高層住宅建筑中短肢剪力墻體結(jié)構(gòu)體系

馬明君

摘要：短肢剪力墻在我國高層建筑中應(yīng)用日漸廣泛，其所具有的自身優(yōu)點為其他框架結(jié)構(gòu)所不具有。通過高層住宅建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化，則能夠進一步保證其應(yīng)用效果，能夠?qū)崿F(xiàn)人們對住宅空間美觀與靈活分隔的要求。

關(guān)鍵詞：高層住宅；建筑結(jié)構(gòu)；短肢剪力墻

一、短肢剪力墻的含義及特性

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，老百姓生活日趨富裕，對居住條件的需要也越來越高。從而也帶動了建筑行業(yè)的快速發(fā)展。對于建筑施工來講，建筑結(jié)構(gòu)的好壞決定著建筑質(zhì)量的高低。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系作為建筑結(jié)構(gòu)體系的一種，近年來在現(xiàn)代居民住宅區(qū)施工中被廣泛應(yīng)用，越來越受開發(fā)商和業(yè)主的青睞。這種建造結(jié)構(gòu)具有采光性好、節(jié)省占地面積、功能豐富和經(jīng)濟適用等優(yōu)勢，且能避免房屋露梁柱線腳，使室內(nèi)空間干凈整潔。

短肢剪力墻的主要特性有：

（1）與建筑平面形成常結(jié)合，布置豎向構(gòu)件時注意利用間隔墻的位置，使布置與使用功能不發(fā)生沖突矛盾。由于其橫截面積較薄，基本看不出間隔墻表面的突出部分，從而使大截面矩形柱占用使用面積，造成使用不便的問題得到了大的改善。

（2）對于墻的數(shù)量的要求沒有那么嚴(yán)格，可靈活掌握。且根據(jù)結(jié)構(gòu)受力的需要，墻肢的長度也可作調(diào)整。當(dāng)需要調(diào)整剛度大小，確定剛度中心位置時，只需要調(diào)整短肢剪力墻的尺寸即可。

（3）布置方案選擇的靈活性。在實際施工中，在樓蓋的選擇標(biāo)準(zhǔn)時，可采用肋形梁、大跨度平板樓蓋，比較容易符合支撐樓蓋要求。

（4）具有很好的隱蔽性，短肢墻力剪的連系梁位置處于間隔墻豎向平面內(nèi)，肉眼基本出不出來。

（5）可以根據(jù)抗面力和建筑平面的大小，對中心豎向交通區(qū)可處理成短肢剪力墻。以滿足其需要。

（6）因短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)使用會使剪力墻減少，改用了輕質(zhì)砌體，從而也加快了施工的速度。

（7）通過轉(zhuǎn)換層可以輕易的來處理上下部結(jié)構(gòu)的關(guān)系。例如：當(dāng)以下樓層建筑需要大空間要求。

二、高層住宅建筑中短肢剪力墻體結(jié)構(gòu)體系

1.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行施工，因此短肢剪力墻應(yīng)具有適宜的側(cè)向剛度，平面布置宜簡單、規(guī)，宜沿兩個主軸方向向其他方向雙面布置，兩個方向的側(cè)向剛度不宜相差過大?？拐鹪O(shè)計時，不應(yīng)采取僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置。宜自下到上連續(xù)布置，避免剛度突變。

2.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)定

（1）結(jié)構(gòu)布置。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的布置規(guī)則直接影響抗震效果、鋼筋的扭轉(zhuǎn)，周邊均勻、堆成、規(guī)則的實現(xiàn)。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的一般布置原則：所需短肢墻的數(shù)量沒有具體標(biāo)準(zhǔn)，在實際中滿足豎向荷載和抗側(cè)力較為適宜；短肢墻分布應(yīng)盡量均勻，其造成的軸向應(yīng)力不應(yīng)相差過大，當(dāng)發(fā)生地震、大風(fēng)或平面凹凸較多時，應(yīng)布置必要的短肢墻在平面外邊緣及角點處位置，特別是外凸部分，用以加強其整體性和滿足平面剛性的要求：各短肢墻應(yīng)盡量對齊、拉直，以便于和連梁一起構(gòu)成較規(guī)整、連續(xù)跨數(shù)較多的抗側(cè)力片，當(dāng)不能完全做到時也允許局部互相錯開，使連梁盡可能布置在墻肢的豎平面內(nèi)，連梁寬度一般宜與墻肢厚度相等；要注意控制墻肢厚度，厚度不能過厚，盡量不凸出間隔墻表面，但也不能太薄，影響施工質(zhì)量穩(wěn)定性和效率。應(yīng)采用200mm、250mm或300mm為宜；可以混合布置部分較長的墻或異形柱；在抗震設(shè)計中，地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩的50%。

