土木吧丨带端柱的剪力墙如何建模？

lyyfish111 2018-10-01

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带端柱的剪力墙如何建模？很多人将端柱采用框架柱建模，其实，很多情况下，这样建模计算结果并不太合理。

原因如下：

1. 带端柱的剪力墙不是剪力墙与柱的简单叠加，程序中对柱墙采用直接叠加的计算处理方法，常使设计者混淆端柱与框架柱的本质区别。端柱不是柱而是墙，应强调端柱与墙的整体概念。柱墙直接叠加的等效处理方法可作为设计的辅助计算方法，而不应作为首先推荐的方法。采用柱墙直接叠加的计算模型，常造成计算结果的混乱：

1) 柱墙直接叠加时，柱端（杆元两端）与墙角部节点（墙单元节点）无法直接连接，程序处理上需要引入罚单元（就是在柱端和墙角部节点之间引入一根水平向的虚拟梁），而罚单元刚度的大小直接影响结构计算的准确性，目前情况下，程序尚无法根据工程具体情况合理取用罚单元的刚度，造成带端柱剪力墙计算结果不合理，严重时超筋超限普遍。

2）结构计算中也难以考虑下图所示的压应力扩散的作用，由于柱和墙各自采用不同的计算假定，采用罚单元连接的柱、墙分离式计算，常导致同一结构构件内端柱与墙肢的计算压应力差异很大。当不考虑结构构件的轴向变形时，往往夸大了柱子承受竖向荷载的能力，造成柱墙轴力的绝大部分由端柱承担，而剪力墙只承担其中的很小部分，端柱配筋过大，计算不合理；而当过多地考虑结构构件的轴向变形时，又常常造成剪力墙墙肢承担的压应力水平高于端柱，计算结果也不合理。

钢筋混凝土对竖向荷载的扩散

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3）程序采用墙＋柱的输入模式，会出现端柱的抗震等级同框架的情况（这个问题很容易被忽视）。而在框架-剪力墙结构中，框架的抗震等级一般不会高于剪力墙的抗震等级，会出现偏不安全的情况，应人工修改端柱的抗震等级，使其同剪力墙。

2. 建议优先考虑采用墙＋墙的 T 字墙计算模型，就是将端柱（柱宽 bc，柱高hc ）按T 形截面的翼缘墙肢输入（墙肢的 bw1＝hc， hw2 =bc）。

3. 当采用墙柱计算模型的计算结果明显不合理时，为消除罚单元设置不当造成的影响，也可按以下方法进行比较计算，取合理结果设计：

1) 在端柱与墙之间开计算洞（洞口可取500mm× 800mm ），形成柱＋刚性梁墙的计算模型，刚性梁宽度同墙厚，截面高度可取层高-800;

2）采用等效墙厚法计算，墙长为（hc 十 hw），按墙截面面积相等的原则将有端柱剪力墙等效为矩形截面剪力墙，墙的等效截面厚度 b'w ，按等效厚度剪力墙验算平面外稳定，此时，由于对端柱的有利作用（端柱对墙肢平面外稳定的有利影响）考虑略有不足，其结果是偏于安全的。必要时还可以考虑实际端柱截面对墙肢稳定的有利影响，采用手算复核。