芻議短肢剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅設(shè)計(jì)

王維明

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑行業(yè)發(fā)展迅速；人們生活質(zhì)量的提高，也對(duì)住宅提出了更高的要求。在高層住宅設(shè)計(jì)中，近些年出現(xiàn)了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，相較于其他的剪力墻與剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種體系可以更好的適用于高層住宅。本文簡要分析了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅設(shè)計(jì)，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

關(guān)鍵詞：短肢；剪力墻；高層住宅

1、高層住宅結(jié)構(gòu)體系

通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前，通常將框-剪結(jié)構(gòu)體系以及剪力墻結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用到高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中；在高層住宅設(shè)計(jì)中，容易受到諸多因素的制約影響，比如分隔墻位置、進(jìn)深等，要對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理構(gòu)建，保證建筑使用功能可以得到滿足。采用通常的兩種結(jié)構(gòu)體系，存在著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：

（1）采用框架和剪力墻體系

將框架剪力墻體系應(yīng)用到高層住宅中，在設(shè)計(jì)過程中，主要是將很多的剪力墻設(shè)置于平面中間的電梯井或者樓梯間位置，形成一個(gè)核心區(qū)，集中布設(shè)剪力墻，這樣就會(huì)有筒體形成，基本完整或者非常完整，結(jié)合具體情況，將框架柱布設(shè)于筒體外圍。因?yàn)闆]有特別規(guī)整的分隔住宅房間，那么就無法有效的布置柱網(wǎng)。并且，柱網(wǎng)不管怎么樣布置，都會(huì)有柱子外突問題出現(xiàn)，這是因?yàn)楦邔涌蚣苤孛娴某叨纫雀魤穸却螅粌H會(huì)對(duì)室內(nèi)美觀產(chǎn)生影響，建筑的使用功能發(fā)揮還會(huì)受到影響。我們從結(jié)構(gòu)受力角度方面來講，框架結(jié)構(gòu)沒有較好的抗側(cè)力性能，如果主網(wǎng)不甚規(guī)則時(shí)，抗側(cè)力需求就無法得到有效滿足，中部筒體的負(fù)擔(dān)也會(huì)得到大大的加大。這種框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是有利于樓面結(jié)構(gòu)受力，往往有著規(guī)整的樓板和較好的平面剛度，可以便捷施工。

（2）采用剪力墻體系

在高層住宅設(shè)計(jì)中，可以依據(jù)房間分隔來布置剪力墻結(jié)構(gòu)體系，很好的配合建筑平面，并且不會(huì)外凸一些柱子。但是，因?yàn)闊o法規(guī)整的分隔住宅，這樣就無法合理的布設(shè)剪力墻，那么相應(yīng)的要求就無法達(dá)到，比如均勻、規(guī)則等等。我們從結(jié)構(gòu)受力方面來講，沒有均勻的剛度，地震力的彎扭偶聯(lián)作用就會(huì)得到大大的增加。并且剪力墻體系因?yàn)橛兄^大的側(cè)向剛度，那么如果房屋建筑不夠高的話，在這么大的剛度下，反而會(huì)影響到建筑的安全性。要想降低剛度，可以對(duì)剪力墻進(jìn)行適當(dāng)削減，但是如果過于稀疏，又會(huì)對(duì)樓蓋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響。

（3）結(jié)構(gòu)體系的改進(jìn)

通過上文的敘述分析，我們發(fā)現(xiàn)通常所用到的兩種結(jié)構(gòu)體系有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但是總體來講，剪力墻更加優(yōu)良。為了解決這些弊端，我們進(jìn)行了深入的研究和實(shí)踐，最終確立了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)是剪力墻，將框架的優(yōu)點(diǎn)也吸引了進(jìn)來，可以有效的應(yīng)用到高層住宅建筑中。

2、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系

（1）體系的構(gòu)成和特點(diǎn)

在設(shè)計(jì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，需要對(duì)建筑的平面布置情況進(jìn)行充分考慮，將適當(dāng)?shù)亩讨艍w布置于房間分隔的交點(diǎn)處，或者是其他的位置也行，這些短肢墻體有著不同的長度，截面形式也是不同意的，將連系梁布置于各個(gè)肢處，這樣連系梁就可以有效地連接短肢剪力墻，促使其形成一個(gè)整體，這樣剛度就可以符合要求，并且抗震性能也比較的優(yōu)越。我們需要注意的是，短肢剪力墻體系有著多種截面形式，比如T形、L形以及Z形等，控制其肢長在2米以下，通常情況下，一形是不適宜采用的，因?yàn)檫@種形式的剪力墻沒有較好的剛度，穩(wěn)定性不夠。

