‘框支’结构的等效刚度对于减少转换层附近的层间位移角和内力突变是十分必要的，效果也很显著。”规范对框支柱的内力、轴压比、配筋等的要求都严于普通柱。框支剪力墙结构当转换层位置较高时，如何定义框支柱，涉及到安全与经济的问题。根据圣维南原理，局部处理的影响只限于局部范围，所以当转换层位置较高（如高位转换）时，除转换层附近楼层的内力较复杂外，下面的结构受到的影响很小，应与普通框架结构基本一样，不必按框支柱处理。文献［６］计算了两个28层的结构，一为内筒外框架结构，一为内筒外框支结构，转换层设在18层。计算结果表明，转换层下二层的内力影响很大，下三层的内力误差最大为15%，下五层的内力已比较接近（最大误差小于10%）,下八层的内力已基本一样（最大误差小于5%）。这说明框支柱只需在五层范围内加以考虑，其它层的柱子按普通框架柱处理即可。因此，建议当转换层位置不超过五层时，转换层下的各层柱均按框支柱处理；当转换层位置超过五层时，转换层下相邻的五层柱按框支柱处理，而其它层的柱按普通框架柱处理。由于高位转换对抗震不利，所以结构设计中应尽量避免高位转换。5短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节及概念设计振动台模拟地震试验结果表明［7］，建筑平面外边缘及角点处的墙肢、底部外围的小墙肢、连梁等是短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节。当有扭转效应，建筑平面外边缘及角点处的墙肢会首先开裂；在地震作用下，高层短肢剪力墙结构将以整体弯曲变形为主，底部外围的小墙肢，截面面积小且承受较大的竖向荷载，破坏严重，尤其“一”字形小墙肢破坏最严重；在短肢剪力墙结构中，由于墙肢刚度相对减小，使连梁受剪破坏的可能性增加。因此，在短肢剪力墙结构设计中，对这些薄弱环节，更应加强概念设计和抗震构造措施。例如，短肢剪力墙在平面上分布要力求均匀，使其刚度中心和建筑物质心尽量接近，以减小扭转效应；适当增加建筑平面外边缘及角点处的墙肢厚度（宜取250mm，对底部外围的小墙肢根据需要可取用300mm），加强墙肢端部的暗柱配筋，严格控制墙肢截面的轴压比不超过0.6，以提高墙肢的承载力和延性；高层结构中连梁是一个耗能构件，连梁的剪切破坏会使结构的延性降低，对抗震不利，设计时应注意对连梁进行“强剪弱弯”的验算，保证连梁的受弯屈服先于剪切破坏；短肢剪力墙宜在两个方向均有梁与之拉结，连梁宜布置在各肢的平面内，避免采用“一”字形墙肢；短肢剪力墙底部加强部位的配筋应符合规范要求；等。4.高层建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计探讨摘要：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，按砼设计规范计算，特别是在框——剪，框——筒结构中，对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场地，框架柱只承担水平风载的一小部分，如按一般偏压柱计算，误差较小。此时异形柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体分析。而在水平力较大，且水平力作用在非主轴方向，则翘曲应力不容忽视，按平截面假定误差较大，则应对异形柱框架结构进行有限元分析，决定内力和配筋位置及大小。在进行内力计算和配筋计算时，宜选用带有异形柱计算功能的计算软件。现在有一些软件没有异形柱截面形式，如要用它进行计算，要先进行等刚度等面积换算成矩形柱，进行整体分析，得到双向内力后再进行异形柱的截面设计，其工作量相当大，且截面设计的可靠性不高。目前，国内可直接进行异形柱截面内力计算和截面设计的软件有建研院的TAT、SATWE程序，广东省建院的SS、SSW程序以及天津大学的钢筋砼异形柱结构配筋计算程序CRSC。这些程序均用数值积分法进行正截面配筋设计，准确性较高，经过大量工程校算，能有效地满足结构安全性要求。(2)轴压比控制对框架结构，框-剪结构，柱的延性对于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起着十分重要的作用，且轴压比又是影响砼柱延性的一个关键指标。由试验结构分析［3］，柱的侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降。在高轴压比情况下，增加箍筋用量对提高柱的延性作用已很小，因而轴压比大小的控制对柱的延性影响至关重要，特别是异形柱结构剪力中心与截面形心不重合，剪应力使砼柱肢先于普通矩形压剪构件出现裂缝，产生腹剪破坏，加上异形柱多属短柱，这些导致异形柱脆性明显，使异形柱的延性普遍低于矩形柱，因而对异形柱的轴压比要严格控制。在广东规程中，其轴压比按砼设计规范中的要求减少0.05，但其适用高度较低，一般为35m。