翼墙及端柱在工程实践中的区分

摘要：现代建筑对室内空间的利用要求较高，剪力墙结构体系比较普遍。工程实践中翼墙及端柱的设置是比较容易产生岐义的。如何正确理解规范对翼墙及端柱定义，对工程安全及经济效益有极大的影响。文章以翼墙和端柱的区分以及工程实践中如何模拟受力为切入点，对规范内容的理解进行一次探讨。

关键词：翼墙;端柱;翼墙长度;端柱模型;边缘构件编号

Abstract: Modern architecture has higher demand to interior space use, shear wall structure system was more common. Engineering practice of wing wall and end column setting is relatively easy to generate lexical ambiguity. How to correctly understand the specification on the wing walls and end column definition was have great influence on the engineering safety and economic benefit. The wing walls and end column distinction and engineering practice how to simulate stress as the breakthrough point, to standardize the content understanding a study.

Key words: wing wall; end; wing wall length; end column model; edge member number

中图分类号；TU2文献标识码：A 文章编号：

剪力墙结构体系的翼墙和端柱在实际工程较为常见，而两者又比较容易混淆。行业规范没有明确规定相关的取值方法，参考书籍却有不同的理解。该如何清楚区分两者是困扰结构设计人员的一个常见问题。

要清楚知道翼墙和端柱的区别，首先明白翼墙是垂直主墙的墙，而端柱是在墙肢端部的柱，其实质是考虑了平面外刚度的墙肢端部。两者在受力方形及构造措施上有着明显的不同。墙和柱的计算模型是有差异的。墙的计算不包括平面外刚度，柱是要计算两个方向的刚度的。翼墙及端柱的准确判别在实际工程中有着重要的影响。

判断边缘构件是否端柱或翼墙时，首先要看平面尺寸是否满足规范的要求，若满足端柱边长大于两倍剪力墙墙厚时，为端柱；若不是则再看是否满足冀墙长度大于冀墙厚度的3倍，若是则为有冀缘墙；若两个条件均不满足则为无冀缘无端柱剪力墙；若两个条件均满足，则遵循先端柱后翼墙的原则。因为端柱对主墙肢平面外刚度有贡献，含有较多端柱时，有利于平面外方向其它墙柱合理受力，减小钢筋量，进一步满足工程经济性要求。

2010版《高层建筑混凝土结构技术规程》7.2.15 注2：剪力墙的翼墙长度小于翼墙厚度3倍或者端柱截面边长小于2倍墙厚时，视为无翼墙或无端柱。其中

对于“翼墙长度”的取值，规范中没有明确规定。工程实际设计中，对“翼墙长度”有两种理解。文献[1]第61页中明确提到：对于T型冀墙，翼墙长度为单侧翼缘长度（不包括主墙宽度bw）；对于L型冀墙，翼墙长度为整片翼缘长度（包括主墙宽度bw），如下图：

为何T型翼墙与L型翼墙的取值有如此大的差异?若T型翼墙只有一边翼缘长度满足要求该如何处理？是按T型翼墙还是L型翼墙设计？两种冀缘的取值过程有没有同共点？如此种种的疑问得不到权威的解答，往往使设计人员心里没有底气，不知图集规范之所以然。这种取值方法跟边缘构件范围的取值极为相似，但与剪力墙实际受力情况不相符，冀缘长度取值过于8保守。因工程实际中设计人员存疑较多，故不推荐此方法。而按照文献[2][3]中提及T型翼墙的翼缘长度应为两侧翼缘长度（包括主墙宽度bw）。这种理解在实际工程中较容易被肯定。翼墙长度取值示意如下图：

从剪力墙稳定及受力情况的角度去理解，这种取值比较合理。首先，稳定分析时，当翼墙墙肢长度大于3倍主墙厚度时，要考虑翼墙墙肢对主墙稳定计算的贡献；当翼墙墙肢长度小于3倍主墙厚度时，可认为翼墙墙肢对主墙稳定的影响可以忽略，主墙稳定计算时不考虑翼墙墙肢的存在。故从主墙稳定计算的角度分析，翼缘长度应该是与之垂直的翼墙墙肢的全部长度。其次，剪力墙受力的特点是不计算平面外刚度。当翼墙墙肢长度小于3倍翼墙厚度时，可认为是主墙的端柱[4]，当翼墙墙肢长度大于3倍翼墙厚度时，按剪力墙设计。由此可见，翼缘长度取与之垂直的翼墙墙肢的全部长度比较合理。

