建筑工程施工中短肢剪力墻結構設計研究

　　摘要：在本文中，主要對短肢剪力的相關概念以及相關工序流程中遇到的問題進行簡單的介紹，例如：程序計算的過程中參數(shù)的輸入，剪力墻布置的形式等，希望這些設計能夠為相應的設計研究提供一點參考。
　　關鍵詞：短肢剪力墻 結構設計 相關問題探討
　　中圖分類號：TU72文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791 (2010)2(a)-0000-00
　　 近年來，由于我國城市化的進程加快，以及土地的減少，住宅樓修建的高度只能不斷的朝高度上發(fā)展，平面也逐漸的變得復雜，而短肢剪力墻的結構設計正好能夠符合這種社會現(xiàn)象的需求，滿足高層住宅的一些要求。
　　一.短肢剪力墻的相關概念介紹
　　 在高規(guī)中有相關的論述，稱短肢剪力比較多的時候，形成短肢剪力墻和筒體來共同抵抗水平力的剪力墻的結構，這就是剪力墻結構的概念。針對短肢剪力墻的理解比較多，這類專家所給出的相關解釋是：短肢剪力墻所承擔的第一振型底部地震傾覆力矩>4O％的結構總底部地震傾覆力矩，同時《高規(guī)》7．1．2中第2條抗震設計時，簡體和一般剪力墻所承擔的第一振型府部地露傾覆力矩不宜小于結構總地震傾覆力矩的50％。所以根據(jù)這些我們可以簡單的理解為：短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩為40％～50％的結構總底部地震傾覆力矩的結構為短肢剪力墻結構，<40％為一般剪力墻結構，>50％時結構布置不合理，應調(diào)整結構布置。
　　二.短肢剪力墻的結構布置的原則
　　 首先，短肢剪力墻通?？梢园凑战ㄖ锏木唧w功能來進行合理的布置；其次，短肢剪力墻在數(shù)量上應該追求適度的原則，不可以將結構設計的忒軟或者忒剛硬，只需要能夠承受住水平方向和垂直方向的承載力足矣；再有，短肢剪力墻在布置的時候應該盡量保持均勻，軸方向上的應力突變應該盡量小化 ，從而方便支撐水平的結構；還有，如果水平方向的負載較大的時候，抑或建筑平面的布置不夠規(guī)則的時候，可以在平面的外邊緣以及角點的地方布置短肢剪力墻從而使得結構能夠更加的完整和使得平面的剛度得到預定要求的滿足；最后，短肢剪力墻應該盡量的拉直和對齊相應的布置，在每道短肢剪力墻上應該在兩個方向的梁與其相連，而連梁應該盡量的布置于墻肢的垂直平面之內(nèi)，從而方便形成片狀的結構來抵抗側力的結構。
　　三.短肢剪力墻的實際應用
　　 現(xiàn)在我們以某小區(qū)的高層住宅進行實例研究，來簡單的介紹下短肢剪力墻的設計要點和注意的問題。這個小區(qū)的住宅樓是高層并帶有電梯的住宅樓，建筑物的總面積是11000m???2，住宅的總高度是32m，總共十層，其中一層為架空層，層高5m，用于車庫的使用，地上剩下的9層是標準的住宅間，均高度為3m，局部存在突出的部分層面主要是電梯的機房，本建筑的安全結構為二級結構，抗震的級別為丙級，抗震的設防烈度是6度，另外就是基本地震的加速度是0.05g，設計地震的分組是第一組，地面的粗糙程度是B類，場地的土類別是Ⅱ類，對于抗震非常有利，基本的風壓值通常取0.35kN／m2。上部的結構體系是：這個住宅建筑的平面的體型比較的復雜，住宅層結構的平面Y向一側凹進去的尺寸是10.7m，占到Y向總尺寸的45%左右，但要比30%多，根據(jù)建筑抗震的設計規(guī)范中相關論述的規(guī)定屬于平面的不規(guī)則的類型。因而在上例的住宅建筑物中設置了兩道防震縫，然后可以將上面的結構分為三個規(guī)則的抗側力的結構單元。根據(jù)業(yè)主的要求，一些承重的構件不能夠超越墻面，另外架空層還需要滿足車輛的需求，根據(jù)所測量的房屋的高度，采用相應的短肢剪力墻構造。主樓的高度是10層，是高層的建筑物，短肢剪力墻的抗震級別為四級，但是由于為短肢剪力墻，在設計的時候需要按照三級的要求進行相應的設計。群樓采用的是框架的結構，其抗震的等級是四級。
