芻議高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

李潤(rùn)祖

摘要：近年來，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平也逐漸提高，對(duì)居住條件和居住環(huán)境的要求也越來越高。傳統(tǒng)的建筑形式已經(jīng)不能滿足人們對(duì)住房空間和住房質(zhì)量的需求。隨著城市化進(jìn)程的加快，越來越多短肢結(jié)構(gòu)墻被應(yīng)用于城市高層建筑的設(shè)計(jì)和施工中。高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻通過對(duì)空間的合理布局，既滿足了人們對(duì)現(xiàn)在住房形式和住房環(huán)境的需求，同時(shí)也保障了建筑工程的整體質(zhì)量和美觀度。筆者通過對(duì)高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，以期提高我國高層建筑的整體設(shè)計(jì)水平和建筑工程的整體施工質(zhì)量，為人們提供一個(gè)良好舒適的住宅辦公環(huán)境。

關(guān)鍵詞：高層建筑；短肢結(jié)構(gòu)墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

前言

隨著生活水平的提高和住宅理念的革新，人們對(duì)建筑工程的空間、結(jié)構(gòu)和質(zhì)量提出了越來越高的要求。建筑工程師不斷將新型設(shè)計(jì)元素融入高層建筑工程的設(shè)計(jì)中，結(jié)合居民對(duì)建筑空間的需求，在原有建筑結(jié)構(gòu)墻的基礎(chǔ)上，利用結(jié)構(gòu)墻的固有框架，將新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻的設(shè)計(jì)和施工中。改變了傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計(jì)和施工模式，確保了建筑設(shè)計(jì)的合理性和安全性，節(jié)約了建筑工程的空間，使建筑工程的室內(nèi)空間規(guī)劃更加符合人們對(duì)現(xiàn)代建筑的審美需求。短肢結(jié)構(gòu)墻能夠保障結(jié)構(gòu)的位移和剛度，同時(shí)也使建筑空間更加合理方正，其被應(yīng)用于高層居民建筑施工中，是我國高層建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)相關(guān)概述

城市化進(jìn)程的加快，導(dǎo)致城市用地更加緊張。為了緩解城市的用地壓力，越來越多高層建筑被應(yīng)用于城市建筑工程施工中。短肢結(jié)構(gòu)墻在城市高層居民建筑中的應(yīng)用，既滿足了高層建筑的空間規(guī)劃需求，同時(shí)也與人們的現(xiàn)代化生活理念相契合。高層建筑中經(jīng)常應(yīng)用的短肢結(jié)構(gòu)涵蓋以下幾個(gè)方面：（1）短肢結(jié)構(gòu)墻和短肢結(jié)構(gòu)面的厚度和高度比例要控制在一定范圍內(nèi)。（2）高層建筑中的結(jié)構(gòu)墻種類相對(duì)較多。（3）當(dāng)短肢結(jié)構(gòu)墻的空間比例較大的時(shí)候，設(shè)計(jì)師要將一般結(jié)構(gòu)墻應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，與短肢結(jié)構(gòu)墻相結(jié)合，以提升高層居民建筑抵抗力。

將短肢結(jié)構(gòu)墻應(yīng)用于高層居民建筑中要符合相應(yīng)的建筑工程施工標(biāo)準(zhǔn)。首先，要重視結(jié)構(gòu)墻的抗震設(shè)計(jì)。確保短肢結(jié)構(gòu)墻所承擔(dān)的第一振型底部地震傾覆力矩不超過總底部的一半。其次，如果短肢墻的數(shù)量較少，短肢結(jié)構(gòu)墻的下限不能滿足底部地震傾覆力矩要求，設(shè)計(jì)人員要按照一般的結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合墻肢的實(shí)際情況，確定將其作為短肢結(jié)構(gòu)墻處理還是一般結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。