当高层建筑的高度进一步加大时，其水平力的影响会愈来愈显著，对结构的延性要求也愈高。由天津大学土木系对异形柱延性资料可知，影响异形柱延性的因素比普通柱要复杂，且不同的柱截面形式，如L型、T型、十字型，在相同水平侧移下，其延性性能也有较大差异，因而，轴压比控制应参考天津规程。但天津规程的控制过于繁锁，在结构计算中，柱的纵筋与箍面的直径还没有设定，因而箍筋间距与纵筋直径的比值还无法确定。为在实际工作中便于使用，可按不同的截面形式（L、T、十字型）与不同的抗震等级两项指标从严控制，对低烈度地区的这类结构是能够满足其延性要求的。(3)配筋构造在正确的结构选型及计算后，截面内钢筋的构造也是保证异形柱受力性能的重要因素。由于异形柱截面的特点，柱肢端部会出现较大应力，加上梁作用于柱肢上应力的不均匀，一般越靠肢端应力越大，对柱肢形成偏心压力，进一步加大肢端压应力。因而在异形柱配筋时，应在肢端设暗柱，暗柱的外排钢筋由计算而定。离端部厚度范围内设2Ф14的构造纵筋，箍筋同柱，这样可限制柱肢的砼裂缝的开展，提高异形柱局部抗压抗剪强度及变形能力。柱上的箍筋不仅能抗剪，也可约束砼变形，增大其延性。异形柱由于不易形成多肢复合箍，因而其配筋率只能由加大箍筋直径和加密间距来实现。相同配箍率下，箍筋直径大，其延性指标好，因而箍筋且用Ф8、Ф10，其间距可比普通柱箍筋间距小。总之，短肢剪力墙结构与异形柱框架结构有着较大的市场需求，在设计中根据其受力的特点，充分了解其破坏的各种机理，选用合理的结构形式，正确掌握计算机分析方法和截面配筋，其结构才能有可靠的安全保证。5.纯剪力墙住宅设计技术措施摘要：介绍纯剪力墙住宅设计技术措施关键词：剪力墙住宅措施一.关于基础平面图：底板下降处（如电梯间、水箱间、厕所水房的集水坑）应画详图，小集水坑如400X400X300可将板消弱，不必单独处理。应注意两个集水坑可能集中在一起或离墙较近处的集水坑可能坡出墙面。注意集水坑的盖板高度应与地面等高（厕所水房常垫起来）。靠墙处集水坑应画两个剖面，下降处底板斜坡应注角度，宜注角度，不注坡长，剖面只画构造，配筋同底板筋。应将大部分钢筋拉通，仅大房间附加钢筋（包括上下铁），附加筋应标出作用范围，如从12轴到14轴。底板钢筋上铁向下锚固，锚固长度为从墙边锚入15d。下铁考虑承受一定的弯距，向上锚固40d。外侧墙体钢筋的锚固：锚入板底，直段长度200。注明暗柱锚入底板的长度，为施工方便，可加200的直段。门洞口下的暗梁取值：宽度=墙厚+2倍底板的h0，窗洞口下取窗底至基底和门下暗梁的较小值。基础出挑板的分布筋应改为直径12或14，不采用通长筋。电梯底座不落地时，板厚应取300，钢筋应留余量，一般可取14@150。基础底板出挑时，窗井处应认为已经出挑，非窗井处做挑板，可出挑1至1.2m.二.应避免将大梁穿过较大房间，在住宅中严禁梁穿房间。三.高层剪力墙结构，当窗下墙改为填充墙时，周期可延长并节约造价。(剪力墙拆模后应立即砌填充墙)四.关于洞口连梁：以下处应注意：1.人防内的厕所、水房等，由于使用要求一般要垫起来，故此处洞口要抬高增大，造成其上连梁与一般梁不同。2.剪刀梯入口处连梁，由于休息平台板的做法一般只有20厚，比一般楼板处较薄，此处连梁应按休息平台的标高考虑。3.跃层、楼梯间出屋面处洞口一般要抬高，其上下连梁不同。4.首层有窗井处因窗井采光的要求可能将其上的阳台及洞口抬高，造成上、下的连梁不同。5.其他有门槛处上下连梁不同于一般连梁。五.连梁配筋可取各层一致，当超筋时可采取：1.将连梁断面减小，按普通梁计算。2.将连梁的刚度折减系数调低，适当增大墙体配筋。3.将连梁配筋配至最大配筋，并用其能承受的剪力计算弯距和纵筋。4.长宽比小于2的连梁能承受的最大剪力取值较低，宜避免使用。六.关于墙体：(1).小墙肢的长度不宜小于3b，并按柱子配筋，轴压比小于0.6。大于4b的墙肢按剪力墙计算和配筋。(2).长度大于8米的墙体应开施工洞，并用砖砌堵。两户以后可能打通的墙体应开洞预留。阳台门联窗下的墙体应采用轻体墙砌筑。(3).关于墙体的暗柱：尽量暗柱是暗柱，墙是墙，不采用大暗柱，暗柱相叠也没关系。注明暗柱纵筋的连接方式。(4).一级剪力墙应验算水平施工缝的抗滑移。当地下开洞（窗井处）和地上开洞错开时，应加暗框架，在地面处加通长的连梁，起到托梁的作用。并且适当考虑两个洞口的连梁按一个大洞口计算，最底下的连梁要能承受五层左右的错洞墙肢垂直作用力。(5).墙体分布筋，地上部分和地下部分墙水平筋均在外。洞口错开时，应将连梁锚入暗柱内，作成暗框架。七.屋顶退台内收，而内收的墙体下面并无剪力墙，可采取：如有条件，做上反梁，否则采用轻墙直接作用在板上。上层加梁来承受顶板荷载。八.用SATWE软件计算时，长宽比小于4的墙肢按异型柱输入，或忽略小墙肢的配筋。长高比大于4的连梁按普通梁输入。九.说明剪力墙的加强区范围。说明剪力墙的拉筋为φ6@600，加强区为φ6@400。十.人防通风井上应有盖板。十一.厨厕间楼板上的通风洞，从一层顶板处开始留，