短肢剪力墙结构自振周期的能量变分解
34 结构自振周期及振型的实用计算方法
3.4结构自振周期及振型的实用计算方法3.4.1能量法能量法是根据体系在振动过程的能量守恒原理导出的，适用用求结构的基本频率此方法常用于求解以剪切型为主的框架结构1m nm )(1t x )(2t x )(t x n 设体系作自由振动，任一质点i 的位移：)sin()(εω+=t X t x i i 速度为)cos()(εωω+=t X t xi3.4.1能量法)cos()(εωω+=t X t x i ∑==ni i i X m T 122max21ω∑==ni iigXm U 1max21速度：当体系振动达到平衡位置时，体系变形位能为零，体系动能达到最大值T max当体系振动达到振幅最大值时，体系动能为零，位能达到最大值U max1m nm )(1t x )(2t x )(t x n )sin()(εω+=t X t x i i 位移：3.4.1能量法∑==ni iiXm T 122max21ω∑==ni ii gXm U 1max21∑∑===ni ii ni iiXm Xm g121ω根据能量守恒原理：T max ＝U max∑∑∑∑=======ni iini iini iini iiXG XG Xm gXm T 11211211222πωπ一般假定：将结构重力荷载当成水平荷载作用于质点上所得的结构弹性曲线为结构的基本振型3.4.2折算质量法（等效质量法）1m Nm 1x nx eqM mx 基本原理：将多质点体系用单质点体系代替。
使单质点体系的自振频率和原体系的基本频率相等或相近等效原则：两个体系的动能相等多质点体系的最大动能为∑==n i i i x m T 121max1)(21ω单质点体系的最大动能为21max2)(21m eq x M T ω=m x ---体系按第一振型振动时，相应于折算质点处的最大位移；nm x x =3.4.2折算质量法（等效质量法）∑==ni i i x m T 121max 1)(21ω21max2)(21m eq x M T ω=max2max 1T T =212m ni i eq x x m M i ∑==δωeq M 11=δπeq M T 21=δ---单位水平力作用下顶点位移。
浅析短肢剪力墙结构的设计要点
浅析短肢剪力墙结构的设计要点发表时间：2018-10-01T13:58:04.673Z 来源：《基层建设》2018年第23期作者：何昱[导读] 摘要：随着小高层住宅建设的发展，短肢剪力墙结构被广泛应用。
广东博意建筑设计院有限公司广东佛山 528312 摘要：随着小高层住宅建设的发展，短肢剪力墙结构被广泛应用。
本文浅析了短肢剪力墙结构的特点及结构布置，论述了抗震概念设计在短肢剪力墙结构设计中的体现。
关键词：短肢剪力墙；小高层建筑；结构布置；概念设计 1.引言短肢剪力墙是多肢墙中墙肢较弱的一种剪力墙，接近于框架。
作为剪力墙结构体系的分支，短肢剪力墙结构由于结构布置方面的灵活性和可调整性，使其各项技术经济指标均较一般剪力墙结构理想，因而在小高层住宅楼结构设计中已被广泛采用。
2.短肢剪力墙的定义（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）规定短肢剪力墙是截面厚度不大于300mm，各肢截面高度与厚度之比的最大值大于5但不大于8的剪力墙。
（2）高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构。
（3）短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构。
3.短肢剪力墙结构的必要条件抗震设计时，短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。
4.短肢剪力墙结构体系优点通常采用的短肢墙的截面形式有T形、L形、］形等，偶尔也采用十形和一形。
短肢剪力墙结构既保留了异形柱不凸出墙面的优点，又克服了异形柱框架抗震性能不理想等缺点，和一般剪力墙相比，这种结构体系的优点在于：（1）结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，可调整性大，基本上不与建筑使用功能发生矛盾。
（2）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。
（3）减少了剪力墙而代之以轻质砌体，结构自重相应减轻，从而减小结构整体刚度，增大振动周期，降低地震作用力。
7结构基本自振周期计算
Tb 1.6 b
