浅析建筑结构中矮墙 短柱的抗震概念设计

亦 可看 出， 刚度 由弯 曲刚度 及剪切刚度 ｋ“ 其 并联” 组合 而成 ， 故此 当 较小时萁 刚度 主要 由剪切刚度 Ｋ 来体 现， 墙身 以受剪 变形 为主； 反之则因弯 曲刚度 Ｋ 很 大， ｈ 故可忽略其弯 曲变形， 因而抗剪 设计
成 为 抗 震 设 计 时需 要 把 握 的重 点 ． 另 外 ， 于 ＝ ｃｈ 对 Ｍ 木 ｗ耋２的 这 类 矮 墙 ， 其 剪 力 较 大 ． 此 抗 剪 因 故 设计也成为这类构件抗震概念设计 中的主要方向． １ ． 墙 效 应 和 矮 墙 的抗 震 概 念 设计 ３矮
１ ． 墙 的 变 形 及 受 力 性 能 ２矮 Ｖ三ｌｎＲ （． Ｌ ｂ ｌ ／ Ｅ Ｏ１ ］ 入 ２时 ； ５
而《 混凝土结构设计规范》 中的 １ ．４ ２ 高层建筑混凝 土结 构 １ ． 及《 ７— 矮墙 的变形 ８ 可看作是由弯曲变形 ８ 及剪切变形 ８ 组 成 （ 般 一 ．．— 环 境条件下 ． 其它诸 如轴 向变 形 、 温度 变形等 影响很 小 。 此不做 考 技术规程》 中的 ７２２ ３式则是对用剪跨 比 入量化矮墙 的方法作 了更 在 保守 的界定—— 即 ２５ ． 关于这一点 ． 笔者认为主要是 因各新版本 虑） 由虚公原理可知 ： ， 规范 、 规程 的修订时间上 的差异造成 的， 后两种规范 、 规程 的要求无 疑 ８＝ ／２ ＝Ｈｈ ）Ｅ ｂ ＝ ３ ｗ ＢＨ３ Ｅ Ｉ（／ｗ Ｔ ｗ ｗ／ ｂ １ Ｅ
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２１ 年第２ 期 ０１ ７
浅析建筑 结构 中矮 墙 短柱 的抗震概念设计
冯 成 志
（ 南 河
【 摘
新郑
４ １０ ） ５ １ ０
要】 在某些结构型式的结构设计 中， 有时可能会遇到 “ 墙或短柱”本文主要谈的是钢 筋砼 矮墙、 矮 （ 短柱） 的抗震设 计问题 ， 由于此类 而
１ 墙 的抗 震 设 计 ． 矮
１１ 墙 的 界 定 ．矮
在有墙 的结构 型式中 。一般 的砼 剪力墙 的受力 变形状态为弯 剪 而对 于前面所述 的两类矮墙 ． 在水 平地震作用下 的破坏形式 为剪 矮墙 的界 定 ， 一般有 以下 两种量化形 式 ： 一是用构 件的竖 向几何 型． 这一点很类似 于短柱 ）延性 较差 ， ， 属于脆性破 坏 。 被称为 “ 矮 尺 寸来 界定——即墙体总 高度 Ｈ 不是 层高 ） 总宽度 ｈ （ 即其 截 切破坏 （ （ 与 ｗ亦 。 面高度 ） 比值不大 于 ２的墙 （ 的 记作 Ｈｈ ＝２ ． ／ｗ ）这是一个相对概念 ， 并 墙效应 ” 不单单 因墙体 总高度的大小就一概 而论 ． 而是从 Ｈ与 ｈ ｗ的相对 比值 抗震 概念设计 中． 要注重构件 的延性设计 ． 而构 件的延性含截 面 在水平地震 来看 ．此类构件常出现在底框 一 抗震墙结构及层数较少 的裙房 上部收 延性和配筋延性两个方面 对于 以受剪为主的抗震矮墙 ． 