　　對主樓上層的結構在抗震方面的進行相關的計算，得到的分析結果為：(1)在主要的結構構件方面。剪力墻截面的厚度同相鄰砌體填充墻厚度：四周外墻肢
　　肢厚240mm，內(nèi)墻肢肢厚200mm；但無端柱的一字形短墻肢除外：底層肢厚300mm，其余肢厚240mm。剪力墻砼強度等級2層以下為C 35，3層以上為C25梁、板的砼強度等級均為C 2 5。主要連梁的尺寸多為240 *500mm，核心筒處樓板的厚度為200mm，頂層樓板厚度為120mm。(2)計算結果分析。主樓結構平面較規(guī)則，立面也無剛度突變現(xiàn)象，但由于剛度較大的電梯井處筒體有點偏置，會產(chǎn)生扭轉的影響，為了計算準確，地震作用計算考慮了結構的扭轉耦聯(lián)和5％偶然偏心的影響，取了9個振型計算。結構設計的主要技術措施：(1)短肢剪力墻設計：本工程設計中將一般剪力墻布置在建筑四角處，短墻肢盡量均勻對稱布置，以減小水平力作用下的扭轉效應，且短墻肢絕大多數(shù)在兩個方向有連接，即截面型式多采用L、T型。少量短墻肢由于建筑需要采用了一字型，為了減少剪力墻平面外彎矩，設計時盡量不布置與之垂直相交的大跨度單側樓面梁，避免不了的墻肢，盡量設端柱。短肢剪力墻的肢長肢厚比按規(guī)范要求控制在5～8范圍內(nèi)，另外就是要使得每一段的墻肢的長度要比1.2m大。還有，在短肢剪力墻的方面應該保證其壓軸比控制0.6的范圍內(nèi)，縱向的鋼筋配筋率需要比1.2%大。但是根據(jù)其剪力墻的肢長較短的特點，在截面的配筋樣式上應該參考異性柱，在縱向的鋼筋間距應該小于200mm。（2）在練梁的設計方面，由于剪力墻的數(shù)量多，而且相對較分散，在布置的方面還是相對均勻，由于墻肢長度較短，在抗側剛度上各個剪力墻之間相差不是很多，而在水平力的施加之下，剪力墻受力也較為均勻，因而，可以歸納為剪力墻的基本構件連梁沒有超筋的現(xiàn)象。（3）在樓板的設計方面，由于在核心的地方受到電梯井和樓梯的開孔影響，使得其樓板受到了一定程度的削弱，在核心筒的上下的兩個部分的平面連接上一般比較的薄弱，因而為了提升抗震的能力以及抗風的能力等，需要加厚樓板，在樓板的鏈接寬度上可以適當?shù)姆糯?，最好不要少?m。
　　四.總論
　　 近來由于新型的墻體材料的開發(fā)和更新，其優(yōu)勢和特色逐漸被發(fā)現(xiàn)并加以運用，在建筑工程中，短肢剪力墻除了在上面提到的高層建筑中有非常廣闊的應用和發(fā)展前景，而且在同普通的剪力墻結構進行比較的時候，短肢剪力墻自身的優(yōu)點也凸顯出來了，一方面短肢剪力墻結構核心的部分之外，剩下的那部分墻肢是可以靈活的進行控制和調(diào)整的，房間內(nèi)暴露的梁、柱相對較少，而由于其結構體中數(shù)量的稀少，也使得整體結構的重量較輕，所以一旦發(fā)生地震，產(chǎn)生的地震作用也相對較輕。另外，就是在設計的過程中需要利用并分析其受力的特點，對其發(fā)生破壞的機理進行有效的掌握和充分的了解，然后選擇合適的結構布置的形式。
　　參考文獻
　　[1] 高層建筑混凝土結構技術規(guī)程(JGJ3—2002)[S]．
　　[2] 建筑抗震設計規(guī)范(GBSO01 l-2OO1)[S]．