1、高層建筑短肢剪力墻與異形柱結構受力分析與設計探討在眾多短肢剪力墻結構與異形柱框架的試驗資料與工程實踐基礎上，論述了這兩種結構形式的受力特點，并分析了各自的結構計算、構造的相關問題。件，即使發生延性的彎曲形破壞，也因截面曲率M/EI或cu/(cu為砼的極限壓應變，為截面受壓區高度)較小，使彎曲變形性能有限，延性較差;異形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范圍之外，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，使柱肢易先消失裂縫，也使得各肢的核心砼處于三向剪力狀態，它使得異形柱較一般截面柱變形力量低，脆性破壞明顯;特殊是異形柱不

2、同于矩形柱，它存在著單純翼緣柱肢受壓的狀況，其延性更差。由國內外大量的試驗資料和理論分析，異形柱的破壞形態為：彎曲破壞、小偏壓破壞、壓剪破壞等，影響其破壞形態的因素有：荷載角、軸壓比、柱凈高與截面肢長比(剪跨比)，配箍率以及箍筋間距S與縱筋直徑D的比值等。由于其受力性能的簡單，設計中必需通過牢靠的計算和必要的構造措施來保證其強度和延性。目前，異形柱結構設計還沒有統一的國家規范，僅有兩部地方性法規，即廣東省標準DBJ/T15-15-95和天津市標準DB29-16-98可供參考。在進行異形柱結構設計時，除滿意高規中對結構布置要求外，還應留意幾個方面的問題：(1)異形框架的計算由于其截面的特別性，在

3、柱截面對稱軸內受水平力作用時，彈性分析計算其翹曲應力很小，此時猶如承受水平力的偏壓構件，仍可按平截面假定分析，按砼設計規范計算，特殊是在框剪，框筒結構中，對6度及其以下烈度區的、類場地，框架柱只擔當水平風載的一小部分，如按一般偏壓柱計算，誤差較小。此時異形柱可用等剛度等面積代換成矩形柱后由程序進行整體分析。而在水平力較大，且水平力作用在非主軸方向，則翹曲應力不容忽視，按平截面假定誤差較大，則應對異形柱框架結構進行有限元分析，打算內力和配筋位置及大小。在進行內力計算和配筋計算時，宜選用帶有異形柱計算功能的計算軟件。現在有一些軟件沒有異形柱截面形式，如要用它進行計算，要先進行等剛度等面積換算成矩形

4、柱，進行整體分析，得到雙向內力后再進行異形柱的截面設計，其工作量相當大，且截面設計的牢靠性不高。目前，國內可直接進行異形柱截面內力計算和截面設計的軟件有建研院的TAT、SATWE程序，廣東省建院的SS、SSW程序以及天津高校的鋼筋砼異形柱結構配筋計算程序CRSC.這些程序均用數值積分法進行正截面配筋設計，精確性較高，經過大量工程校算，能有效地滿意結構平安性要求。(2)軸壓比掌握對框架結構，框-剪結構，柱的延性對于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起著非常重要的作用，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，柱的側移延性比隨著軸壓比的增大而急劇下降。在高軸壓比狀況下，增加箍筋用量對提高

5、柱的延性作用已很小，因而軸壓比大小的掌握對柱的延性影響至關重要，特殊是異形柱結構剪力中心與截面形心不重合，剪應力使砼柱肢先于一般矩形壓剪構件消失裂縫，產生腹剪破壞，加上異形柱多屬短柱，這些導致異形柱脆性明顯，使異形柱的延性普遍低于矩形柱，因而對異形柱的軸壓比要嚴格掌握。在廣東規程中，其軸壓比按砼設計規范中的要求削減0.05，但其適用高度較低，一般為35 m.當高層建筑的高度進一步加大時，其水平力的影響會愈來愈顯著，對結構的延性要求也愈高。由天津高校土木系對異形柱延性資料可知，影響異形柱延性的因素比一般柱要簡單，且不同的柱截面形式，如L型、T型、十字型，在相同水平側移下，其延性性能也有較大差異，

6、因而，軸壓比掌握應參考天津規程。但天津規程的掌握過于繁鎖，在結構計算中，柱的縱筋與箍面的直徑還沒有設定，因而箍筋間距與縱筋直徑的比值還無法確定。為在實際工作中便于使用，可按不同的截面形式(L、T、十字型)與不同的抗震等級兩項指標從嚴掌握，對低烈度地區的這類結構是能夠滿意其延性要求的。(3)配筋構造在正確的結構選型及計算后，截面內鋼筋的構造也是保證異形柱受力性能的重要因素。由于異形柱截面的特點，柱肢端部會消失較大應力，加上梁作用于柱肢上應力的不勻稱，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。離端部厚度范圍內設214的構造縱筋，箍筋同柱，這樣可限制柱肢的砼裂縫的開展，提高異形柱局部抗壓抗剪強度及變形力量。柱上的箍筋不僅能抗剪，也可約束砼變形，增大其延性。異形柱由于不易形成多肢復合箍，因而其配筋率只能由加大箍筋直徑和加密間距來實現。相同配箍率下，箍筋直徑大，其延性指標好，因而箍筋且用8、 10，其間距可比一般柱箍筋間距小。總之，短