探究短肢剪力墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

宋駿宇

【摘要】短肢剪力墻是高層結(jié)構(gòu)中較為常見的一種設(shè)計形式，對提高高層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性具有十分重要的作用。因此，在進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，要對短肢剪力墻給予合理、有效的應(yīng)用。本文探討了短肢剪力墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，以期提高高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效性。

【關(guān)鍵詞】短肢剪力墻；高層結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

1.前言

短肢剪力墻具有較好的穩(wěn)定性、整體性及剛性，并且具有抗風(fēng)及抗震能力強、剛度較好等優(yōu)勢，同時，短肢剪力墻的布置形式極為簡單，能夠較好的滿足高層建筑的室內(nèi)空間使用需求，因此，在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中獲得了較為廣泛的應(yīng)用。在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中對短肢剪力墻給予充分應(yīng)用，能夠提高高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性及有效性。

2.短肢剪力墻具有的主要特點

相比普通的剪力墻，短肢剪力墻的特點主要表現(xiàn)為以下幾方面：

首先，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的自重相對較小。短肢剪力墻抗側(cè)力的剛度小，所以受到地震的影響也比較弱，因地震產(chǎn)生的相關(guān)內(nèi)力作用也比較小。

其次，短肢剪力墻的平面布置、開洞尺寸比較靈活。由于短肢剪力墻具有平面布置、開洞尺寸比較靈活的特點，因此更能滿足高層建筑的功能要求[1]。將其有效應(yīng)用建筑中，除了能夠較好的發(fā)揮出建筑空間的觀感效果、利用率，還能進(jìn)一步提高門窗空間布置的自由度。

再次，通常情況下，短肢剪力墻的構(gòu)件主要是高剪力墻，其破壞形式主要為彎曲型的，連梁的跨高及跨度也相對較大，所以連梁也同樣呈現(xiàn)出彎曲型的破壞形式。這在一定程度上也表明短肢剪力墻具有較好的延性。近幾年來，隨著高層建筑數(shù)量的日漸增多，應(yīng)用短肢剪力墻的數(shù)量也呈日漸上升的趨勢。

3.高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

3.1墻肢設(shè)計

通常情況下，高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括墻肢以及連梁等兩種基本設(shè)計。在進(jìn)行墻肢截面設(shè)計的時候，在設(shè)計之前要對其進(jìn)行受剪及受彎計算、試驗，并對正截面的偏心受壓、受拉及其局部受壓的承載力程度實施科學(xué)、詳細(xì)的計算，才能不斷提高短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)性能。此外，在設(shè)計的過程中，還要以滿足短肢剪力墻最小的配筋率為基本前提，要確保短肢剪力墻的相關(guān)結(jié)構(gòu)能夠較好的達(dá)到墻肢的鋼筋受力要求，就要利用截面的抗剪能力對墻肢的鋼筋分布進(jìn)行計算，才能達(dá)到提高短肢剪力墻受力能力的目的。

3.2連梁設(shè)計

在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，連梁設(shè)計會對相關(guān)短肢剪力墻的力學(xué)性能產(chǎn)生較大的影響 ，這主要由于高層結(jié)構(gòu)的各墻肢均是通過連梁連接來進(jìn)行工作的，連梁除了對墻肢約束產(chǎn)生影響以外，對高層結(jié)構(gòu)的抗震性也產(chǎn)生著極大的影響。因此，在進(jìn)行連梁設(shè)計的時候，倘若連梁跨高在5以上，就要以框架梁為根據(jù)進(jìn)行連梁的具體計算；倘若連梁跨高在5以下，則要根據(jù)連梁實際情況進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計[2]。在連梁設(shè)計的過程中，如果發(fā)生破壞之前出現(xiàn)連梁剪切受損的情況，應(yīng)根據(jù)斜截面的受剪情況來進(jìn)行計算，這樣才能達(dá)到強剪弱彎的目的。

此外，如果在計算內(nèi)力時就進(jìn)行了連梁剛度的折減，那么調(diào)幅范圍就要進(jìn)行一定限制，或不對其實施調(diào)幅，這有這樣，才能有效避免使用短肢剪力墻的時候出現(xiàn)過多的問題。如果降低了部分連梁設(shè)計的值，就需要對其余設(shè)計部位的值進(jìn)行合理提高，才能確保設(shè)計的合理性及有效性。