有翼缘剪力墙其实是两片剪力墙在各自平面内共同受力，只不过在稳定计算时互为支撑，故3倍墙厚中的“墙厚”应该取冀墙的厚度；有端柱剪力墙其实是一片剪力墙，其“边长要大于2倍墙厚”中的“墙厚”自然是主墙的厚度。剪力墙平面内无限刚，翼墙增加墙肢平面外刚度，对墙肢的约束程度与翼墙本身的长度有关。

工程实践当中，端柱及冀墙在模型中的实现各有不同。冀墙的模型只是两片墙元的输入，容易实现且计算结果合理。端柱的模型可分为墙+柱和墙+墙两类。墙+柱模型分别采用墙元模拟墙，柱模型模拟端柱。这种模型可以考虑带端柱墙的平面外刚度，但由于是不同计算单元模拟受力，而且两者之间的变形协调问题，往往造成计算结果怪异。墙+墙模型统一用墙元来模拟端柱及剪力墙，可用两种方法实现。第一种方法是在端柱范围内局部加厚剪力墙；第二种方法是端柱厚度与剪力墙厚度按各自长度加权平均后，按等效厚度输入剪力墙。墙+墙模型没有考虑端柱平面外刚度，其结果是偏于保守的。落地剪力墙，在地面以上是墙的话，地下最好按墙输入。若实际计算中，端柱承担的弯矩不足以改变结构形式及参数时，建议首先用墙+墙模型计算，再用墙+柱模型复核。端柱对结构形式及模型参数起到明显作用时，如框架剪力墙结构，在确定结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值时，以及框支剪力墙结构的框支框架，在

计算等效剪切刚度比时就要按墙+柱模型准确输入。

施工图设计阶段，常常会出现边缘构件称谓混乱的情况。若经平面尺寸及受力分析后，判断为有端柱或有冀缘边缘构件，就按照规范的相应要求设计；若判断为无端柱或无冀缘边缘构件，有些设计人员便会按暗柱的形式配置边缘构件筋钢。实际上正确的做法应该是按照暗柱方式确定边缘构件Lc的长度，其称谓及构造匀应按端柱及翼墙的要求来设计。因为2010版《高层建筑混凝土结构技术规程》7.2.15 注2只是说“按无翼墙、无端柱查表”，其意思是边缘构件对主墙的约束作用不强，故按保守设计，直接忽略边缘构件的作用，按暗柱约束边缘构件长度的大小来确定翼墙和柱端约束边缘构件长度的大小。故实际设计时，不可按暗柱边缘构件的编号和构造来设计冀墙及柱端边缘构件。

翼墙及端柱两者在平面尺寸和受力分析上都有明显的不同。从平面尺寸判别时，要遵循先端柱后翼墙的原则，避免同时满足两者平面尺寸要求而不能区别的情况。从受力分析判别时，要明确是否需计算平面外刚度，翼墙长度是否满足按柱截面计算要求。清楚区分翼墙及端柱后，在模型中要正确选择相应模型，尽量选择合理又经济的做法。当出现怪异结果时，可采用两种模型比较，选取保守做法。实际设计时应按各种边缘构件的类型，按照规范的构造要求对其进行编号，并按照保守的取值方法确定其截面大小。

【参考文献】：

[1] 中国建筑标准设计研究院，民用建筑工程设计常见问题分析及图示－结构专业. 北京：中国计划出版社，2006

[2] 朱炳寅，建筑抗震设计规范应用与分析(GB50011-2010). 北京：中国建筑工业出版社，2011

[3] 李国胜，混凝土结构设计禁忌及实例. 北京：中国建筑工业出版社，2007

[4] 徐培福，黄小坤.高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用. 北京：中国建筑工业出版社，2003