淺談高層建筑結(jié)構(gòu)短肢剪力墻設(shè)計要點

劉劍武

摘要：短肢剪力墻是剪力墻結(jié)構(gòu)中一種比較特殊的結(jié)構(gòu)，其有著抗震性強、造價低和空間廣的特點。文章以小高層建筑結(jié)構(gòu)中短肢剪力墻的設(shè)計要點進行分析，提出了短肢剪力墻在設(shè)計過程中注意的事項和問題，希望可以提高短肢剪力墻的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：小高層;建筑結(jié)構(gòu);短肢剪力墻;設(shè)計要點

引言

隨著人們生活水平的提高，人們對房屋建筑的要求越來越高，和傳統(tǒng)的普通框架結(jié)構(gòu)建筑物相比，現(xiàn)代建筑不僅可以滿足于人們對建筑物體美觀的要求，同時也可以滿足于人們對建筑物體的實用性要求。在傳統(tǒng)的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中受到分隔房屋空間的限制，很難滿足人們對房屋空間的需求，所以出現(xiàn)了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)型式。這種結(jié)構(gòu)型式解決了傳統(tǒng)的普通剪力結(jié)構(gòu)中的不足和問題，減少了施工的成本，所以，得到了很多建筑企業(yè)和用戶的喜愛和青睞，近年來在小高層建筑結(jié)構(gòu)中被廣泛的應(yīng)用。

1小高層建筑結(jié)構(gòu)中短肢剪力墻介紹

1.1建筑結(jié)構(gòu)中短肢剪力墻概念

《高層建筑混凝土架構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中提出了關(guān)于短肢剪力墻的相關(guān)要求。該規(guī)程中對短肢剪力墻的厚度、高度等其他方面的要求等進行了明確。例如：該規(guī)程中其厚度應(yīng)該在30厘米左右，肢截面的高度在與墻面的厚度進行對比時，其比值不會超過4-8。短肢剪力墻主要采用很多種模式對其進行布局和設(shè)計，如L字型、T字型、Z字型以及十字型。短肢剪力墻的不同使用情況或者規(guī)范中對于短肢剪力墻設(shè)計的要求中可以看出，短肢剪力墻承受的力具有明確的標準，即第一振型底部地震傾覆力矩芨結(jié)構(gòu)總底部的地震傾覆力矩12。在實際應(yīng)用中進行計算的時候，如果短肢剪力墻是以抗側(cè)立構(gòu)件承擔的傾覆力矩不低于結(jié)構(gòu)底部總傾覆力矩的30%時，這種短肢剪力墻的抗震性能會比較差，這樣建筑的高度設(shè)計就需要降低，比較適用于小高層建筑中。

1.2短肢剪力墻設(shè)計原則

（1）短肢剪力墻設(shè)計要均勻，以此來保障建筑物體的剛度和強度一致性，減少建筑物體在發(fā)生地震時出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形;（2）在結(jié)構(gòu)布置上要重視其靈活性和可調(diào)整性，并保障樓蓋支撐的易處理性;（3）在空間間隔墻的交接位置設(shè)置豎向構(gòu)件和間隔墻，以此來減少建筑物體空間和功能的矛盾，此外墻肢的數(shù)量也應(yīng)該控制在合理的范圍內(nèi);（4）墻肢的厚度要進行控制，不能太厚，這樣才可以減少墻肢超過間隔墻表面的厚度問題，滿足建筑的剛度和強度;（5）如果小高層建筑物體的形狀是不規(guī)則或者是水平荷載力比較大的時候，需要對短肢剪力墻進行布置時在平面各個邊緣位置和各個角點位置進行結(jié)構(gòu)的整體性加強，以此來滿足于結(jié)構(gòu)平面剛度的要求。

2短肢剪力墻的設(shè)計要點

2.1剪力墻洞設(shè)計要點

在設(shè)計剪力墻洞的時候，需要注意以下幾點要求（見表1）。

2.2抗震設(shè)計要點

文章在對小高層建筑結(jié)構(gòu)短肢剪力墻的墻洞開展有效的設(shè)計后還需要對抗震性進行設(shè)計，尤其是在抗震薄弱的位置要提高其抗震性。（1）為了能夠在不同的方向?qū)ι狭哼M行連接，其需要對短肢剪力墻墻肢豎向平面等進行有效的設(shè)計。這兩個方向上需要把短肢剪力墻聯(lián)系起來，以此來保障翼緣方向的一致性，短肢剪力墻也會減少出現(xiàn)一字排開的現(xiàn)象。（2）均勻布置短肢剪力墻，使各個墻軸能夠逐步縮小與應(yīng)力之間的差距。而在設(shè)計豎向短肢剪力墻時應(yīng)該對上下建筑墻肢提出更高的需求，特別是要保障上下的一致性。這種一致性能夠防止出現(xiàn)孔口發(fā)生錯位的現(xiàn)象，以此能夠形成抗側(cè)力，從而使得短肢剪力墻能夠發(fā)揮出自身的抗震性能。（3）對短肢剪力墻進行設(shè)計的時候，因其自身的抗側(cè)力剛度并不大，所以需要借助于核心筒來把其自身的長度進行提升，以此能夠保障墻體具有較強的抗震性、保障結(jié)構(gòu)具有較強的剛度，使得建筑結(jié)構(gòu)不在受到地震的影響，變形情況也不會再出現(xiàn)。（4）軸壓比出現(xiàn)不斷降低的趨勢，能夠保障墻肢的厚度或者配筋厚度達到標準范圍內(nèi)，抗震性能也不斷提升。

