【正文】 結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明新型剪力墻與普通剪力墻相比，在兩者有同樣側(cè)向剛度時，墻壁數(shù)減退 25%和自重減少 20%。不僅克服了普通剪力墻的二個主要明顯的缺點(diǎn)，并且有效地擴(kuò)大剪力墻結(jié)構(gòu)用途空間。 除了建筑便利以外，交錯排列的剪力墻還有其他好處。雖然每個剪力墻的剛度變形沿垂直的方向，當(dāng)毗鄰剪力墻在交錯排列地點(diǎn)受力時，整體結(jié)構(gòu)的總剛度變形沿垂直的方向。整體結(jié)構(gòu)變形基本上彎曲形式。以上分析表明，交錯排列的剪力墻和普通剪力墻相比有更強(qiáng)的整體剛度、較少的上面層位移 (減少大約 58%)和較少的相對樓層位移。在同一水平力之下，交錯排列剪力墻結(jié)構(gòu)能有效地減少梁和柱的內(nèi)力，并且在地震時提高結(jié)構(gòu)的性能。 新型剪力墻結(jié)構(gòu)工作 方法 在垂直力作用下，這個結(jié)構(gòu)作用和普通框架結(jié)構(gòu)一樣，剪力墻和柱一起抵抗垂直力。由于每個剪力墻的剛度大，并且變形小，柱的彎曲的變形和彎曲時間是非常小的。 在側(cè)向力作用下，結(jié)構(gòu)變形是一致的，從而它可能有效地改進(jìn)整體剛度，并且能更好的抵抗側(cè)向力。主要原因是剪力墻的特殊布置方法，可以解釋如下： 首先，側(cè)向剪切力傳遞方法是與傳統(tǒng)剪力墻不同。 側(cè)向剪切力通過墻壁下緣從剪力墻上緣轉(zhuǎn)移到下層樓板，然后通過下面樓板到下面樓層毗鄰剪力墻。 最后，側(cè)向剪切力轉(zhuǎn)移到基層剪力墻 和基礎(chǔ)。由此可知，側(cè)向剪切力傳遞方法是特別的，每個 9 樓板通過樓板和上層樓板傳遞側(cè)向剪切力。但在傳統(tǒng)剪力墻結(jié)構(gòu)中 ，每個樓板只傳遞自身的側(cè)向剪力。橫向剪切力通過剪力墻直接傳遞給基礎(chǔ)。 這個結(jié)構(gòu)充分利用板的大剛度來傳遞并且抵抗橫向剪力。雖然剪力墻底部排列不規(guī)則，但在整體結(jié)構(gòu)中，樓板有更大的剛度，它傳遞和抵抗從上到下的側(cè)向剪力，從地板中間漸近或從邊緣到中間的側(cè)向剪力。它相當(dāng)于空間整體結(jié)構(gòu)有了大側(cè)向剛度，它通過樓板連接被樓層和跨度隔開的所有剪力墻。在作者的文章中證明了在側(cè)向力作用下整體結(jié)構(gòu)將發(fā)生整體彎曲變形，而每個樓 層剪力墻將發(fā)生彎曲，不會發(fā)生局部彎曲。 圖1 結(jié) 構(gòu)形式圖2 剪 力墻的布置方法 第二，在交錯排列的剪力墻每個部分（如圖 2 所示），剪力墻沿對角線 adcb， cfed， ehgf， gjih 排列成四個 X 形 (如圖 2 所示 )。由于形成 X 對角線，剪力墻有大剛度和強(qiáng)度， X 對角線具有教大的剛度。 另外，邊柱和梁形成了具有教大側(cè)向剛度的支撐 `框架 ”。 因此，很大地增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體剛度。由于上述主要原因，這個結(jié)構(gòu)與普通剪力墻結(jié)構(gòu)相比，在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度方面有特殊的意義。它可以擴(kuò)大使用空間，并且減少材 料，在地震作用時減輕自重。并且，它可能提供更大的側(cè)向剛度，有益于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)側(cè)向能力。在作者的想法和本文例子的計算的結(jié)果表明這個結(jié)構(gòu)通過連接兩個剪力墻產(chǎn)生的側(cè)向剛度幾乎和整體剪力墻結(jié)構(gòu)相同 (比后者輕 )。 在大廈這個例子中的抗震分析和建筑措施 為了學(xué)習(xí)這個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的力學(xué)性能和抗震能力，交錯排列的剪力墻在結(jié)構(gòu)不使用內(nèi)縱墻的情況下將被用于大跨度結(jié)構(gòu)的橫墻。 例子。 有一個九層的混凝土建筑，是跨度剪力墻結(jié)構(gòu)，如上圖 3 所示。 這里，墻、柱、梁和樓板全部采用現(xiàn)澆。從 1 到 3 層使用厚度 t=240mm 的剪力墻，從 4 10 到 9 層使用厚度 t=200mm 剪力墻。 假如柱的寬度 b=500mm，高度 h=600mm。 假如梁的寬度 b=300mm，高度 h=700mm。 假設(shè)彈性模量 E= kN/㎡和G=10E7 kN/㎡。如上圖 3 (a) 所示（方案 Ⅰ ）， 8 度震區(qū)， 2 類地面附近，外縱墻被澆注框架中，并且橫墻是交錯排列的剪力墻。在分析反應(yīng)光譜方法分析墻板元素的基礎(chǔ)上，使用計算機(jī)程序 FWD 計算抗震的分析。為了比較，在上圖 3 (a)和(b)同時給出了其它的抗震的分析，分別顯示橫墻使用的整體墻 (方案 2)和聯(lián)肢墻 (方案 3)。 相關(guān)結(jié)果 在表 1 和表 2 中列出，地震作用力和位移全部從 SRSS 結(jié)果中采取。 圖3 墻 的布置 表一 周期 T(s),頂點(diǎn)位移 △ (cm),底部剪力 V(KN) 墻的布置 T1 T2 T3 △ V G VG?? 