綜述小高層建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘要：現(xiàn)如今，建筑行業(yè)在不斷發(fā)展，建筑類型呈現(xiàn)出一定的多樣性，其中比較明顯就是高層建筑和小高層建筑等結(jié)構(gòu)類型。其中所采用的建筑結(jié)構(gòu)也比較特殊，應(yīng)用比較廣泛的就是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)方式能夠受到施工人員的高度青睞，主要是由于這種結(jié)構(gòu)不僅打破了傳統(tǒng)建筑模式的弊端，同時(shí)也增強(qiáng)了整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。另外，在工程造價(jià)和施工人員的工作量上都發(fā)揮了較大的優(yōu)勢(shì)作用。本文中，筆者主要對(duì)小高層建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式和相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行深入介紹和分析，希望能夠給相關(guān)的工作人員提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：小高層建筑;短肢剪力墻;設(shè)計(jì)原則

在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工的過程中，主要是以發(fā)揮其結(jié)構(gòu)本身的異形柱的優(yōu)勢(shì)作用為主，在建筑結(jié)構(gòu)中進(jìn)行廣泛地應(yīng)用，不僅可以有效的提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，同時(shí)也可以還空間的不協(xié)調(diào)和不科學(xué)對(duì)策布局情況進(jìn)行高度緩解。在具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的過程中，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)所應(yīng)用的主要材料是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。因此，其強(qiáng)度和高度之間存在著密切的關(guān)系，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也提出了加高的要求。在具體的施工中，需要將斷肢剪力墻結(jié)構(gòu)看成是一個(gè)有機(jī)結(jié)合的整體，需要用相對(duì)比較輕的材料進(jìn)行填充，施工方式的應(yīng)用需要個(gè)具體的框架結(jié)構(gòu)相符合。

1、結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

在小高層的建筑工程施工的過程中，需要將平面因素考慮到其中，同時(shí)還需要采用間隔墻的結(jié)構(gòu)來對(duì)其進(jìn)行高效的布置。另外，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要不斷加強(qiáng)對(duì)短肢剪力墻的數(shù)量變化情況進(jìn)行嚴(yán)格地控制，其結(jié)構(gòu)和大小都應(yīng)該進(jìn)行控制。從某種情況上看，應(yīng)用措施要將墻體的抗側(cè)力作為主要的依據(jù)。目前，我國(guó)的建筑工程得到了高效發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)類型和應(yīng)用技術(shù)都得到了高效的發(fā)揮。所以，在實(shí)際的工程建設(shè)中，其靈活性相對(duì)較大，可以根據(jù)工程建設(shè)的特點(diǎn)和需要對(duì)其進(jìn)行高效調(diào)節(jié)。另外，可供設(shè)計(jì)人員和施工人員選擇的方案相對(duì)較多。所以，完全可以選擇在各方面都比較符合標(biāo)準(zhǔn)的施工方案?？梢娫趯?shí)際的工程建設(shè)中，應(yīng)該盡量減少樓層設(shè)計(jì)方面的不足，具體的優(yōu)勢(shì)可以表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

1.1可以滿足建筑的需求

第一，采用這種施工技術(shù)可以有效的解決梁柱突出墻面的問題，對(duì)墻肢進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要采用不同的填充物來進(jìn)行，其中填充物的數(shù)量和墻體的厚度之間往往存在著一定的密切性。只有保證輕質(zhì)材料應(yīng)用的高效性，才能夠不斷保證墻體設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。第二，在斷肢剪力墻建筑和施工的過程中，做好施工工藝的選擇也是至關(guān)重要的，雖然具有一定的難度，但是可以重復(fù)利用空間結(jié)構(gòu)，對(duì)空間布置的科學(xué)性的發(fā)揮起到一定的促進(jìn)作用。

1.2滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求

從小高層的建筑設(shè)計(jì)中可以看出，常用的結(jié)構(gòu)主要框架結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的抗震性能也比較突出，但是經(jīng)過縝密地計(jì)算，梁柱的截面面積卻相對(duì)比較大，而且裸露在外的部分比較大，僅從建筑的美觀程度上看，其無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的水平。從其深層次上看，其平面設(shè)計(jì)主要是以復(fù)雜多變?yōu)橹?，這種結(jié)構(gòu)的布置也具有一定的難度。但是，如果應(yīng)用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，就可以從根本上解決這一問題。不僅布置結(jié)構(gòu)具有一定的靈活性，墻肢的隱蔽效果也比較明顯，另外，墻體的數(shù)量和長(zhǎng)度都是根據(jù)相應(yīng)的抗側(cè)力來進(jìn)行確定，所以說，多變性相對(duì)較強(qiáng)。

2、結(jié)構(gòu)布置中需要注意的問題

從宏觀上來看，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)較多，但是任何一個(gè)事物都具有雙面性，在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用的過程中也會(huì)出現(xiàn)一定的不足。主要表現(xiàn)在這種結(jié)構(gòu)的抗震能力上。因此要對(duì)這一薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。

