高層居民建筑短肢結構墻結構設計要點

■程 吉 ■江西省建筑設計研究總院，江西 南昌 330000

隨著城市現代化進程迅速發展，人們對居民建筑的空間、結構和質量要求也越來越高，鑒于此，建筑設計師按照居民對空間的要求，對原有的結構墻推陳出新，設計出一種新的滿足現代人們需求的短肢結構墻結構。使用短肢結構墻的結構對高層居民建筑進行設計提高了居民建筑的合理性和安全性，也對建筑空間做出了合理的規劃，備受房地產開發商和居民的認可。

1 高層居民建筑短肢結構墻結構的統述

目前，在我國的高層居民建筑中，短肢結構墻的結構設計已被廣泛應用到高層居民建筑。由于短肢結構墻的結構設計具備空間布局科學合理等特點，進而符合現代居民對建筑空間結構的要求。短肢結構墻的結構主要包括以下方面:第一，保證結構墻的截面厚度和短肢截面高度的比例在6—8 范圍內;第二，短肢結構墻的結構形式不能全部應用到高層建筑中，還應使用其他結構墻形式;第三，如果短肢結構墻占用的空間過多，則應在建筑設計布局中采用一般的結構墻，進行搭配設計，從而能夠保證建筑具有較好地抵抗水平力。

采用短肢結構墻結構對高層居民建筑進行設計，還應保證短肢結構墻的結構符合以下幾個條件:第一，結合抗震理念，在對結構底部地震傾覆力矩的設計過程中，應保證短肢墻承受第一振型底部地震傾覆力的大小，其承受力的范圍是不超過總底部的1/2;第二，考慮短肢結構墻結構承受第一振型底部地震傾覆力的下限，由于短肢結構墻在建筑結構中使用較少，因此不符合底部地震傾覆力矩的標準，在設計過程中可以根據一般的結構墻結構對建筑結構進行設;第三，根據墻肢的實際情況，確定其作為短肢結在結構墻處理還是一般結構墻處理。如果存在的墻肢數量較少，則應將其作為一般的結構墻結構進行處理，反之，則應按照短肢結構墻結構進行處理。

2 高層居民建筑短肢結構墻結構設計

采用短肢結構墻結構對高層居民建筑進行設計時，首先，應該對建筑所有的結構墻實行科學合理的規劃設計，將充足的長肢結構墻應用到短肢結構墻結構中。在對建筑結構設計過程中，可根據短肢結構的變形特征，對短肢墻的結構進行判定，假如短肢墻的結構設計是異形柱，其結構可被看成是框剪結構。通過標準測量方法，進行計算，并對結構墻結構形式和條件進行確定，如果結構墻的結構形式符合短肢結構墻結構條件，即可將結構墻的參數設置判定為短肢結構墻的規格參數。

由于短肢結構墻是按照房間的間隔墻位置進行豎向構件建立的，一般情況下，短肢結構墻會設計在居民建筑房間的間隔墻的交差處，因此短肢結構墻不會影響建筑的正常使用功能。根據建筑結構抗側力的要求，確定短肢結構墻的數量，保證短肢結構墻的數量適中。如果短肢墻的數量過少，就導致結構墻結構過柔，如果短肢墻的數量過多，會導致結構墻結構過剛。在對短肢結構墻的布置過程中，應保證布置均勻，進而保障建筑結構的質心、剛心完全統一，避免建筑結構由于地震而導致結構變形。由于短肢結構墻的布置方案多而且布置相對靈活，因此在樓蓋支撐處的處理也較為靈活。

如果高層居民建筑的結構設計不規則，當出現過大的水平荷載情況時，對短肢結構墻應采取相應的布局措施，可以將短肢結構墻，設置在建筑結構的平面以外的各個交點處以及邊緣處。進而保證建筑結構具有良好的整體性，滿足結構平面剛度的要求。在高層居民建筑設計過程中，為了防止各間隔墻表面出現墻肢凸出，可以采取適當墻肢厚度的墻進行設計。為了能夠符合抗側力構件對強度和剛度的需求，可以按照平面抗側剛度的設計標準，對建筑結構設置合理的中心剪力墻。