框架结构可近似视为剪切型杆。
Ts 1.8 s
框架-抗震墙结构可近似视为剪弯型杆。
T 1.7 bs
本方法适用于质量及刚 度沿高度分布比较均匀 的任何体系结构。
补充：自振周期的经验公式
根据实测统计，忽略填充墙布置、质量分布差异等，初 步设计时可按下列公式估算
（1）高度低于25m且有较多的填充墙框架办公楼、旅馆的基本周期
T1 (0.04 ~ 0.05) N
（4）钢-钢筋混凝土混合结构
T1 (0.06 ~ 0.08) N
（5）高层钢结构
T1 (0.08 ~ 0.12) N
3.5结构的扭转地震效应
一、产生扭转地震反应的原因
两方面：建筑自身的原因和地震地面运动的原因。 m 1.建筑结构的偏心
主要原因：结构质量中心与刚度 中心不重合 质心：在水平地震作用下， 惯性力的合力中心 刚心：在水平地震作用下， 结构抗侧力的合力中心
4、8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构，9度时的高层建筑，应考虑 竖向地震作用。
3.8.1地震作用及计算方法
2、抗震计算方法的确定 1、高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度 分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构， 宜采用底部剪力法等简化方法。 2、除上述以外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。 3、特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑， 应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。
（1）竖向反应谱及竖向振动周期 竖向地震反应谱: 与水平地震反应谱的形状相差不大 竖向反应谱的加速度峰值约为水平反应谱的1/2至2/3。 可利用水平地震反应谱进行分析。
V 0.65 H
Ⅰ类场地的竖向和水平平均反应谱
剪力墙结构与短肢剪力墙结构分析比较
剪力墙结构与短肢剪力墙结构分析比较作者：高福生杨洪涛来源：《硅谷》2008年第14期[摘要]在试验资料与工程实践基础上，论述剪力墙结构与短肢剪力墙结构这两种结构形式的受力特点，并分析各自的结构计算、构造的相关问题。
[关键词]剪力墙短肢剪力墙软弱下卧层中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0720048－01一、剪力墙结构多年来剪力墙结构在住宅、公寓和旅馆应用非常广泛，其优点是刚度大，整体性好，在水平力作用下位移小，这种结构的竖向承重构件主要由钢筋混凝土墙体来承担,这种墙体有较强的抵抗风和地震作用传来的水平力(剪力)的能力，因而有更好的抗侧力能力,可建造层数较多的建筑。
随着市场竞争的日益激烈，原材料的上涨，经济性的要求也在不断的加强，其剪力墙的缺点也暴露出来：1．由于剪力墙结构抗侧力刚度较大，使得其结构自振周期变小，引起较大地震反应；从而上部结构配筋相应增加，这增加了造价。
2．由于钢筋混凝土墙体较多，使得建筑物自重增加，增加了基础的费用。
上部墙体均为双层双向配筋，增加了钢筋用量。
3．墙体间距的限制,空间灵活性较差。
4．由于墙肢较长，墙肢轴压力很小，无法充分发挥墙肢的承载能力。
5．剪力墙墙体多为构造配筋，配筋率较低，使得钢筋材料利用率很低。
二、短肢剪力墙结构为了克服以上缺点，我们可以采用短肢剪力墙结构。
短肢剪力墙常见的形状有“T”“L”“Z”“十”。
与一般的剪力墙体系相比，短肢剪力墙体系具有如下优点：1．充分利用墙肢的承载能力，避免传统剪力墙结构中墙体过长而通常为构造配筋的浪费。
2．减轻结构自重，降低主体结构和基础造价，尤其对于地基承载力较低的地区经济效益显著。
3．结构自振周期相对加大，弥补剪力墙体系抗侧刚度大，从而地震反应加大的缺点。
4．主体结构中大多数墙肢呈受弯工作状态，从而保证墙体具有足够的延性；同时大多数连梁的跨高比大于2.5，保证整体刚度的同时降低连梁的自身刚度，避免连梁的剪切破坏，使连梁也具有足够的延性，以此来弥补剪力墙体系延性的不足。
剪力墙结构的规范理解及短肢剪力墙判定
剪力墙结构的规范理解及短肢剪力墙判定摘要：剪力墙又称为抗风墙和结构墙，房屋或者构筑物中主要承受风荷载或者地震作用引起的水平荷载的墙体，防治结构剪切破坏。
本文根据笔者多年的工程经验，对剪力墙结构设计的一些心得跟大家分享一下。