2.1在進(jìn)行布置的時(shí)候要求均勻，使得墻體的軸向應(yīng)力差別不應(yīng)過大，如果遇到豎向布置這種結(jié)構(gòu)的情況，要做到墻肢的上下對(duì)齊，保持其連續(xù)性。盡量不要出現(xiàn)洞口錯(cuò)位的現(xiàn)象，和連梁儀器組成抗測(cè)力體系，這樣就會(huì)使得短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震能力達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2需要注意的是短肢剪力墻都應(yīng)該有兩個(gè)不同方向的梁和其進(jìn)行連接，而且連梁要布置在豎向的平面內(nèi)，要設(shè)置相應(yīng)的翼緣，如果出現(xiàn)了一字型的短肢剪力墻就會(huì)存在著一定的安全隱患，由于力是相互作用的，因此要對(duì)橫墻和縱墻的受力情況進(jìn)行加強(qiáng)重視。

2.3短肢剪力墻可以設(shè)計(jì)成較強(qiáng)的墻體和較弱的連梁相互作用的結(jié)構(gòu)，墻柱通常采用混凝土作為主要的構(gòu)成材料，要在墻柱內(nèi)加大配筋的數(shù)量。連梁的高度要盡量減少。這樣才能使得地震的分配力減小，增強(qiáng)抗震能力。

3、運(yùn)用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件容易忽視的問題

新《抗震規(guī)范》和新《高規(guī)》已頒布實(shí)施多年，兩本規(guī)范中關(guān)于地震作用計(jì)算、結(jié)構(gòu)內(nèi)力調(diào)整等內(nèi)容較以前均有很大變動(dòng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)理解新規(guī)范中的條文內(nèi)容并在電算過程中貫徹實(shí)施?？傮w計(jì)算中總信息的輸入：

3.1對(duì)振型數(shù)量的要求

新《高規(guī)》第10章將帶轉(zhuǎn)換層的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)列為復(fù)雜高層建筑。規(guī)定了計(jì)算地震作用時(shí)的最小振型數(shù)。實(shí)際上最根本的要求是要保證振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的90%以上。振型數(shù)最好是3的倍數(shù)。振型數(shù)的大小與結(jié)構(gòu)層數(shù)及結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變較大時(shí)，振型數(shù)也應(yīng)取大些。尤其對(duì)于高位轉(zhuǎn)換，由于轉(zhuǎn)換層的質(zhì)量遠(yuǎn)大于其他樓層，導(dǎo)致不同振型時(shí)地震作用在轉(zhuǎn)換層處突然增大，尤以轉(zhuǎn)換層位置在振型曲線振幅最大處或附近時(shí)更為顯著，因而轉(zhuǎn)換層在較高位置時(shí)，高振型的影響可能明顯增大，建議在計(jì)算分析時(shí)，取較多振型。

3.2連梁的剛度折減

高層建筑中的連梁是一個(gè)耗能構(gòu)件，連梁的剪切破壞會(huì)使結(jié)構(gòu)的延性降低，對(duì)抗震不利，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意對(duì)連梁按“強(qiáng)剪弱彎”的延性要求進(jìn)行計(jì)算。多、高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中允許連梁的剛度有所下降，程序中通過連梁剛度折減系數(shù)來反映開裂后的連梁剛度。但應(yīng)注意短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻肢剛度相對(duì)較小，連接各墻肢的梁已類似普通框架粱，而不同于一般剪力墻間的連梁，不應(yīng)在計(jì)算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調(diào)，使其設(shè)計(jì)內(nèi)力降低，應(yīng)按普通框架梁的要求，控制混凝上壓區(qū)高度，其梁端負(fù)彎矩鋼筋可由塑性調(diào)幅70%、80%來解決。

3.3短肢剪力墻的抗震構(gòu)造

3.3.1抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻的抗震等級(jí)應(yīng)比高規(guī)規(guī)定的剪力墻抗震等級(jí)提高一級(jí)。

3.3.2 抗震設(shè)計(jì)時(shí)，底部加強(qiáng)層應(yīng)按高規(guī)調(diào)整剪力設(shè)計(jì)值，其他各層短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值，一級(jí)抗震等級(jí)應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2;短肢剪力墻截面厚度不應(yīng)小于200mm;抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%。其他部位不宜小于1.0%。新“抗震規(guī)范”出現(xiàn)了約束邊緣構(gòu)件這個(gè)概念，對(duì)抗震等級(jí)為二級(jí)及以上的短肢剪力墻，由于墻肢長(zhǎng)度較短，約束邊緣構(gòu)件沿墻肢兩個(gè)方向近于整段墻肢，為了加強(qiáng)墑肢抗震性能，可以把整段墻肢作為約束邊緣構(gòu)件考慮。

4、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，文章主要對(duì)短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)、在具體布置中需要注意的問題以及在運(yùn)用結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候容易遇到的諸多問題等方面進(jìn)行了深入的分析。可以看出，現(xiàn)如今我國(guó)的一些小高層在設(shè)計(jì)的過程中，多數(shù)都運(yùn)用了短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)，不僅可以最大限度地滿足人們的使用功能，同時(shí)對(duì)于室內(nèi)的布置具有一定的靈活性，墻肢可長(zhǎng)可短，可落地也可帶轉(zhuǎn)換層，充分掌握和了解其受力特點(diǎn)和破壞機(jī)理后，并選擇合理的布置形式，而且不會(huì)出現(xiàn)露梁或者是露柱的現(xiàn)象，同時(shí)這種結(jié)構(gòu)的剪力墻的抗震能力比異形柱結(jié)構(gòu)要強(qiáng)很多，基于這些特點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)在小高層中的運(yùn)用前景是非常廣闊的。

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