2.3加強設(shè)計要點

小高層建筑結(jié)構(gòu)短肢剪力墻設(shè)計作為小高層建筑施工設(shè)計的重點，在加強設(shè)計的過程中應(yīng)該注意以下幾點內(nèi)容：（1）地震傾覆力矩>50%。（2）調(diào)整和完善底部加強部位，對短肢剪力墻的剪力設(shè)計值予以重視，保障截面厚度能夠控制在2厘米。這樣就可以提高短肢剪力墻的穩(wěn)定性和堅固性。（3）為了能夠保障短肢剪力墻的延性，需要對一級抗震等級等進行延續(xù)，其短肢剪力墻的重力荷載為0.5左右;對于二級抗震等級，其短肢剪力墻的重力荷載為0.6左右;對于二級抗震等級，其短肢剪力墻的重力荷載為0.7左右。其重力荷載隨著抗震等級的級別增加而增加。但是針對于不同形狀的短肢剪力墻，其設(shè)計值具有不同的標準。即一字型的短肢剪力墻，其設(shè)計值都會控制在0.1左右。（4）加強對建筑抗震結(jié)構(gòu)塑性鉸位置的剪力墻，其應(yīng)該避開剪力墻和樓梯間的墻壁位置。此外，如果需要，還應(yīng)該把需要加強剪力墻的范圍進行擴大，加強部位的高度要控制在整體墻高的10%以內(nèi)。

3短肢剪力墻布置中需要注意的問題

首先，合理的設(shè)計短肢剪力墻可以滿足建筑功能和空間布局的各種需求，可以和建筑平面進行有效的結(jié)合，從而實現(xiàn)建筑的目的，并在其應(yīng)用的過程中根據(jù)小高層建筑不同剪力墻的布置來進行豎向構(gòu)件的設(shè)計，保障建筑功能可以得到很好發(fā)揮，避免結(jié)構(gòu)方式選擇和建筑功能布局之間的矛盾，對建筑結(jié)構(gòu)起到了重要作用，保障建筑結(jié)構(gòu)能夠具有較大的經(jīng)濟價值。其次，短肢剪力墻很容易出現(xiàn)反彎點，在對其結(jié)構(gòu)方案進行有效的布置或者對結(jié)構(gòu)方案進行計算時應(yīng)該予以重視，特別是在墻體的偏心受壓或者偏心受拉的過程中對其進行有效的計算。還需要對局部位置的受壓力情況進行驗算，為短肢剪力墻設(shè)計暗柱和端柱，這樣才可以滿足于其抗震承載能力的要求。另外，在對小高層建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，需要對短肢剪力墻的特點進行充分的考慮，并在設(shè)計的過程中，設(shè)計人員還要根據(jù)不同方案的情況來進行墻體的布置和調(diào)整，這樣才可以滿足于對空間的不同需求，這樣更好的實現(xiàn)支撐樓蓋。此外，和普通的剪力墻相比，在小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中短肢剪力墻的設(shè)置可以減少剪力墻的數(shù)量，并保障所有剪力墻的布置可以滿足小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對于抗側(cè)力或者豎向構(gòu)件所提出的各項需求，當短肢剪力墻的數(shù)量不斷減少時建筑結(jié)構(gòu)的抗震性就會產(chǎn)生較大的影響，短肢剪力墻盡量不設(shè)置在建筑平面兩端和外邊緣的位置上，這樣才可以在抗震驗算的過程中，地震的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)減少對剪力墻翹曲變形的影響。所以在設(shè)計時應(yīng)該對短肢剪力墻的墻體抗震構(gòu)造引起重視，在對局部的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行不斷的強化后，能夠使縱筋的配筋或者箍筋配筋的強度等不斷提升。然后通過調(diào)節(jié)建筑使用功能，以此來減少荷載。通過這些措施使得建筑結(jié)構(gòu)的承載力不斷提升。

4結(jié)束語

小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計需要重視短肢剪力墻的有效設(shè)計，其作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點，結(jié)構(gòu)工程師一直在對短肢剪力墻進行分析和研究。為了滿足小高層建筑空間和使用功能的需求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中應(yīng)用了短肢剪力墻，但是因為短肢剪力墻對建筑結(jié)構(gòu)抗震性的不利影響，所以要對短肢剪力墻的設(shè)計要點進行重點分析。

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