芻議小高層建筑中的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

胡雪丁

摘 要：近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及城市化進(jìn)程的不斷加快，人們的生活水平也在逐步提高，對住宅也提出了新的要求，小高層及高層住宅建筑越來越受到人們的歡迎。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計因其特有的優(yōu)勢和特點，在小高層建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，本文作者首先簡要介紹了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，接著分析了它的施工特點及優(yōu)勢，進(jìn)而討論了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在小高層建筑中的應(yīng)用及注意事項，最后總結(jié)出提高抗震能力的方法，供大家參考。

關(guān)鍵詞：住宅建筑；室內(nèi)空間；短肢剪力墻；設(shè)計

前 言

進(jìn)入新世紀(jì)，隨著物質(zhì)生活水平的改善，人們的思想觀念也發(fā)生了翻天覆地的變化，住宅方面，更多的人趨向于小高層及高層建筑，傳統(tǒng)的住宅框架結(jié)構(gòu)因其本身的質(zhì)量缺陷，無法滿足這種需要，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)運而生，受到人們的重視，成為工程施工設(shè)計的工作重點。

1 短肢剪力墻概述

在目前的工程建設(shè)項目中，短肢剪力墻得到了前所未有的廣泛應(yīng)用，其在應(yīng)用的過程中及保存在了傳統(tǒng)異形柱和剪力墻不凸出墻體墻面的施工優(yōu)勢，同時有在應(yīng)用的過程中有效的克服了異形柱框架結(jié)構(gòu)抗剪力以及抗震性能不佳的現(xiàn)象。因此在目前的施工過程中，其在小高層建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用更為廣泛。短肢剪力墻是剪力墻結(jié)構(gòu)中的一種特殊存在，是剪力墻結(jié)構(gòu)中的主要模式。在目前的建筑結(jié)構(gòu)中，剪力墻結(jié)構(gòu)墻體主要是由鋼筋混凝土墻組成，墻肢高度與厚度之間的比例大于1：8。人們通過多年的研究與總結(jié)，吸收了傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢與相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)逐漸形成了一種能夠適應(yīng)人們新的住宅觀念和住宅要求，極為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了新模式和新要求。一般來說，就目前的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)而言，其在工作中是肢體高度和墻體厚度不大于300mm的施工模式，其施工中截面高度與厚度之間的比例大于4而小于8的一種剪力墻結(jié)構(gòu)。在目前的高層建筑結(jié)構(gòu)中，不應(yīng)當(dāng)在施工的過程中全部采用斷肢剪力墻，而是一種因地制宜的施工手段和施工方法。

2 短肢剪力墻施工特點

短肢剪力墻施工結(jié)構(gòu)在目前的工程項目中作為一種組合平面形式的施工方式，其在施工的過程中通常都是以隔墻的位置來進(jìn)行界定與控制的過程過程，同時在施工的過程中，我們一般都不去考慮建筑工程在使用的時候使用功能發(fā)揮，并且是否與使用功能存在著矛盾的問題。在小高層建筑結(jié)構(gòu)施工中，短肢剪力墻的施工與應(yīng)用是一種數(shù)量可多可少、結(jié)構(gòu)可大可小，其中肢長也是可以進(jìn)行控制的，主要的應(yīng)用措施和方式通常都是根據(jù)抗側(cè)力的需求來進(jìn)行分析和制定的。

3 短肢剪力墻的優(yōu)勢

剪力墻各肢截面高度和厚度之比的范圍應(yīng)該在4～8之間。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的剪力墻結(jié)構(gòu)相比.其優(yōu)勢在于以下幾個方面：①短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的布置非常靈活，并且對結(jié)構(gòu)布置能夠及時調(diào)整，從而能夠滿足人們對建筑空間布置的需求。②在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常會用輕質(zhì)砌體替代剪力墻，使建筑結(jié)構(gòu)的剛度降低和重量降低，從能大幅度提高建筑的抗震能力。③墻肢高寬比較大，延性較好，對抗震有利。④連梁跨高比較大，以受彎破壞為主，地震作用下首先在弱連梁兩端出現(xiàn)塑性鉸，能起到很好的耗能作用。⑤墻肢的承載力得到了較充分的發(fā)揮。

