江鳳蘭

摘 要 框支短肢剪力墻結構體系是將短肢剪力墻結構與框支剪力墻結構相結合的產物。由于短肢剪力墻的特殊性，框支短肢剪力墻在結構形式，受力特點上也與傳統(tǒng)框支剪力墻有明顯不同，目前雖在工程界已有采用，但理論研究尚不完善，現行國家規(guī)范a對此類結構也較少提及。本文主要研究框支短肢剪力墻結構豎向荷載和水平荷載的受力特點，并給出了工程上宜采取的相應措施。

關鍵字 框支短肢剪力墻；豎向荷載；水平荷載

短肢剪力墻一般指墻肢的長度為厚度4～8倍范圍內的剪力墻。它介乎于異形框架柱（肢長與厚度之比為2～4）和一般剪力墻（肢長大于厚度8倍）之間。

1.框支短肢剪力墻結構特點

框支短肢剪力墻結構在名稱上借鑒了傳統(tǒng)框支剪力墻結構的說，但在具體結構形式上，則有鮮明的自身特點，主要表現在以下方面；

（1）在對剪力墻的支承形式上“框支”與“梁抬”并存。由于肢長短，數量多，不可避免要出現某些墻肢與框支柱完全不沾邊，接支承在梁上的情況，工程上稱為“抬梁”，這使得框支梁的設計算變得非常重要。

（2）轉換結構一般采用深粱轉換，由于短肢剪力墻截面形式多，很多時候出現主次梁共同支承上部壤肢，甚至次梁支承再向主傳遞的情況，傳力體系更加復雜。

（3）框支剪力墻結構一般在轉換層上下剛度變化較大，成為薄環(huán)節(jié)?？蛑Ф讨袅Y構墻肢短，往往與下層框支柱截面相差多，若在設計時予以適當控制，剛度突變情況可得到改善．

2.框支短肢剪力墻受力分析

框支剪力墻的受力情況相當復雜。外荷載產生的內力在上部墻體和下部支承框架中的分布完全不同，要較準確地求得其應力，就要考慮上部墻體與下部框架的共同作用。

（1）在豎向荷載作用下的受力分析

框支剪力墻在豎向荷載作用下，離開框支粱較遠的上部墻體豎向應力分布不受底部框架的影響，在均布荷載作用下，豎向應力也均勻分布。墻體稍低處口，應力沿拱作用線向框支柱上方集中。

托梁的剛度越大，框支柱截面高度越大，則豎向應力口，集中程越小，分布越平緩。在常用尺寸下邊柱上方應力約為平均應力的4～6倍。剪應力只在離框架梁為L的范圍內出現，在墻與框支梁的交界處達到最大值，可達（1.1～1.5）平均應力。粱的下邊緣與柱的交界處，剪應力可達（1.5～2.0） 平均應力。

單跨框架梁在柱上方的彎矩很小，彎矩分布類似于簡支梁。由于框架梁與上方墻體共同工作，組成一個倒T形的深梁，框支梁是這個深粱的受拉翼緣，因此承受軸向拉力?？蛑Я翰煌谝话憧蚣芰?，普通框架粱為受彎構件，軸力為零，在同一豎向荷載下彎矩很大：框支梁是拉彎構件，彎矩較小，在同一豎向荷載下彎矩不大，但有較大軸向拉力。

（2）在水平荷載作用下的受力分析

水平力作用下，上部墻體（距框支粱L以上部分）中豎向應力為線性分布，在靠近框支梁的墻體中，逐漸向柱上方集中，但仍保持反對稱分布的特點。

3.框支短肢剪力墻結構宜采取的相應措施

（1）對于層數不超過20層，高度小于60m的“小高層”建筑而言，框支短肢剪力墻結構在轉換層梁柱板截面尺寸取值較大，具有足夠剛度，且上部結構樓層質量中心與剪切中心相差不大的前提下，其轉換層工作狀態(tài)是穩(wěn)定可靠的。但鑒于短肢剪力墻在框支柱上的支承方式類似于點支承，從提高結構安全儲備的角度考慮，對支承節(jié)點及相應框支粱框支柱在設計時宜提高抗震等級，并著重驗算框支梁最大裂縫寬度及最大撓度；

（2）傳統(tǒng)剪切剛度比的控制方法對框支短肢剪力墻結構已不再適用。在目前精確樓層側向剛度計算困難的前提下，可采用文中提出的等效側向剛度計算方法，結合層間位移曲線及樓層剪力曲線，以較好地反映結構側向剛度變化。

（3）結構轉換層對其鄰近層內力與變形有一定影響，當轉換層未設置在底層時，對其以下一層的樓板應適當加厚，以考慮樓板彈性變形的影響。目前在實際工程設計中也已注意到這一問題，如深圳市建筑設計研究總院在內部設計規(guī)程中，就規(guī)定對此類結構框支層采用一級抗震，鄰近層采用二級抗震構造處理；

（4）對總高度60米以下，體形較為規(guī)整的框支短肢剪力墻結構，對框支梁及框支柱設計起控制作用的依然是豎向（主方向）內力。因而采用剛性樓板假定的TBSA軟件對短肢剪力墻“小高層”結構設計依然是適用的。只要所建短肢剪力墻的支承方式正確，傳力路徑清晰，薄壁桿件模型與墻元模型對豎向內力的計算差別不大。且因薄壁桿件采用點接觸傳力，其所計算的框支粱豎向彎矩及框支柱軸力一般略大于墻元模型計算結果，偏于安全。

（5）由于框支粱截面坡度較大，由短肢剪力墻在框支層樓板內所引起的內力和變形遠小于估計值。但核心筒與框架位移差較大，在其周圍樓板內引起較大內力和變形，且有強烈的應力集中，因而對框支層樓板采用彈性樓板假定進行分析，核算板內應力仍然是必要的。

（6）框支梁側向（次方向）內力較小，一般按構造配筋即可，但為防止出現側面混凝士裂縫，保持粱側向穩(wěn)定性，框支梁側向腰筋設置宜適當加密，并加大構造筋直徑?？紤]框支梁控制內力出現位置較為分散，且在豎向地震荷載下（規(guī)范未要求驗算）有可能反向，框支梁上下鋼筋宜在全跨范圍內保持不變，盡量不作截斷，抗剪箍筋應全長加密。

（7）對超過60m的高層建筑，若仍需采用框支短肢剪力墻結構，因其豎向荷載很大，勢必造成框支粱截面高度進一步增大，此時側向內力的影響不可忽視，應對關鍵構件作專門分析。必要時，可在框支梁頂部和底部各設一層樓板，提高粱的側向穩(wěn)定性。

（8）對轉換層設置層數較高，如位于2／3總高處的高位轉換層情況，因上部結構層數較少，故豎向荷載和水平力均較小，梁截面尺寸可減小。但此時核心簡與外圍框架間位移差往往較大，樓板變形較為明顯，具體內力分布需另作分析。

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