关键词：剪力墙结构；规范；短肢剪力墙判定前言高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载，还要抵抗地震作用，在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，通常可以忽略；而在高层建筑中，水平荷载和地震力的作用将成为高层建筑剪力墙的控制因素。
随着建筑高度增加，位移增加最快，弯矩次之。
因此高层建筑设计不仅要有较大的承载能力，而且需要较大的抗侧刚度，以保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。
剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。
剪力墙结构承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。
其特点是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移小，并且由于没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置。
一、对于规范的理解(1)《高规》7.1.2条和7.13条是针对短肢剪力墙结构中的短肢剪力端和一般剪力墙提出的具体要求，对于一般剪力墙结构中的短肢剪力墙不执行本条规定：①从构件的概念解读规范，《高规》7. 1.2条注:短肢剪力墙是指墙肢截面高度(即水平截面的长度)与厚度（即水平截面的宽度）之比为5～8的剪力墙二般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。
②从结构的概念解读规范，《高规》7.1.2条称:短肢剪力墙较多时，形成舰肢剪力墙与简体（或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结些、构，称为较多短肚的剪力墙结构，俗称短肢剪力墙结构。
(2)高层建筑设计中，我们应合理进行抗侧力构件布局，剪力墙布置不宜过少，墙肢不宜过短，不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑，应采用短肢剪力墙与筒体(一般剪力墙)共同抵抗水平力的结构体系。
(3)采用较多短肢的剪力墙结构体系时，其最大适用高度要适当降低，Ⅶ度和Ⅷ度抗震设计时分别不应大100m和80m.根据抗震设计规范的精神，Ⅳ类场地上的结构，最大适用高度还应适当降低。
建筑短肢剪力墙结构设计
浅谈建筑短肢剪力墙结构设计摘要：短肢剪力墙结构作为一种新的住宅结构形式，是在原有剪力墙的基础上吸取框架结构的优点，有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重。
探讨短肢剪力墙结构的定义与特点优势及其设计要点。
关键词：短肢剪力墙；结构设计一.建筑短肢剪力墙结构的定义及特点短肢剪力墙是指墙的肢长与墙的厚度比为5/8的一种剪力墙结构，其有以下特点。
（一）满足建筑功能的需要墙肢与填充墙等厚，连接各墙的梁位于隔墙竖向平面内，避免框架结构中梁柱突出墙面的问题。
墙体采用轻质材料，符合墙体改革的方向。
虽然短肢墙构件增加了施工难度，但扩大了使用面积。
（二）满足结构设计的需要与常用的框架—抗震墙体系相比，框架—抗震墙体系具有受力明确、计算简单等优点，但其柱子截面大、梁柱外露，影响美观和使用，在平面复杂多变的情况下结构布置体系难趋合理，结构分析计算困难。
而短肢剪力墙体系，墙肢和梁可隐蔽，结构布置灵活，墙的数量和肢长根据抗侧力的需要而定，数量可多可少，肢长可长可短，还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置。
与常用的剪力墙体系相比，短肢剪力墙体系具有如下优点：充分利用墙肢的承载能力，避免传统剪力墙结构中墙体过长而通常为构造配筋的浪费。
减轻结构自重、降低主体结构和基础造价。
结构自振周期相对加大，弥补剪力墙体系抗侧刚度大，从而地震反应加大的缺点。
主体结构中大多数墙肢呈受弯工作状态，从而保证墙体具有足够的延性；同时大多数连梁的跨高比大于2.5，保证整体刚度的同时降低连梁的自身刚度，避免连梁的剪切破坏，使连梁也具有足够的延性。
以此来弥补剪力墙体系延性的不足。
二.建筑短肢剪力墙结构体系的布置原则（一）平面布置短肢剪力墙一般用在10层～25层之间，按“高规”分类属a级高度高层建筑。
平面布置应遵守的一般要求：宜使结构平面形状简单、规则’冈0度和承载力均匀；宜选用风荷载作用较小的平面形状；平面长度不应过长，突出部分不应过大；不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。