2 高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在高層居民建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況，遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。首先，設(shè)計(jì)人員要將建筑工程所有的結(jié)構(gòu)墻納入設(shè)計(jì)的范疇，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，將充足的長(zhǎng)肢結(jié)構(gòu)墻應(yīng)用到短肢結(jié)構(gòu)墻中，確保建筑工程整體設(shè)計(jì)的合理性。設(shè)計(jì)人員要根據(jù)短肢墻的變形特征，判定短肢墻的結(jié)構(gòu)，將其應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中。不同結(jié)構(gòu)的短肢墻設(shè)計(jì)也是不同的。如果短肢墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是異形柱，那么其為框剪結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)人員對(duì)短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要建立在標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量和計(jì)算的基礎(chǔ)上，然后對(duì)結(jié)構(gòu)墻的相關(guān)情況進(jìn)行確定，如果其結(jié)構(gòu)形式符合短肢結(jié)構(gòu)墻的設(shè)計(jì)要求，就可以采用短肢結(jié)構(gòu)墻的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行高層居民建筑的墻體規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

與傳統(tǒng)的建筑墻體設(shè)計(jì)不同，短肢結(jié)構(gòu)墻是以房間的間隔墻位置為基礎(chǔ)進(jìn)行的豎向構(gòu)件設(shè)計(jì)，短肢結(jié)構(gòu)墻一般被應(yīng)用于居民建筑房間的間隔墻交叉處，不會(huì)對(duì)居民建筑的整體規(guī)劃和性能產(chǎn)生影響。設(shè)計(jì)人員和施工人員要結(jié)合建筑工程的抗側(cè)力對(duì)短肢結(jié)構(gòu)墻的數(shù)量進(jìn)行確定，以保證短肢結(jié)構(gòu)墻的數(shù)量符合建筑工程的整體施工標(biāo)準(zhǔn)。如果短肢結(jié)構(gòu)墻的數(shù)量與實(shí)際的高層建筑工程施工要求不符，會(huì)導(dǎo)致短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)過柔或者過剛，對(duì)建筑整體質(zhì)量和性能產(chǎn)生影響。設(shè)計(jì)人員要對(duì)短肢結(jié)構(gòu)墻進(jìn)行合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)，確保其均衡性，避免地震引發(fā)的墻體變形。設(shè)計(jì)人員和施工人員要結(jié)合具體的工程施工情況，對(duì)短肢結(jié)構(gòu)墻進(jìn)行正確的處理，降低建筑工程施工中的安全隱患。

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，既要保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，也要滿足結(jié)構(gòu)平面的剛度要求。如果高層居民建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，可以對(duì)短肢結(jié)構(gòu)墻進(jìn)行合理的布局，將其設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)的交點(diǎn)處和邊緣處，以避免水平荷載情況的出現(xiàn)。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員也可以對(duì)墻肢厚度適當(dāng)?shù)膲M(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，避免墻肢突出現(xiàn)象，影響建筑的整體美觀度。設(shè)計(jì)人員也可以依據(jù)平面抗側(cè)剛度的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置中心剪力墻，以滿足抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)墻體強(qiáng)度和剛度的要求。

3 高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 控制短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比

將短肢結(jié)構(gòu)墻應(yīng)用于高層居民建筑工程施工中，要嚴(yán)格控制短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比。將短肢結(jié)構(gòu)墻應(yīng)用于高層居民建筑設(shè)計(jì)中，其會(huì)承受不同的負(fù)荷，如果設(shè)計(jì)負(fù)荷不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)被壓彎。如果為小偏壓負(fù)荷，短肢結(jié)構(gòu)墻的延性相對(duì)比較差。如果軸壓相對(duì)比較大，混凝土受壓的邊緣地方將會(huì)存在很高的應(yīng)力?；炷良s束力不足，無法承受高強(qiáng)度的應(yīng)力，將會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響建筑工程的質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員和施工人員都要結(jié)合建筑工程的具體情況，確保短肢結(jié)構(gòu)墻的延性符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并在設(shè)計(jì)過程中對(duì)其軸壓比進(jìn)行嚴(yán)格的控制，從根本上保障建筑工程的整體質(zhì)量。