（2）適用高度

對于普通高層建筑，短肢剪力墻體系最大適應(yīng)高度為：Ⅶ度抗震設(shè)計最大高度為100m，Ⅷ度（0.2g）為80m，Ⅷ度（0.3g）為60m，

當(dāng)進行B級高度高層建筑和9度抗震設(shè)計的A級高度的高層建筑施工時，不宜采取短肢剪力墻體系，因其結(jié)構(gòu)性能強度滿足不了其特高層建筑的抗震需要。

（3）軸壓比限值

剪力墻承受的軸壓力大小會對建筑質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。根據(jù)國內(nèi)外試驗結(jié)果顯示，當(dāng)剪力墻所承受的軸壓力較大會造成結(jié)構(gòu)延性較差，原因是因為剪力墻處在壓彎狀態(tài)，受壓區(qū)較高，故呈小偏心狀態(tài)。所以，要在結(jié)構(gòu)設(shè)計時注意軸壓比的限制，用以改善結(jié)構(gòu)的延性，在建筑實踐中，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要根據(jù)重力荷載、抗震等級等因素的不同，合理設(shè)置軸壓比值。

（4）肢厚比限值

肢厚比數(shù)值的過大或過小都會對結(jié)構(gòu)質(zhì)量產(chǎn)生影響。在實際中會造成結(jié)構(gòu)墻肢強度儲備不大、材料特性不能充分發(fā)揮、經(jīng)濟性差等缺點。所以應(yīng)綜合考慮肢厚比限值，根據(jù)實踐經(jīng)驗顯示：肢厚比為6.0～7.0的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)性能較好，同時具有一定的能量儲備，材料性能發(fā)揮較為充分。

3.短肢剪力墻的配筋計算

按照我國的配筋計算辦法的標(biāo)準(zhǔn)文件《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）的規(guī)范，當(dāng)墻厚小于或等于250mm時，應(yīng)采取的合適計算辦法為墻肢端部的暗柱面積Ae=1.5-2.0bw。但是出現(xiàn)不斷變化的新情況：由于建筑物的層數(shù)的增高，各墻肢厚度加厚，按上式計算辦法已經(jīng)不能很好的適用，會造成材料成本極大的浪費，與此同時還會造成暗柱主筋間距過大（>250mm）等不良情況。因此在設(shè)計實踐中，可以根據(jù)不同墻厚來合理調(diào)整取值范圍，當(dāng)bw<250mm時，Ae=1.5-2.0bw，當(dāng)bw>250mm時，取Ae=1.0-1.5bW0

4.短肢剪力墻的設(shè)計提議

根據(jù)研究結(jié)果顯示，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震的強度取決于建筑平面外邊緣及角點處的墻肢、底部外圍的小墻肢、連梁等部位。當(dāng)有發(fā)生鋼筋扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時，首先造成裂開的部位是建筑平面外邊緣及角點處，如果發(fā)生地震作用時，在強烈的震動下，高層短肢剪墻結(jié)構(gòu)將會整體彎曲變形，由于底部外圍的小墻肢以及由于豎向荷載的截面面積小承受外力較大，也會遭到嚴(yán)重破壞，尤其是“一”字形小墻肢破壞最嚴(yán)重；由于墻肢剛度相對較小，連梁受剪造成破壞的可能性在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中被無限放大。

三、結(jié)語

針對以上情況，在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要充分考慮影響設(shè)計的條件和因素，對這些薄弱和不易把握的環(huán)節(jié)，要加強設(shè)計的合理性研究和必要性措施完善，從而保障設(shè)計、施工效果。通過短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化，能夠進一步發(fā)揮其自身優(yōu)點，實現(xiàn)建筑質(zhì)量的提升與強化。