短肢剪力墙结构的抗震性能比较及应用研究
短肢剪力墙结构的抗震性能比较及应用研究摘要：文章结合一具体小高层住宅，将短肢剪力墙结构与框架-剪力墙结构的抗震性能进行对比，并进行结构在罕遇地震作用下的静力弹塑性分析，评价其抗震性能。
关键词：短肢剪力墙；结构设计；抗震性能1 结构的判别与布置文献[1]定义短肢剪力墙为墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙。
墙肢截面高厚比介于异型框架柱与一般剪力墙之间，仍属于剪力墙结构体系。
文献[2]对短肢剪力墙的定义及判别方法提出了一些不同的意见。
相对一般剪力墙而言，短肢剪力墙的承载能力、抗侧刚度均较小。
由于短肢剪力墙常常为联肢墙，在水平地震力作用下，一部分墙肢处于压、弯、剪，另一部分墙肢处于拉、弯、剪的复杂应力状态，易形成脆性剪切破坏，所以延性较差。
文献[1]明确指出不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑，一般是利用建筑电梯井或楼梯间等位置布置一般剪力墙(或筒体)，形成短肢剪力墙与一般剪力墙共同受力的结构体系。
如果楼层大面积连续布置短肢剪力墙而一般剪力墙布置不足时，可能出现当一般剪力墙破坏后，短肢墙没有足够的延性和承载力，会很快随之破坏从而导致整个结构失效。
所以在结构抗震设计时，一般剪力墙(或筒体)承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构底部总地震倾覆力矩的50％。
剪力墙结构仅能承受平面内作用力，平面外承载能力忽略不计，对于短肢剪力墙结构亦是如此。
因此，其应双向布置，形成翼缘墙肢与腹板墙肢共同受力的结构。
根据试验可知：有翼缘墙的短肢剪力墙延性系数比无翼缘墙大很多，说明有翼缘的短肢剪力墙在水平地震力作用至破坏时，其耗能能力较无翼缘短肢剪力墙好。
因此，高层建筑中宜避免采用“━”形短肢墙，应布置为“┣”、“┏”和“╋”等形式。
2 结构的抗震性能比较与分析2．1 结构概况某点式小高层住宅，主体结构为地上11层，层高2．9 m；半地下室，层高3．0 m。
室外地面至屋面檐口高度33．7 m。
本工程抗震设防类别为丙类，设计使用年限50年，抗震设防烈度为7°，设计基本地震加速度值为0．10g，第一组。
结合工程实例对商住楼短肢剪力墙结构设计分析
结合工程实例对商住楼短肢剪力墙的结构设计分析摘要：文结合某住宅楼主体结构实例。
介绍了短肢剪力墙结构设计的一般规定、受力特点、计算结果分析和主要技术措施。
并提出短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节及概念设计的一些看法。
关键词：高层建筑；短肢剪力墙；设计一、前言近年来，随着经济发展和生活水平的提高，人们对住宅，特别是高层住宅平面与空间的要求也越来越高。
若采用框架结构，往往因柱楞突出隔墙，妨碍美观，影响使用效果。
短肢剪力墙结构是指墙肢截面高度为厚度5—8倍的剪力墙结构，常用的有“t”字型“、l”型“、十”字型及少量的“一”字型。
和一般剪力墙相比，这种结构型式的优点在于：（1）墙肢较短，布置灵活，可调整性大。
容易满足建筑平面的要求。
（2）减少了剪力墙而代之以轻质砌体.结构白重相应减轻，从而减小结构整体刚度，增大振动周期，降低地震作用力。
（3）墙肢高宽比较大，延性较好，对抗震有利。
（4）连梁跨高比较大，以受弯破坏为主，地震作用下首先在弱连梁两端出现塑性铰，能起到很好的耗能作用。
（5）墙肢的承载力得到了较充分的发挥。
目前，《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3—2010已对短肢剪力墙结构的设计作出了规定。
2工程概况工程总建筑面积为1 06371.86m2，包括：住宅部分首层架空，转换层以上为24层、26层、27层住宅。
本工程设一层地下室和两层车库，地下一层局部设核六级人防及设备用房，平时用作停车库。
工程拟建场区土层自上而下依次为：人工填土层，厚度为0.60—8.10m：第四系全新统海漫滩沉积淤泥，厚度为0.90—14.50m：第四系晚更新统冲洪积层，分为粘土（厚度为0.80一8.10m）、淤泥质粉质粘土（厚度为0.60—6.70m）、砾砂层（厚度为0.80一20.40m）：第四系残积砂质粘性土，厚度为1.00—15.30m：震旦系混合岩，分为全风化（厚度为1.60—14.90m）、强风化、中风化、微风化。
地下水位埋深为0.10～1.60m。