3.2 提高短肢結(jié)構(gòu)墻的抗震性能

目前，建筑工程施工過程中對(duì)抗震性能的要求都相對(duì)比較高。高層建筑邊緣處的短肢結(jié)構(gòu)墻和建筑的角點(diǎn)處抗震能力都比較差。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候，很容易對(duì)短肢結(jié)構(gòu)墻和建筑角點(diǎn)處造成破壞，直接影響建筑工程的整體質(zhì)量，甚至引發(fā)結(jié)構(gòu)墻的變形或者出現(xiàn)墻肢裂縫等。

設(shè)計(jì)人員要結(jié)合建筑工程的具體情況，對(duì)高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻進(jìn)行設(shè)計(jì)。并采取相應(yīng)的措施，避免設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致的地震破壞。比如，設(shè)計(jì)人員可以通過降低短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)交點(diǎn)處的軸壓比，或者加大箍筋的配筋率，以提高其抗震能力，為人們營造一個(gè)安全穩(wěn)定的居住環(huán)境。

3.3 正確判定短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)內(nèi)梁屬性

設(shè)計(jì)人員要認(rèn)識(shí)到短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)內(nèi)梁設(shè)計(jì)的重要性，結(jié)合建筑工程的具體情況，依據(jù)墻開洞的跨高比例，對(duì)結(jié)構(gòu)墻進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)。連梁剛度直接影響了建筑的整體抗側(cè)移剛度，設(shè)計(jì)人員要針對(duì)建筑工程實(shí)際情況對(duì)截面進(jìn)行選擇，并對(duì)梁的設(shè)計(jì)和配筋進(jìn)行科學(xué)的布局，以提高建筑的整體抗震性能。墻開洞的跨高比例小于5，可以采用連梁的形式對(duì)內(nèi)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果墻開洞跨高比例大于5，使用框架梁進(jìn)行短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)內(nèi)梁設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員也可以通過降低墻肢的剛度，來確保整體結(jié)構(gòu)的安全性，使梁截面符合相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)計(jì)算

短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)在建筑工程施工中應(yīng)用比較普遍，計(jì)算方法比較多。既可以采用普通的分析方法，也可以采用空間桿一墻族分析方法或者三維桿一系薄壁柱空間分析方法。后者由于其計(jì)算結(jié)果的精確性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算中。高層居民建筑工程中連梁的耗能比較大。在對(duì)短肢結(jié)構(gòu)墻進(jìn)行計(jì)算的過程中，要降低連梁的內(nèi)力，避免對(duì)其剛度的降低。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合具體的建筑工程施工情況控制鹼區(qū)高度，并將梁端負(fù)彎矩鋼筋的塑性控制在70%左右，對(duì)短肢結(jié)構(gòu)墻延性進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)，在計(jì)算過程中要遵循強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)柱弱梁的原則。

4 結(jié)語

隨著高層建筑在城市建筑工程施工中的普及，短肢結(jié)構(gòu)墻已經(jīng)成為高層建筑工程施工過程中的重要組成部分。相關(guān)工程負(fù)責(zé)人要認(rèn)識(shí)到將短肢結(jié)構(gòu)墻應(yīng)用于高層建筑工程施工中，對(duì)提高建筑工程質(zhì)量和優(yōu)化建筑工程結(jié)構(gòu)的重要作用，結(jié)合建筑工程的具體施工情況，對(duì)短肢結(jié)構(gòu)墻進(jìn)行合理利用，以確保建筑的整體設(shè)計(jì)和施工效果，從根本上提升建筑工程的整體施工質(zhì)量和抗震性能，使建筑工程的空間布局和整體美觀度都符合現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。