方案 Ⅰ 56610 方案 Ⅱ 67500 方案 Ⅲ 60660 表二 各層位移 層號 方案 Ⅰ 方案 Ⅱ 方案 Ⅲ 9 8 7 6 5 4 11 3 2 1 由上面的結(jié)果可知 ，這個結(jié)構(gòu)還得經(jīng)受檢驗(yàn)，首先，大廈跨度從 (方案 2,3)增加到 2= (方案 1)。在自重減少 10890kN 的同時增加房屋的使用面積，而且荷載減少了 2093kN，并且保護(hù)了剪力墻的混凝土 (40%和方案 2 比較或大約25%和方案 3 比較 )。由于這樣布置的剪力墻的結(jié)構(gòu)剛度是一樣的，和方案 3 和方案2 相比整體側(cè)向剛度增加很多，然而，自重的減少導(dǎo)致了地震力地減少，使底部剪力系數(shù) a 從 (計劃 2) 降低到 ，因此它有可能解決普通剪力墻結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移變化小的問題 (計劃 1 比計劃 2 僅增加 cm)，例如更大的底部剪力系數(shù)。 和聯(lián)肢墻相比 (計劃 3)，這個結(jié)構(gòu)的上層側(cè)向剛度位移明顯增加了 ，大約是聯(lián)肢墻的 45%（ ? =）。然而，混凝土用量和自重比連接墻減少了 25%。這個結(jié)果表示，當(dāng)堅(jiān)固的剪力墻有小裂縫時，會具有大剛度、大自重和地震力，此新型結(jié)構(gòu)可以調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度和減少自重或地震力，美中不足的是在設(shè)計時限制了部分剪力墻和梁。 . 在這個結(jié)構(gòu)中，因?yàn)榧袅υ诿總€樓層是間斷的，所以側(cè)向剪切應(yīng)力是不可能直接地通過板傳遞到底部。 由于有 較大剪切力傳遞到底部板，因此，一層板應(yīng)該具有更大的強(qiáng)度和剛度來傳遞剪切力 . 一般來說，采用現(xiàn)澆板。板的混凝土強(qiáng)度不得低于比 C20。板的厚度不應(yīng)該少于 180mm，特別是底層應(yīng)鋪設(shè) ф8 @200的雙向鋼筋。在剪力墻和板的連接處應(yīng)加大強(qiáng)度。為了保證墻和板之間的抗剪強(qiáng)度，根據(jù)與計算長度有關(guān)的規(guī)范，斜桿應(yīng)具有一定的錨固長度。而且，在剪力墻上下連接處應(yīng)力十分復(fù)雜以至于剪力墻很容易出現(xiàn)斜裂縫從而造成剪切破壞。所以除了暗柱和連梁以外，在剪力墻的連接處應(yīng)設(shè)置斜桿來保證連接處的強(qiáng)度和剛度。 . 在墻上下相交處必須使用內(nèi)圓角措施。 其它抗震的措施的使用應(yīng)與剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震規(guī)范相一致。 總述： 12 從上述分析和研究，得到以下結(jié)論： 1) 和傳統(tǒng)剪力墻結(jié)構(gòu)相比，交錯排列剪力墻結(jié)構(gòu)有許多好處，例如提供更大的空間和側(cè)向剛度，減少自重和地震力和保護(hù)建筑材料。 因此，這個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有教好經(jīng)濟(jì)效益。 2) 結(jié)構(gòu)剛度和變形是一致的，從而它可以有效地改進(jìn)整體剛度，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)完全彎曲狀態(tài)，增加對水平作用的抵抗力和延展性。 3) 這個結(jié)構(gòu)可以減少剪力墻結(jié)構(gòu)的底部剪力系數(shù)，從而可以解決許多問題，例如大空間和側(cè)向剛度以及可以增大底部剪力系數(shù)的地震力。 在設(shè)計 時是一個調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度的高效率的方法。 4) 在沒有內(nèi)縱墻、十字型剪力墻和縱向框架結(jié)構(gòu)以及不牢固的大空間剪力墻結(jié)構(gòu)時，這個結(jié)構(gòu)可以用于大空間剪力墻結(jié)構(gòu)的縱墻，因?yàn)樗梢蕴峁└蟮目臻g和減少結(jié)構(gòu)自重和地震力，無需減少剛度，有益于任何框架的剪力墻或整體結(jié)構(gòu)。 5) 這個結(jié)構(gòu)可以用于非地震地區(qū)并且有教大的作用，因?yàn)樗谟邢嗤瑪?shù)量剪力墻的情況下，和普通的剪力墻結(jié)構(gòu)相比，可以提供更大的側(cè)向剛度。 這樣，對抵抗風(fēng)荷載有教大的作用 。在采用抗震設(shè)計和建筑措施的情況下，可以用于 7 或 8級震區(qū) 6) 交錯剪力墻結(jié)構(gòu)在外國工程中 被應(yīng)用并有很好的作用。 但是，它只用于單間距結(jié)構(gòu)。在本文提出了交錯排列剪力墻結(jié)構(gòu)可以用于多間距結(jié)構(gòu)，和前者相比剛度能更好的沿垂直方向發(fā)生變形。 這個新型高層建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)需要進(jìn)一步的研究，特別是需要由模型實(shí)驗(yàn)和工程學(xué)實(shí)踐檢查。