3 高層居民建筑短肢結構墻結構設計要點

3.1 對短肢結構墻的軸壓比進行控制

采用短肢結構墻對高層居民建筑進行設計時，應該對短肢結構墻的軸壓比實行嚴格的控制，尤其是對無翼緣的一字型短肢結構墻和端柱進行控制。目前，我國的高層居民建筑設計過程中，短肢結構墻會承受不同程度的負荷，會被壓彎，當負荷為小偏壓時，會導致短肢結構墻延性較差。當負荷為多用較大的軸壓等大偏壓時，就會導致混凝土受壓的邊緣區域存在很高的應力。當混凝土的約束力較弱時，就會導致混凝土出現裂縫的情況，其主要原因是混凝土承受不住其高強度的應力，致使的短肢結構墻結構的承載力降低。在保證短肢結構墻延性的前提下，首先要嚴格的控制設計過程中的短肢結構墻的軸壓比。

3.2 提高短肢結構墻抗震性能

由于高層建筑結構中的邊緣處的短肢結構墻和建筑的角點處的抗震能力較差，因此一旦發生地震該位置最容易遭到損壞。如果高層建筑短肢結構墻結構原有形態發生改變，就會導致原有的結構墻發生變形，伴隨墻肢裂縫的現象發生。在對高層建筑短肢結構墻結構設計時，應針對短肢結構墻的性能，選取科學合理的有效措施加以防范。例如，可以降低建筑結構中短肢結構墻結構交點處的軸壓比，加大箍筋的配筋率等。提高小墻肢的抗震能力，讓高層居民建筑結構具有很好的實用性和安全性。

3.3 正確判定短肢結構墻結構內梁的屬性

在短肢結構墻梁的設計過程中，可根據墻開洞的跨高比例，采用針對性的設計方法，對高層結構墻結構進行設計。當墻開洞的跨高比例小于5 時，可以應采用連梁的形式對短肢墻結構內梁加以設計。當墻開洞的跨高比例大于5 時，可以采用框架梁的形式對墻肢結構內梁進行設計。因為連梁剛度會對建筑結構中的整體抗側移剛度造成影響，因此在對截面的選擇、梁的配筋以及設計進行科學合理的規劃，進而保障建筑結構具有高強的抗震能力。為了能夠保證結構的安全性和梁截面符合設計要求，因此可以適當的降低墻肢的剛度。

3.4 短肢結構墻的結構計算

由于短肢結構墻具有較大的開口，因此可以采用與普通短肢結構墻相同的分析方法，可以采用空間桿—墻組分析法或者三維桿—系薄壁柱空間分析法。由于三維桿—系薄壁柱空間分析法具有精確的計算，因此被廣泛的使用。

連梁在高層居民建筑中是一個耗能大的構件，由于墻肢的剛度在一定程度上有所降低，因此連梁與普通的框架梁類似，但是也存在一定不同。在計算過程中，不應降低連梁的剛度，從而降低其內力。應該對鹼壓區的高度進行控制，將梁端負彎矩鋼筋的塑性控制在70%～80%之間，以強柱弱梁和強剪弱彎的標準，對短肢結構墻結構的延性進行計算。

4 總結

在目前的居民建筑工程中，短肢結構墻已經被廣泛的應用到高層居民建筑中。對建筑空間的設計中應該區別短肢結構墻和一般的結構墻，并按照居民的要求，對短肢墻的布局和數量進行理地規劃。在設計過程中，應該結合抗震的理念，保證結構的受力和剛柔程度適當，確保短肢墻的結構實用和安全性。

［1］顏潤.高層建筑短肢剪力墻結構設計［J］.江西建材，2013(3):25-26.

［2］馬守才.高層建筑短肢剪力墻結構設計問題探討［J］.中小企業管理與科技，2012(12):110-111.

［3］張亞，陳偉.探討高層建筑結構設計問題［J］.科技致富導，2010(17):76-78.