高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

摘要：短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代高層建筑設(shè)計的主要類型之一，應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)可以提高建筑的美觀性，可以更好地滿足人們對建筑設(shè)計個性化的追求。短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)相對與普通結(jié)構(gòu)墻，具有較多的優(yōu)勢，其克服了普通墻結(jié)構(gòu)的缺點，可以保證建筑結(jié)構(gòu)的剛度，而且具有較高的靈活性，可以使建筑結(jié)構(gòu)的剛度、內(nèi)力以及荷載的分配更加合理。近年來，建筑行業(yè)的發(fā)展越來越快，建筑設(shè)計也開始趨于高層建筑，這促進了短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)的推廣以及發(fā)展，下面筆者對這種結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點進行簡單分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑;短肢結(jié)構(gòu);設(shè)計要點;意義

隨著人們生活水平以及審美眼光的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求，為了更好的滿足大眾的需求，建筑設(shè)計單位必須努力改進技術(shù)，還要增加建筑結(jié)構(gòu)種類的豐富性，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的個性化發(fā)展。普通的框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足人們對高層居民建筑質(zhì)量以及美觀性的要求，所以，建筑設(shè)計人員在普通結(jié)構(gòu)墻的基礎(chǔ)上，對其進行了優(yōu)化與改進，應(yīng)用了短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)以及異形柱框架結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)在應(yīng)用的過程中，收到了良好的效果，不但提高了高層居民建筑結(jié)構(gòu)的剛度，還降低了建筑結(jié)構(gòu)變形等質(zhì)量問題出現(xiàn)的概率。

一、短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點與意義

短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)，是在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)墻的基礎(chǔ)上，對其各項性能進行優(yōu)化，短肢結(jié)構(gòu)墻是一種外形特殊的墻體，其墻肢截面高度與厚度的比在5-8之間。由于短肢墻的長度有限，所以，在高層建筑結(jié)構(gòu)中，不能全部應(yīng)用短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu);當高層建筑設(shè)計中，短肢結(jié)構(gòu)墻數(shù)量比較多時，應(yīng)該采用布置筒體的方式對其進行優(yōu)化，在形成短肢結(jié)構(gòu)墻與筒體結(jié)構(gòu)一體化的結(jié)構(gòu)后，有效提高了建筑結(jié)構(gòu)承重能力以及抗變形能力。

短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)在應(yīng)用的過程中，為了提高該結(jié)構(gòu)的抗震性，必須對短肢墻受力進行準確的計算，設(shè)計人員要保證該結(jié)構(gòu)第一振型底部地震傾覆力矩不超過總底部地震傾覆力矩的一半。在高層居民建筑設(shè)計中，當短肢墻數(shù)量比較少時，要將短肢墻第一振型底部地震傾覆力矩控制在總底部地震傾覆力矩的15%-40%之間。如果建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對短肢墻結(jié)構(gòu)沒有下限要求時，設(shè)計人員可以靈活掌握短肢墻結(jié)構(gòu)的數(shù)量，對于高層居民建筑結(jié)構(gòu)中的小墻肢，可以看做普通結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)進行處理。

二、高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

1、細化短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)單元劃分

短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)是針對建筑全結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)，在高層居民建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不能只包括短肢墻結(jié)構(gòu)，其還需要包括長肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)。短肢墻可看做是異形柱，所以短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)具有框架結(jié)構(gòu)的一般特征，而且具有變形結(jié)構(gòu)的特殊性。為了提高高層居民建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，設(shè)計人員需要對短肢結(jié)構(gòu)墻模型進行單元細化。

在短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)中，設(shè)計人員可以采用薄壁桿元，由于短肢墻的模型比較符合薄壁桿元模型，所以，在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還對其單元進行細分，這樣可以防止短肢墻施工質(zhì)量問題的發(fā)生。

短肢墻：軸壓比（按結(jié)構(gòu)墻）、剛度（墻輸入、采用殼元或薄壁桿元）、配筋（按結(jié)構(gòu)墻）、構(gòu)造（按高規(guī)的短肢墻構(gòu)造）。

弱短肢結(jié)構(gòu)墻（截面高厚之比小于5的墻肢）：高規(guī)7.2.5條文規(guī)定了不宜采用墻肢截面高度與厚度之比小于為5的結(jié)構(gòu)墻;當其小于5時，其在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計值的軸壓比，抗震等級為一級（9度）、一級（7、8度）、二級、三級時分別不宜大于0.3、0.4、0.5和0.6。

