小高層建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

羅曉清

摘 要：在城市化過(guò)程中，小高層住宅建筑得以快速發(fā)展。在當(dāng)前小高層住宅建設(shè)過(guò)程中，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。文中從短肢剪力墻及其特點(diǎn)入手，對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行具體的分析，并進(jìn)一步對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：小高層建筑；短肢剪力墻，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)布置；構(gòu)造要求

前言

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)以其良好的穩(wěn)定性、較高的強(qiáng)度及布置的靈活性等特點(diǎn)在當(dāng)前建筑工程施工中得以廣泛的應(yīng)用，特別是在當(dāng)前小高層建筑中，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)更是受到廣泛的青睞。由于短肢剪力墻在結(jié)構(gòu)體系上具有自身的獨(dú)特性，因此對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，確保建筑穩(wěn)定性得以提升。

1 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的概況

1.1 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的定義

短肢剪力墻作為剪力墻結(jié)構(gòu)的一種，其墻肢截面的高度和厚度之間的比例在7左右，這類(lèi)剪力墻結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為短肢剪力墻。

1.2 必要條件

在短肢剪力墻在小高層建筑中進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要將抗震性能的設(shè)計(jì)作為必要條件。在建筑總體建筑中，底部地震傾覆力矩的百分之五十左右都屬于短肢剪力墻底中地震傾覆力矩，所以在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中需要將抗震性能作為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要條件。

1.3 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)范

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)需要嚴(yán)格依照相關(guān)的規(guī)范要求來(lái)進(jìn)行設(shè)施，一旦短肢剪力墻較小，則會(huì)導(dǎo)致其抗震性能不能與工程施工的要求相符，這就會(huì)導(dǎo)致在具體施工過(guò)程中，只能將短肢剪力墻結(jié)構(gòu)當(dāng)作普通剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，不能有效的發(fā)揮出短肢剪力墻的重要作用。

1.4 短肢剪力墻的優(yōu)點(diǎn)

（1）相對(duì)于普通剪力墻相比，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)較輕，在使用過(guò)程中有利于建筑荷載的降低，這對(duì)提高建筑抗震性能具有極其重要的作用。（2）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)較短，靈活性較強(qiáng)，這使其在工程施工過(guò)程中能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效的調(diào)整，為施工帶來(lái)許多便利。（3）短肢剪力墻自身的延性較好，而且墻肢具有較大的寬度和高度。（4）在建筑結(jié)構(gòu)中，一旦有受彎破壞力產(chǎn)生，短肢剪力墻能夠起到有效的耗能作用，可以有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)

（1）在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系施工過(guò)程中，需要利用間隔墻的公交車(chē)來(lái)對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件進(jìn)行布置，確保高層建筑能夠與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)緊密連接在一起，確保建筑結(jié)構(gòu)的使用功能能夠更好的發(fā)揮出來(lái)。（2）在實(shí)際施工過(guò)程中，需要根據(jù)工程實(shí)際情況來(lái)對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的位置、長(zhǎng)短以及數(shù)量進(jìn)行判斷，同時(shí)還要采取相應(yīng)的方法來(lái)對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，確保其能夠更好地滿足工程施工的實(shí)際要求。（3）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在布置上具有較好的靈活性，這就使工程施工方案更加多樣化，能夠更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑樓蓋進(jìn)行支撐處理。（4）利用短肢剪力墻，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的梁柱起到較好的隱蔽效果，這是普通剪力墻無(wú)法達(dá)到的。而且短肢剪力墻在應(yīng)用過(guò)程中，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性的提升具有非常顯著的效果。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是適應(yīng)建筑要求而形成的特殊剪力墻結(jié)構(gòu)，在對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其在計(jì)算模型、配筋方式和構(gòu)造要求上與普通剪力墻結(jié)構(gòu)均相同。利用TAT、TBSA來(lái)對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算更具有適合性，在具體計(jì)算模型中，多以桿件及薄壁桿件模型為主，而且梁柱為普通空間桿件，對(duì)墻單元非平面變形的影響進(jìn)行了重點(diǎn)考慮，將單元?jiǎng)偠染仃囆纬煽倓偠染仃嚂r(shí)則采用了矩陣位移法，對(duì)各種平面布置具有較好的適用性，具有較高的精度。但對(duì)于薄壁桿件模型在對(duì)結(jié)構(gòu)布置較為復(fù)雜的剪力墻進(jìn)行分析由于對(duì)剪切變形所帶來(lái)的影響沒(méi)有進(jìn)行考慮，從而會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)布置較為復(fù)雜的情況會(huì)使變形存在不協(xié)調(diào)的情況。