由于“ 矮墙效应 ” 的存在 ． 常常采用降低剪压 比来改善其 延性 ， 进 的有墙结构 型式 中： 二是据 构件 的内力分布特点来 界定 ． 即剪跨 比 作用下 ． 这在相关规 范 、 规程 的有 入 大于 ２ 不 的墙 （ 记作 ＝ ｃ ｃ ｗ ） 此类构件常 出现在部分框 支 这也是较 为提高构件延性 最为有效 的手段 ． Ｍ ／ ＊ ２ ． ｖ ｈ 而靠单纯改变配筋方式很难使其延性得到较大程 度 抗震墙结构 中落地抗震墙的底部加强部位的框支层 内． 由于落地抗震 关条文 已作暗示 ： 《 墙 的底部加强部位在框支楼 层平面内侧向刚度的不均匀分 布． 墙体 吸 地 提 高 。对 有 震 组 合 下 的 剪 压 比 控 制 ， 建 筑 抗 震 设 计 规 范 》 Ｇ ５ ０ １２ ０ ） — 收较多的地震剪力而导致按 剪跨 比 公式计算时也 出现矮墙的情况 （ Ｂ ０ １－ ０ １ 中的 ６２９ ２式作了如下 限定 ：
构件在受力性能上的某些特殊性和局限性 ， 因此 在 结 构 设 计 时 要 特 别 重 视 。 【 关键词源自】 结构设计； 墙 矮 短柱； 抗震
对 于结构工程 中构件 的抗震设 计 ， 建筑 抗震设 计规 范》 《 （ Ｂ ０ １－ ０ １ 、混凝土结构设计规范＞ ＧＢ ０ １ — ０ ２ 及《 Ｇ ５ ０ ２ ０ ）《 １ ＞ ５ ０ ０ ２０ ） 高层建 （ 筑混凝土结构技术规程｝Ｊ Ｊ— ０ ２ 等相关规范 、 （Ｇ ３ ２０ ） 规程都有 一些基本 的设计要求 ． 但不同规范 、 程对此类 构件的一些具 体的界定还 不尽 规 相同 以下是笔者结合设计 中的体会来谈谈 矮墙及短柱的抗震概念设 计。
６： ／ ＝ Ｈｈ ） ｂ ＝ １Ｅ ｂ ｓ∈Ｈ Ｇ Ａ ３ （／ｗ厄 ｗ ３ ｄ ｗ ａ
８ ６＋ ｓ（ ３￣／ ｗ ＝ Ｂ８＝ ＋ １ Ｅ ｂ ）
更严格一些 。 毋庸 置疑 ． 控制剪 压 比是提高 矮墙延性的必要 手段 ． 但若仅从 上
述对剪压 比公式 中对截面的延性要求着手 ． 一味加大墙体截 面高度 可 能又要走入一个误 区——愈加大截面高度则“ 矮墙效应” 愈显著 ． 这也 不符合抗震概念设计思想 。 而对此类构件的抗震概念设计 主导思想则 是改“ 强抗 ” 弱抗” 设法脱离“ 为“ ． 矮墙效应” 的不利影响。 并且由于“ 矮 导致其延性较差 ． 故而将其作 为地震作用下 的主要耗能构 件 Ｅ、 别 为 材 料 （ ） 弹性 模 量 及 剪 变模 量 ， 砼 材 料 ， 般 有 墙效应 ” Ｇ分 砼 的 对 一 其 中： ｈ ， Ｈ、ｗ ｂ ｗ分别为墙体 的高度 、 截面高度及截面厚度 Ａ为截面面积 ， Ａ ｈ ＊ｗ； 为截面惯量 ， Ｉｂ ＊ｈ ２ 即 ＝ ｗｂ Ｉ 即 ＝ ｗ ｗ １ 为墙体高度 Ｈ与其截 面高度 ｈ ｗ之 比， ＝ Ｉ ｗ 即 Ｉｈ － ／ ∈为截面剪力分布不均匀 系数 ， 对矩形截面 Ｅ １ ＝． ２