短墻（截面高度之比不大于3的墻肢）：高規(guī)7.2.5條文和抗震規(guī)范6.4.9條文規(guī)定結(jié)構(gòu)墻的截面高度與厚度之比不大于3時，應(yīng)按柱的要求進行設(shè)計，底部加強部位縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于1.2%，其它部位不應(yīng)小于1.0%，箍筋應(yīng)沿全高加密。

2、結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)的壓力取值

墻身超厚主要是因為模板就位調(diào)整不認真，穿墻螺桿沒有全部穿齊、擰緊，模板斜撐加固不到位等造成的;混凝土墻體表面粘結(jié)是因模板清理不好，模板劑涂刷不勻、漏刷，以及拆模過早等造成的;漏漿的產(chǎn)生主要是因為模板拼裝時縫隙過大，固定措施不牢固，有時也與混凝土坍落度有關(guān);墻體爛根現(xiàn)象近年來有所減少，可能與重視程度有關(guān)，原因主要還是模板下口縫堵不嚴、固定不牢，施工縫處理不好、夾有雜物，澆筑混凝土時未按要求先澆一層10-100mm厚與墻體混凝土同等級的減石砂漿等。

設(shè)計計算時最關(guān)鍵的一點就是關(guān)于新澆筑混凝土對結(jié)構(gòu)墻模板最大側(cè)壓力的取值問題，計算時可根據(jù)以下兩式按較小值取值：

①F1=0.22γct0β1β2V1/2

②F2=γcH

其中，F(xiàn)1，F(xiàn)2—所澆筑混凝土對模板的最大側(cè)壓力

γc—混凝土重力密度取25KN/m3

t0—新澆混凝土的初凝時間（h），可采用t0=200/T+15（T為混凝土的溫度）

β1—外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2，本方案取1.2

β2—混凝土坍落度影響修正系數(shù)，≤30mm取0.85，50～90m

m取1.0，110～150取1.15

V—混凝土澆筑速度

然后，根據(jù)最大側(cè)壓力設(shè)計模板支撐體系。只有在保證整個模板體系穩(wěn)定的前提下，才有可能保證模板質(zhì)量。

要保證模板質(zhì)量，選材非常重要。有條件的話應(yīng)優(yōu)先選用組合鋼模板，因其通用性強、裝拆方便、周轉(zhuǎn)次數(shù)多，特別是其配有齊全的陰陽角模，對常見的結(jié)構(gòu)墻陰陽角部位漏漿有很好的預防作用，而且還可以加工成整體大模，有助于加快施工進度，是結(jié)構(gòu)墻配模的上佳之選。

采用膠合木模板相對于鋼模的周轉(zhuǎn)次數(shù)較少，但其一次性投資小，拼裝方便靈活，而且不受模數(shù)影響，可根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸任意鋸、拼，受到多數(shù)施工單位的青睞。不過，采用膠合木模在拼裝結(jié)構(gòu)墻板時在結(jié)構(gòu)的陰陽角部位因拼縫不嚴特別容易造成漏漿現(xiàn)象。為保證施工質(zhì)量，增加模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，節(jié)約成本，模板安裝前，應(yīng)先將模板上的浮漿清理干凈，刷好脫模劑（不允許在模板就位后刷脫模劑，防止污染鋼筋及混凝土接觸面），脫模劑要涂刷均勻，不得漏刷。

大部分施工單位過分考慮節(jié)約成本，因而使用周轉(zhuǎn)次數(shù)較多的舊模板，很多模板邊角都已破損，板面也不平，甚至起皮殘邊。還有所用方木扭曲，無法滿足使用要求等。這就要求施工單位在施工過程中嚴格選材，不合格的模板材料堅決不用。因此，要選用技術(shù)熟練、責任心強的工人施工。施工中應(yīng)加強對模板拼縫、對拉緊固、模板底口封堵、墻身模板斜頂及滿堂架拉接、體系加固等關(guān)鍵工序的監(jiān)督管理力度。

三、結(jié)語

近年來，民用建筑的發(fā)展方向逐漸趨于高層建筑類型，這符合我國現(xiàn)階段的國情，而且促進了建筑行業(yè)的長遠發(fā)展。在高層居民建筑中，多采用了短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化，而且克服了普通結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)的缺陷以及漏洞。應(yīng)用短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)對建筑構(gòu)件的合理布置，還可以節(jié)省建筑結(jié)構(gòu)的空間，有利于減輕高層建筑結(jié)構(gòu)的自重。短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)在高層居民建筑設(shè)計的應(yīng)用中，收到了較好的效果，而且受到了用戶與施工單位的一致好評。

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