淺談短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)

王　利

摘 要：隨著人們對住宅平面和空間建筑要求的提高，較好適應(yīng)小高層住宅建筑結(jié)構(gòu)的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系逐漸形成，本文結(jié)合工作實(shí)際，對這一體系的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：短肢剪力墻 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

近年來隨著人們對住宅平面與空間的要求越來越高，原來普通框架結(jié)構(gòu)的露柱露梁、普通剪力墻結(jié)構(gòu)對建筑空間的嚴(yán)格限定與分隔已不能滿足人們對住宅空間的要求。于是經(jīng)過不斷的實(shí)踐和改進(jìn)，以剪力墻為基礎(chǔ)，并吸取框架的優(yōu)點(diǎn)，逐步發(fā)展而形成一種能較好適應(yīng)小高層住宅建筑的結(jié)構(gòu)體系，即短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系。

短肢剪力墻屬于剪力墻結(jié)構(gòu)體系，只不過是采用較短的肢，而且通常采用?T形、?L形、］形、?Z形等形式，偶爾也會出現(xiàn)＋形，當(dāng)有斜向隔墻時(shí)，也可能有n形或A形的。當(dāng)這些墻的肢相當(dāng)短（肢長＜4倍墻厚）時(shí)，它已接近于柱的形式，但并非是方形或矩形，因此，也稱之為“異形柱”。以異形柱及連系它們的梁組成的框架結(jié)構(gòu)，就稱之為“異形柱框架結(jié)構(gòu)”。本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

1.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)

1.1.結(jié)合建筑平面、利用間隔墻位置來布置豎向構(gòu)件，剪力墻的數(shù)量可多可少，剪力墻肢可長可短，主要視抗側(cè)力的需要而定；

1.2.能靈活布置，可選擇的方案較多，較易處理樓蓋的支承；

1.3由于減少了剪力墻數(shù)量，而代之以輕質(zhì)填充墻，不僅房屋總重量可以減輕，同時(shí)也可適當(dāng)降低結(jié)構(gòu)剛度，使地震作用減??；

1.4連結(jié)各墻的梁，也隨墻肢位置而位于間隔墻豎平面內(nèi)，屬于隱蔽型的；

1.5視建筑平面及抗側(cè)力的需要，將中心豎向交通區(qū)處理成為筒體，以承受主要水平力。

2.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)布置的一般原則

2.1短肢墻的數(shù)量應(yīng)當(dāng)適中，滿足豎向荷載和抗側(cè)力需要即可；

2.2.短肢墻應(yīng)盡量均勻分布，使其軸向應(yīng)力不相差懸殊，而且也便于支承樓蓋；

2.3.當(dāng)有抗震要求或風(fēng)力較大，或者平面凹凸較多時(shí)，應(yīng)在平面外邊緣及角點(diǎn)處，特別是外凸部分，布置必要的短肢墻以加強(qiáng)其整體性和滿足平面剛性的要求；

2.4.各短肢墻應(yīng)盡量對齊、拉直，使之與連梁一起構(gòu)成較規(guī)整且連續(xù)跨數(shù)較多的抗側(cè)力片，當(dāng)然，不能完全做到時(shí)也容許局部互相錯(cuò)開；

2.5每道短肢墻宜有兩個(gè)方向的梁與之連結(jié)，連梁盡可能布置在墻肢的豎平面內(nèi)。連梁寬度一般與墻肢厚度相等，但受力或構(gòu)造需要時(shí)，也可比墻肢厚略大或略??；

2.6.必要時(shí)可以混合布置部分較長的墻或方（矩）形柱。

3.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)原則

由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能較差，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，首先要選擇適合的計(jì)算軟件，合理地選擇計(jì)算分析方法，確定計(jì)算模型和相關(guān)參數(shù)，并加強(qiáng)對計(jì)算結(jié)果合理性判斷，特別要加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)。

