摘要：通過理論和有限元分析，對判別系數(shù)ζ的物理意義、ζ 對墻肢彎矩反彎點(diǎn)的影響和短肢剪力墻判別系數(shù)限值[ζ ]等問題進(jìn)行了探討，得到了在α < 10時(shí)墻肢彎矩的反彎點(diǎn)個(gè)數(shù)基本不隨ζ 變化的結(jié)論，并通過結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移及其梯度與ζ 的變化關(guān)系得到了短肢剪力

　　墻的系數(shù)限值[ζ ]及相應(yīng)的最小肢高厚比。

　　關(guān)鍵詞：剪力墻;設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)概念

　　Abstract: This paper through the theory and finite element analysis, discussed the physical meaning of discriminant coefficient ζ, ζ wall limb moment of inflection point and short shear wall discriminant coefficient limits [ζ], obtained in α <10 wall limb moment of the inflection point the number of basic conclusions with ζ changes, and by the structure of the vertex lateral displacement and its gradient ζ variation coefficient of the short leg walls limits [ζ] and minimum limb height to thickness ratio.

　　中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號：

　　我國多層、小高層住宅中的應(yīng)用日益廣泛，有關(guān)短肢剪力墻的研究也越來越多。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[1]規(guī)定短肢剪力墻是指墻肢的長度為其厚度5～8倍的剪力墻，因此，本文將針對這些問題進(jìn)行一些探討。

　　1 判別系數(shù)ζ的意義

　　α < 10， 為短肢剪力墻應(yīng)滿足判別式。公式中的α 為剪力墻的整體性系數(shù)，表示連梁與墻肢抗彎剛度的比值，α 越大，表明連梁對墻肢的約束越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)整體性越好 。肢強(qiáng)系數(shù)的定義為 。現(xiàn)以圖1所示的矩形截面雙肢剪力墻的組合截面來說明其物理意義。

　　圖中O 為組合截面的形心，1O 、2O 分別為兩墻肢的截面形心，I為組合截面的慣性矩，

　　是所有墻肢截面對組合截面形心O 的二次面積矩之和。對于判別系數(shù)ζ，有文獻(xiàn)將其定名為肢強(qiáng)系數(shù)，認(rèn)為ζ越小，墻肢越強(qiáng)，這對于墻肢截面為矩形或翼緣寬度固定的情況是成立的。但是同時(shí)影響墻肢強(qiáng)弱和ζ值的因素除了墻肢截面高度外，還有一個(gè)因素，就是翼緣寬度。翼緣寬度對ζ值和墻肢強(qiáng)弱都存在較大的影響。

　　以圖2所示墻肢T形和L形的短肢剪力墻組合截面為例，判別系數(shù)可表示為

　　圖 3a 和圖 3b 給出了在組合截面高度為 5m，墻厚為 0.2m時(shí)，按式(1)得到的 值和墻肢截面慣性矩在不同的墻肢截面高度下隨翼緣寬厚比的變化規(guī)律。由圖可知，當(dāng)墻肢截面高度一定時(shí)，隨著翼緣寬度的增加，系數(shù)ζ和墻肢截面慣性矩都隨之增大;而當(dāng)翼緣寬度一定時(shí)，隨著墻肢截面高度的增加，墻肢截面慣性矩隨之增大，系數(shù)ζ卻隨之減小。由此可見，ζ的取值，一方面主要由墻肢的強(qiáng)弱決定，另一方面又受到翼緣寬度一定程度的影響 。

　　此外，由圖 3a 和圖 3b 不難發(fā)現(xiàn)，墻肢截面高度越小，判別系數(shù)ζ和墻肢截面慣性矩隨翼緣寬度變化的趨勢逐漸平緩;ζ的變化范圍隨著翼緣寬度的加大越來越小，在墻肢為矩形截面時(shí)達(dá)到最大，為[0.75，1](全洞口時(shí)為1，無洞口時(shí)為0.75)。

　　2 ζ對墻肢反彎點(diǎn)的影響

　　很多的研究證明ζ對墻肢截面反彎點(diǎn)的影響，系數(shù)限值[ζ]是根據(jù)大部分樓層墻肢不出現(xiàn)反彎點(diǎn)的準(zhǔn)則確定了判別，作為區(qū)分小開口整體墻與壁式框架的依據(jù)。現(xiàn)對于α < 10的情況，比較缺少這方面文獻(xiàn)的深入的分析。是否α < 10和 α ≥ 10兩種情況下存在類似的規(guī)律[5]，即在α < 10時(shí)是否可通過墻肢反彎點(diǎn)個(gè)數(shù)的變化來確定判別系數(shù)限值[ζ]。

　　有限元分析采用 ANSYS10.0 進(jìn)行，為簡便地保證單元之間的協(xié)調(diào)工作，對墻肢和連梁都采用shell單元進(jìn)行模擬。對于不同跨高比的連梁，由于都放棄了一維線性單元的平均平截面假定，而使用二維的殼單元，故可以獲得更高的計(jì)算精度。

　　在不相同的荷載和不同的層數(shù)還有不同的α 及ζ的雙肢對稱剪力墻進(jìn)行彈性分析，以下舉例出均布荷載下8層雙肢對稱剪力墻的彎矩圖，如以下圖4所示，表2則顯示出不同的α 和ζ時(shí)的墻肢彎矩反彎點(diǎn)個(gè)數(shù)變化情況。從分析的結(jié)果可以看出，當(dāng)α < 10時(shí)，墻肢彎矩的反彎點(diǎn)個(gè)數(shù)幾乎不隨ζ的改變而改變;而當(dāng)α > 10時(shí)，墻肢彎矩的反彎點(diǎn)個(gè)數(shù)隨ζ的減小有明顯的減少。尤其是在均布荷載作用下，這一現(xiàn)象更加明顯此外，從圖中可知，隨著α 的增大和ζ的減小，墻肢彎矩反彎點(diǎn)的高度將不斷上移。

　　通過上述分析可得結(jié)論如下：

　　(1) 判別系數(shù)ζ主要由墻肢的墻弱決定，但是翼緣寬度對其也有一定程度的影響。在翼緣寬度固定時(shí)，用ζ比較墻肢的墻弱更加合理。

　　(2) 有限元分析表明，α < 10時(shí)墻肢彎矩反彎點(diǎn)個(gè)數(shù)隨ζ 的減小基本不變，因此不能像α ≥ 10時(shí)通過反彎點(diǎn)個(gè)數(shù)的變化來確定聯(lián)肢短肢剪力墻的判別系數(shù)限值[ ζ ]。

　　結(jié)束語：頂點(diǎn)的側(cè)移的大或小的變化梯度從綜合的表現(xiàn)了α和ζ 對結(jié)構(gòu)的影響，對此可以分析出結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移隨ζ 的變化情況，可以把頂點(diǎn)側(cè)移變化加劇時(shí)的ζ 定義為[ζ ]，確定作為短肢剪力墻判別系數(shù)限值的參考依據(jù)，得到確定的短肢剪力墻最小肢高度厚度比基本都在5～8之間，與“高規(guī)”關(guān)于短肢剪力墻的規(guī)定基本一致 。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]中華人民共和和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》

　　JGJ3-2010[S].

　　[2]程文瀼, 金向前, 吳志彬. 短肢剪力墻的設(shè)計(jì)與研究[J].建筑結(jié)

　　構(gòu)，2001,31(7)

　　[3]中國建筑科學(xué)研究院建筑結(jié)構(gòu)研究所.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).北京: 科

　　學(xué)出版社,1982