（2）當(dāng)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)有轉(zhuǎn)換層的情況下，則需要將電梯間、樓梯間、核心筒及一少部分剪力墻落地，相當(dāng)于剪力墻框支，其由受力面向受力點(diǎn)進(jìn)行過(guò)渡，這就使其在位移的連續(xù)和力的正確傳遞處理上無(wú)法利用薄壁桿件模型完成，通常需要優(yōu)先采用墻元模型軟件來(lái)對(duì)帶有轉(zhuǎn)換層的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。

4 結(jié)構(gòu)布置中需注意的問(wèn)題

相比于其他結(jié)構(gòu)而言，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能較差，這就需要在結(jié)構(gòu)布置時(shí)需要對(duì)抗震環(huán)節(jié)進(jìn)行加強(qiáng)，從而使其更好地滿足高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)要求。

（1）在對(duì)短肢剪力墻進(jìn)行布置時(shí)，需要確保做到均勻性，避免墻軸力應(yīng)力出現(xiàn)過(guò)大的差別。在對(duì)短肢剪力墻進(jìn)行豎向布置時(shí)，需要確保墻肢上下要對(duì)齊，具有較好的連續(xù)性，從而有效的避免洞口位置出現(xiàn)錯(cuò)位的情況。（2）在每道短肢剪力墻與梁進(jìn)行連接的問(wèn)題，需要做到有兩個(gè)方向的梁與之相連，在墻肢的 豎向平面內(nèi)進(jìn)行連梁的布置。翼緣盡量設(shè)置在另一個(gè)方向，避免出現(xiàn)一字形短肢剪力墻的情況。在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)布置上需要充分的將縱墻和橫墻的作用充分的發(fā)揮出來(lái)。（3）在對(duì)短肢剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵循強(qiáng)墻柱弱連梁的體系。采用高等級(jí)的混凝土作為墻柱，同時(shí)還要增加墻柱的配筋。而連梁設(shè)計(jì)時(shí)盡可能的降低其高度，避免分配的地震力過(guò)大，合理對(duì)短肢剪力墻體系進(jìn)行計(jì)算。（4）在高層建筑中短肢剪力墻并不完全具有適應(yīng)性，在B級(jí)高度及9度抗震設(shè)計(jì)的A級(jí)高度等高層建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)則不具有適用性。（5）最大適用高度比高規(guī)表中剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定值適當(dāng)降低，且7度和8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)分別不應(yīng)大于100m和60m。

5 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求

對(duì)于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求其與一般的剪力墻結(jié)構(gòu)具有一致性。在當(dāng)前我國(guó)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)在剪力墻端部暗設(shè)置上采用兩種形式，一種是在端部做暗柱，另一種則是在腹部均勻進(jìn)行配筋。對(duì)于肢長(zhǎng)較長(zhǎng)的短肢剪力墻，則需要對(duì)剪力墻水平和豎向分布筋進(jìn)行設(shè)置。而腹部均勻配筋與異形柱配筋方法具有較好的相似性，利用腹部鋼筋的面積來(lái)人為對(duì)豎向分布筋的配筋來(lái)進(jìn)行設(shè)置，計(jì)算時(shí)采用電算的方式，將所算出的暗柱鋼筋面積放在端部，確保配筋形式具有較強(qiáng)的簡(jiǎn)化性，從而為工程施工提供更多的便利條件。

短肢剪力墻的連梁應(yīng)進(jìn)行正截面極限承載力計(jì)算和斜截面抗剪極限承載力計(jì)算。目前，短肢剪力墻正截面極限承載力計(jì)算多采用構(gòu)件截面分析的一般方法——全過(guò)程分析方法；連梁的正截面配筋，按矩形截面構(gòu)件計(jì)算，取上、下配筋的較大值，按對(duì)稱(chēng)配筋置于梁截面上、下部位，按斜截面抗剪計(jì)算所得的箍筋沿全跨加密設(shè)置。另外，短肢剪力墻的連梁在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其彎矩和剪力進(jìn)行塑性調(diào)幅，以降低其剪力設(shè)計(jì)值；當(dāng)部分連梁降低彎矩設(shè)計(jì)值后，應(yīng)相應(yīng)提高其余部位連梁和墻肢的彎矩設(shè)計(jì)值。

6 結(jié)束語(yǔ)

在小高層建筑中，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)具有廣泛的應(yīng)用，這有效地提高建筑結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，而且能夠與建筑工程施工的要求具有較好的相符性，確保建筑結(jié)構(gòu)更具美觀性。但當(dāng)前短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還不是十分成熟，這就需要在實(shí)際施工中需要嚴(yán)格要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效地規(guī)避短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中存在的一些不足之處，從而確保整體工程質(zhì)量能夠得到有效的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]張啟華.高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題研究[J].科技致富向?qū)В?010（17）.

[2]王少林.探討短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].建筑知識(shí)，2010（S1）.

[3]高明濤.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅設(shè)計(jì)[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011.