3.1短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是適應(yīng)建筑要求而形成的特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)。其計(jì)算模型、配筋方式和構(gòu)造要求均同于普通剪力墻結(jié)構(gòu)；

3.2短肢剪力墻結(jié)構(gòu)當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí)，轉(zhuǎn)換層附近層間位移角及內(nèi)力分布急劇突變，內(nèi)力的傳遞僅靠轉(zhuǎn)換層一層樓板的間接傳力途徑很難實(shí)現(xiàn)；轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)易于開裂和屈服，轉(zhuǎn)換層上部幾層墻體易于破壞。因此，建議在6度抗震設(shè)防區(qū)，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度不宜超過5層，避免高位轉(zhuǎn)換；

3.3.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，因此應(yīng)加墻其抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率；

3.4主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)筒體一般利用樓、電梯間等，但要注意剛度的均衡性，不要集中在一處布置使建筑產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，同時(shí)筒體要有足夠的剛度，其平面尺寸不宜過小，要使筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%，形成多道抗震防線，為了確保水平力可靠傳遞，核心區(qū)樓板適當(dāng)加厚，與核心筒相連的連梁按強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì)，短肢墻之間的梁凈跨不宜過小，使其具有一定的耗能作用；

3.5短肢剪力墻的抗震等級應(yīng)比一般剪力墻的抗震等級提高一級采用，主要目的是從構(gòu)造上改善短肢剪力墻的延性；

3.6各短肢墻應(yīng)盡量對齊、拉直，使之與連梁一起構(gòu)成較規(guī)則且連續(xù)均勻的抗側(cè)力片。并且每道短肢墻宜有兩個(gè)方向的梁與之連接；

3.7.短肢墻的數(shù)量可多可少，肢長可長可短，主要視抗側(cè)力的需要而定，還可以通過不同尺寸和布置調(diào)整剛度和剛度中心位置；

3.8.短肢墻受力以承擔(dān)豎向荷載為主，承擔(dān)水平荷載為輔，其截面尺寸要適當(dāng)，墻肢截面高度與厚度之比宜在5~8左右為好，且墻厚不小于200mm，當(dāng)墻肢截面高度與厚度比小于等于3時(shí)，應(yīng)按柱的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，短肢墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值的軸壓比，抗震等級為一、二、三時(shí)分別不宜大于0.5、0.6、0.7。對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，因其延性更為不利，因此軸壓比限值要相應(yīng)降低0.1；

3.9短肢剪力墻的抗震等級應(yīng)比一般剪力墻的抗震等級提高一級采用，主要目的是從構(gòu)造上改善短肢剪力墻的延性；

3.10.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系考慮各部位宜取兩種力學(xué)模型分析結(jié)果的不利情況，短肢墻之間的梁應(yīng)根據(jù)跨高比的不同分別按連梁、框架梁計(jì)算內(nèi)力和配筋（即一般情況下當(dāng)短剪力墻洞口形成的跨高比小于5的連梁，應(yīng)按連梁進(jìn)行設(shè)計(jì)；當(dāng)跨高比不小于5時(shí)，宜按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)），短肢墻仍屬于剪力墻的范疇，配筋可采用一般剪力墻的計(jì)算方法，但是對于長寬比小于3的短肢墻則必須按柱的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。注意整體計(jì)算需考慮填充墻對建筑基本自振周期影響，折減系數(shù)可取0.8~0.9。

3.11、對于短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值，不僅底部加強(qiáng)部位應(yīng)按規(guī)范調(diào)整，其他各層也要調(diào)整，一、二級抗震等級應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2，主要目的是避免短肢剪力墻過早剪壞。

4.結(jié)束語

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系在小高層建筑中的普遍應(yīng)用，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者提出了更高的要求，隨著設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)思路也會越來越完善，越來越合理?！?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]徐培福等．《轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度對框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的影響》[J]．《建筑結(jié)構(gòu)》，2000，30(1)：38-42。