4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在小高層建筑中的應(yīng)用

當(dāng)我們將短肢剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑工程實踐時，其結(jié)構(gòu)的施工難度是比較大的。因為在施工時既要滿足和適應(yīng)建筑工程質(zhì)量的要求，又要盡量擴(kuò)寬建筑的室內(nèi)空間，達(dá)到為建筑居民提供一個舒適的居住環(huán)境的目的，這便導(dǎo)致了施工人員在對短肢剪力墻進(jìn)行具體施工時，所需要考慮的因素太多。所以。為了減輕施工人員的施工壓力，在施工之前，相關(guān)的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計人員就應(yīng)該將短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案提供給施工者，并且在設(shè)計時將剪力墻的受力情況考慮完全，計算和分析出剪力墻的受力特點，以便幫助施工者更好的完成短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的施工。降低其施工的難度。一般來說，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計時，需要注意以下兩點問題：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)。其計算模型、配筋方式和構(gòu)造要求均同于普通剪力墻結(jié)構(gòu)。在TAT、TBSA中，只需按剪刀墻輸入即可，而且TAT、TBSA更適合用來計算短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。TAT、TBSA所用的計算模型都是桿件、薄壁桿件模型，其中梁、梓為普通空間桿件，每端有6個自由度，墻視為薄壁桿件，每端有7個自由度（多一個截面翹曲角，即扭轉(zhuǎn)角沿縱軸的導(dǎo)數(shù)），考慮了墻單元非平面變形的影響，按矩陣位移法由單元剛度矩陣形成總剛度矩陣，引入樓板平面內(nèi)剛度無限大假定減少部分未知量之后求解，它適用于各種平面布置，未知量少，精度較高。②對設(shè)有轉(zhuǎn)換層的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，一般都只是將電梯間、樓梯間、核心筒和一少部分剪力墻落地，其于設(shè)置為剪力墻框支?？蛑Ъ袅κ鞘芰γ嫦蚴芰c過渡，由于薄壁桿件的連接處是點連接，所以用薄壁桿件模型不能很好地處理位移的連續(xù)和力的正確傳遞。因此，帶有轉(zhuǎn)換層的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先采用墻元模型軟件（如SATWE）進(jìn)行計算。

5 設(shè)計短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時應(yīng)注意的問題

在規(guī)劃高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，最好不要全體都設(shè)計成短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。要求做到以下方面：

（1）如果需要應(yīng)用多面短肢剪力墻，就應(yīng)該設(shè)立筒體與短肢剪力墻有機結(jié)合的體系，用以抵抗水平作用力；

（2）當(dāng)高層建筑機構(gòu)設(shè)計時，遇到較短的剪力墻的情況，應(yīng)合理調(diào)節(jié)其最大適用高度，使其能夠滿足建筑設(shè)計使用的標(biāo)準(zhǔn)；

（3）在規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)9度抗震設(shè)計方案的時候，其A級高度高層建筑和B級高度高層建筑，不宜選取較多短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。

6 如何強化抗震能力

要重點提高結(jié)構(gòu)抗震能力，使其達(dá)到國家建筑使用規(guī)定的防震標(biāo)準(zhǔn)。這就要求結(jié)構(gòu)工程師做到以下方面的內(nèi)容：①與各個剪力墻相連接的柱梁應(yīng)該設(shè)立在墻肢的豎直平面上，最好墻體兩端伸長方向上都有柱梁連接，并要裝設(shè)相應(yīng)的翼緣，在設(shè)計圖不要產(chǎn)生“一”字形的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系；②選取強墻柱弱連梁體系設(shè)計方式能夠有效改善結(jié)構(gòu)抗震能力弱的問題；③短肢剪力墻整體布局效果應(yīng)該與結(jié)構(gòu)整體協(xié)調(diào)一致，各個結(jié)構(gòu)之間保持受力的相對平衡，短肢剪力墻與整體結(jié)構(gòu)在剛度值大小方面差值不宜過大。豎向設(shè)立墻體時，使得墻肢與墻肢之間在空間整體上排列齊整，盡量不要出現(xiàn)洞口錯位的問題，形成抗側(cè)力結(jié)構(gòu)模型來抵抗地震時產(chǎn)生的水平作用力；④添加合適數(shù)目的長墻，依靠電梯、樓梯組成大型筒體，建立多道抗震體系，來提高高層建筑結(jié)構(gòu)的整體剛度大小，即使在出現(xiàn)較大沖擊力的時候，其結(jié)構(gòu)也不會產(chǎn)生較大的變形；⑤應(yīng)該強化墻體周圍墻肢厚度和增加結(jié)構(gòu)中鋼筋數(shù)目，降低軸壓比例，來減緩水平受力的情況，避免底部周圍的小墻肢受力過大而引起的墻肢開裂的現(xiàn)象，從而增強了結(jié)構(gòu)整體的抗震能力。

7 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展.人們的生活生產(chǎn)水平顯著提高.因此人們對房屋建筑業(yè)提出了更高的要求.在現(xiàn)代的建筑工程中.傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足人們對住宅平面和空間的要求。因此，為了滿足人們對建筑平面和空間的要求.在現(xiàn)代建筑工程中通常會應(yīng)用到短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)行建筑的設(shè)計規(guī)劃。小高層建筑是現(xiàn)代小區(qū)中的主流建筑.因此在小高層建筑工程中，應(yīng)用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計意義重大。通過本文對小高層建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的深入探析.相信讀者對其也有了進(jìn)一步的認(rèn)識，總而言之，隨著社會的發(fā)展?？梢灶A(yù)見，在將來的小高層建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計一定會更加完善.從而能夠在滿足人們對建筑平面和空間需求的同時大幅度提高建筑工程的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]賈春偉，艾冬娜.小議建筑短肢剪力墻與異形柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析[J].黑龍江科技信息.2008（35）.

[2]劉桂華.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的幾個問題及探討[J].科技資訊.2008（05）.

[3]黃家強.淺談短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].科技資訊，2006（12）.

[4]張啟華.高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計問題研究[J].科技致富向?qū)В?010年17期.