单向少墙结构在YJK中的实现

李高仰

魏琏的《论一向少墙高层钢筋混凝土结构的结构体系》一文中提到了单向少墙高层钢筋混凝土结构设计方法。该文主要研究在建筑住宅户型的创新时，出现在建筑一个方向剪力墙较多而在另一个方向剪力墙稀少的新型高层建筑结构，这类一向少墙结构的结构体系如何判别，其抗侧力如何传递，抗震安全性如何保证和验算设计方法等亟待解决。深圳市颁布了《一向少墙剪力墙结构抗震设计技术指引》（简称《指引》）明确了单向少墙结构的判断准则和设计方法。

按照深圳的指引和魏琏大师的文章单向少墙结构的抗侧构件由三部分构成（未特殊说明下面倾覆力矩、剪力均取值于嵌固端，且字母名称为YJK软件采用的，与《指引》略有不同）：

按照深圳《指引》表4.1判断单向少墙体系的依据为：

YJK软件同时给出了剪力比和倾覆力矩比，工程师在采用软件提供的数据进行判断时需根据实际情况选择《指引》或根据《高规》8.1.4条进行结构体系的判断，软件说明书仅供参考。需要说明的是目前软件版本3.X.X和2.X.X输出的是地震工况下的剪力比，倾覆力矩比是规定水平力下的，在即将发布的YJK4.0版本中会增加规定水平力下的剪力比值。

图一 某项目单向少墙体系示意图（图片来自深圳《指引》）

根据YJK软件计算参数中勾选“按边缘构件轮廓计算配筋”后，软件在wv02q.out文件中同时输出墙身、边缘构件承担的地震剪力、规定水平力下的倾覆弯矩等内容可以作为判断参照。例如判断X向是否为少墙方向时，Y向边缘构件承担的X剪力、倾覆力矩为梁柱框架，Y墙的X向剪力、倾覆力矩为扁柱框架部分。在软件中实现比较完整的单向少墙判断需以下3步实现：

1.        计算参数-构件设计信息-勾选面外梁下生成边缘构件暗柱（图二所示）。

2.        按边缘构件轮廓计算配筋（图二所示）。

3.        面外梁可按框架梁进行设计（图二所示）；主要按《指引》面外梁墙下暗柱与面外梁形成了“梁柱考虑”，本文按“可”处理。《指引》和规范并未给出面外梁的是否未框架梁，工程师可根据模型的实际情况来判断是否按框架梁设计。

需要注意的是图三红框的“剪力墙端柱面外剪力统计到框架部分”是否勾选对结果不起作用，因为软件默认按边缘构件的一部分统计在“梁柱框架”内。

图二

图三

对于确定单向少墙向结构体系、设计及具体的加强措施可参考魏琏大师的文章和深圳市颁布的《一向少墙剪力墙结构抗震设计技术指引》。

下面是一个项目的输出结果，该项目的嵌固端在地下室顶板，故我们采用第二层的数据按照深圳《指引》和《抗规》来判断一下结构体系。

Y墙X剪力为扁柱框架的剪力，边缘构件X剪力为梁柱框架剪力，那么按照深圳《指引》直接按Y墙X剪力为扁柱框架的剪力的比值就可以判断结构体系。表一中Y墙X剪力首层比值为0.0182小于0.1，按照《指引》表4.1判断为框架-剪力墙结构体系；同样Y向结构体系的判断因X墙Y向剪力为0.042小于0.1，按《指引》判断为框架-剪力墙结构体系设计，故按《指引》该结构体系是框架-剪力墙结构体系，可按《指引》的相关条文进行设计即可。

根据《高规》8.1.4条规定的倾覆弯矩比值来确定结构体系，根据表二X、Y向剪力墙力矩与边缘构件为剪力墙和梁柱框架（按《指引》定义）倾覆力矩比之和分别为96.6%和95.36%，按规范的判断方法该结构体系为剪力墙结构体。

表一：剪力比值

表二：倾覆力矩比值

参考文献：

1、《盈建科软件帮助文档》

2、深圳市《一向少墙剪力墙结构抗震设计技术指引》

3、魏琏《一向少墙的高层钢筋混凝土结构的结构体系研究》