要充分依據(jù)結(jié)構(gòu)分析計(jì)算的周期，來合理確定短肢剪力墻的墻肢數(shù)量，合理控制肢長，滿足抗側(cè)力的需求。利用輕質(zhì)氣體來有效填充剪力墻之間的間隔墻，這樣結(jié)構(gòu)自重就得到了大大的減輕，結(jié)構(gòu)性能也變得更加優(yōu)越。具體來講，這種結(jié)構(gòu)體系具有這些特點(diǎn)：

一是在對(duì)豎向構(gòu)件進(jìn)行布置的時(shí)候，充分結(jié)合建筑平面和隔墻位置來進(jìn)行，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就可以促使建筑使用功能更好的實(shí)現(xiàn)。

二是在對(duì)墻肢數(shù)量以及肢長進(jìn)行布設(shè)時(shí)，需要充分結(jié)合結(jié)構(gòu)抗側(cè)力需求來進(jìn)行，結(jié)合具體情況，來對(duì)整體剛度進(jìn)行調(diào)整，剛度中心位置也是可以調(diào)整的。

三是在布置結(jié)構(gòu)的過程中，是不會(huì)受到建筑的限制影響，這樣設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方案就會(huì)是符合需求的，對(duì)于樓蓋的支撐以及樓面設(shè)計(jì)也可以得到很好的處理。

四是在填充墻體時(shí)，采用的是輕質(zhì)砌體，這樣墻體自重就可以得到有效的降低，減少材料消耗，施工起來也更加的方便。不需要那么大的造價(jià)成本，經(jīng)濟(jì)性較好。

（2）短肢剪力墻體系的布置原則

要設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的短肢墻，保證豎向荷載承受力以及抗側(cè)力需求可以得到有效的滿足；要均勻布置短肢墻，合理分布結(jié)構(gòu)剛度，這樣才可以更好的支撐樓蓋，保證不會(huì)有較大的差異存在于不同墻肢軸向應(yīng)力之間。特別需要注意的是，為了保證平面剛度要求可以得到滿足，需要將短墻肢布置于平面的外邊緣以及拐角處。要盡量對(duì)齊各個(gè)短墻肢，有效的與連梁構(gòu)成一個(gè)整體，要有兩個(gè)方向的梁來連接每一道短肢墻，盡量在墻肢的豎平面內(nèi)布置連梁，一般來講，按照墻肢的厚度來控制連梁寬度。但是墻肢的厚度也不是越厚越好，需要符合于填充砌塊的模數(shù)；太薄的話也不行，會(huì)影響到墻肢的穩(wěn)定性，還會(huì)增加其他施工程度的難度。

3、樓蓋結(jié)構(gòu)形式

經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通常將肋形樓蓋或者大跨度板形式作為短肢墻結(jié)構(gòu)體系中的樓蓋結(jié)構(gòu)形式。如果將肋形樓蓋應(yīng)用進(jìn)來，那么需要在間隔墻的位置上設(shè)置主梁和次梁，這樣可以在墻中隱藏掉梁，不僅使用功能不會(huì)受到影響，還可以通過梁來更好的傳遞墻荷載，如果形成了較大的板跨，或者規(guī)則度不高的話，就需要對(duì)次梁進(jìn)行再度設(shè)置，對(duì)樓面剛度進(jìn)行有效的改善。要在合適的位置設(shè)置短肢墻，保證墻肢可以直接支撐梁，這樣傳遞層次就可以得到穩(wěn)定。

如果住宅單元的空間并不是特別大，并且規(guī)整度較高的話，就可以用一個(gè)較大跨度的平板形式布置于一個(gè)單元內(nèi)部，利用輕質(zhì)隔墻來劃分房間，那么就可以在大跨度的周邊布置短肢墻，要均勻布置短肢墻，既不能夠太過于密集，也不能夠太過于疏松，保證足夠的合理和科學(xué)，這樣才可以得到更加合理的結(jié)構(gòu)體系。同時(shí)，采用這種的方式，因?yàn)槭侨我庠O(shè)置間隔墻，那么在以后就可以結(jié)合具體的需求以及狀態(tài)來靈活改造或者重新布置單元的平面內(nèi)間隔。

4、結(jié)語

通過上文的敘述分析我們可以得知，通常在高層建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系為框架剪力墻體系和剪力墻體系，這兩種結(jié)構(gòu)體系有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)；在應(yīng)用過程中，容易出現(xiàn)各種各樣的問題，針對(duì)這種情況，我們進(jìn)行了大力研究，以剪力墻為基礎(chǔ)，發(fā)展起來了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)體系可以更好的適用于高層住宅中。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要充分結(jié)合具體狀況和需求來進(jìn)行，合理布置，滿足功能需求的前提下，提高結(jié)構(gòu)的抗震性。本文簡要分析了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅設(shè)計(jì)，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

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