3.3配筋構(gòu)造設(shè)計

在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對短肢剪力墻進(jìn)行設(shè)計的時候，要提高配筋的質(zhì)量，除了要以結(jié)構(gòu)計算的結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行配置以外，還要根據(jù)設(shè)計的具體構(gòu)造進(jìn)行配置。在進(jìn)行短肢剪力墻配筋構(gòu)造設(shè)計時，和普通的剪力墻一樣，短肢剪力墻的配筋構(gòu)造設(shè)計也要充分考慮邊緣構(gòu)件配筋的具體要求，才能提高配筋構(gòu)造設(shè)計的總體質(zhì)量。有研究顯示，角點處的墻肢、平面的外邊緣以及連梁都是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震的薄弱環(huán)節(jié)，因此要進(jìn)行科學(xué)、合理的抗震設(shè)計，才能提高短肢剪力墻的整體質(zhì)量[3]。

4.短肢剪力墻設(shè)計時需要注意的問題

4.1對軸壓比進(jìn)行有效控制

在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，對軸壓比控制的程度應(yīng)高于普通的剪力墻，尤其是端柱以及無翼緣等短肢剪力墻，為使短肢剪力墻具有較高的延性，設(shè)計過程中應(yīng)對其相關(guān)短肢剪力墻軸壓比實施嚴(yán)格的控制，并避免超出軸壓比相關(guān)限值短肢剪力墻的出現(xiàn)，同時對短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行合理布置，才能降低局部短肢剪力墻軸壓比太大的幾率[4]。

4.2連梁剛度設(shè)置

在進(jìn)行短肢剪力墻模型數(shù)值的模擬計算時，要以相連墻肢的抗震力以及連梁所在的位置為依據(jù)，對連梁提供給高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)剛度貢獻(xiàn)進(jìn)行合理判斷，對連梁剛度的折減系數(shù)進(jìn)行有效設(shè)置，以確保該數(shù)值模擬的計算結(jié)果與具體結(jié)構(gòu)的實際受力、剛度情況等更為相符，更符合實際情況及相關(guān)需求，最終提高短肢剪力墻設(shè)計的經(jīng)濟性及合理性。

4.3短肢剪力墻抗震設(shè)計

短肢剪力墻抗震設(shè)計是高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容，直接關(guān)系到高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體質(zhì)量。進(jìn)行布置短肢剪力墻的整體結(jié)構(gòu)體系時，不僅要遵守“強柱弱梁”、“ 強剪弱彎”等相關(guān)原則，還要對短肢剪力墻及其框架梁進(jìn)行合理、有效的布置，并避免一字型以及孤立等短肢剪力墻的出現(xiàn)，盡可能減少應(yīng)力集中、薄弱區(qū)域的出現(xiàn)，以確保短肢剪力墻的可靠性及整體性[5]。此外，高層建筑角點處、外邊緣短肢剪力墻墻肢主要部位構(gòu)件要適當(dāng)?shù)募訌?，才能保證短肢剪力墻質(zhì)量。

4.4框架梁以及連梁給予正確區(qū)分

進(jìn)行框架梁設(shè)計的時候，如果跨高的比在5之上，由于框架梁整體的抗側(cè)移的剛度受連梁剛度的影響較為明顯，所以要按連梁剛度進(jìn)行設(shè)計。此外，對框架梁及其連梁的截面選擇、配筋均合理、有效、準(zhǔn)確，并使其符合短肢剪力墻構(gòu)建的實際工作狀況，并對框架梁及其連梁進(jìn)行正確、有效的區(qū)分，才能提高短肢剪力墻的抗震性能。

結(jié) 語

短肢剪力墻是高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容之一，在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要想取得較好的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計效果，就要對短肢剪力墻的主要特點進(jìn)行有效把握，并對其設(shè)計工作給予高度重視，同時對軸壓比的控制、連梁剛度設(shè)置及短肢剪力墻抗震設(shè)計等問題給予重點關(guān)注，才能提高高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體水平。

參考文獻(xiàn)

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