高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的淺述

郭秋豐

摘 要：經(jīng)濟在發(fā)展，社會在進步，人們的生活水平在不斷提高，人們對生活水平的質(zhì)量也有著更高的要求，尤其是建筑行業(yè)的發(fā)展，很多的建筑物都是高層建筑，高層建筑是根據(jù)原來的結(jié)構(gòu)墻逐漸完善，將空間擴大，形成了短肢結(jié)構(gòu)墻，這一理念的設(shè)計是為了滿足人們的生活需要，建筑設(shè)計人員根據(jù)人們的生活需要對建筑物的設(shè)計方式進行研究，短肢結(jié)構(gòu)墻在建筑中是經(jīng)常被應(yīng)用的，本文就對建筑短肢結(jié)構(gòu)墻的設(shè)計進行研究，具體闡述這一建筑結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：高層居民建筑；短肢結(jié)構(gòu)；研究

1 高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)的統(tǒng)述

目前，在我國的高層居民建筑中，短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計已被廣泛應(yīng)用到高層居民建筑。由于短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計具備空間布局科學(xué)合理等特點，進而符合現(xiàn)代居民對建筑空間結(jié)構(gòu)的要求。短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)主要包括以下方面：第一，保證結(jié)構(gòu)墻的截面厚度和短肢截面高度的比例在 6～8 范圍內(nèi)；第二，短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)形式不能全部應(yīng)用到高層建筑中，還應(yīng)使用其他結(jié)構(gòu)墻形式； 第三，如果短肢結(jié)構(gòu)墻占用的空間過多，則應(yīng)在建筑設(shè)計布局中采用一般的結(jié)構(gòu)墻，進行搭配設(shè)計，從而能夠保證建筑具有較好地抵抗水平力。

采用短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)對高層居民建筑進行設(shè)計，還應(yīng)保證短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)符合以下幾個條件：第一，結(jié)合抗震理念，在對結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩的設(shè)計過程中，應(yīng)保證短肢墻承受第一振型底部地震傾覆力的大小，其承受力的范圍是不超過總底部的 1/2；第二，考慮短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)承受第一振型底部地震傾覆力的下限，由于短肢結(jié)構(gòu)墻在建筑結(jié)構(gòu)中使用較少，因此不符合底部地震傾覆力矩的標準，在設(shè)計過程中可以根據(jù)一般的結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)；第三，根據(jù)墻肢的實際情況，確定其作為短肢結(jié)在結(jié)構(gòu)墻處理還是一般結(jié)構(gòu)墻處理。如果存在的墻肢數(shù)量較少，則應(yīng)將其作為一般的結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)進行處理，反之，則應(yīng)按照短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)進行處理。

2 高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

采用短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)對高層居民建筑進行設(shè)計時，首先，應(yīng)該對建筑所有的結(jié)構(gòu)墻實行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計，將充足的長肢結(jié)構(gòu)墻應(yīng)用到短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)中。在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，可根據(jù)短肢結(jié)構(gòu)的變形特征，對短肢墻的結(jié)構(gòu)進行判定，假如短肢墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計是異形柱，其結(jié)構(gòu)可被看成是框剪結(jié)構(gòu)。通過標準測量方法，進行計算，并對結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)形式和條件進行確定，如果結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)形式符合短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)條件，即可將結(jié)構(gòu)墻的參數(shù)設(shè)置判定為短肢結(jié)構(gòu)墻的規(guī)格參數(shù)。

由于短肢結(jié)構(gòu)墻是按照房間的間隔墻位置進行豎向構(gòu)件建立的，一般情況下，短肢結(jié)構(gòu)墻會設(shè)計在居民建筑房間的間隔墻的交差處，因此短肢結(jié)構(gòu)墻不會影響建筑的正常使用功能。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的要求，確定短肢結(jié)構(gòu)墻的數(shù)量，保證短肢結(jié)構(gòu)墻的數(shù)量適中。如果短肢墻的數(shù)量過少，就導(dǎo)致結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)過柔，如果短肢墻的數(shù)量過多，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)過剛。在對短肢結(jié)構(gòu)墻的布置過程中，應(yīng)保證布置均勻，進而保障建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)心、剛心完全統(tǒng)一，避免建筑結(jié)構(gòu)由于地震而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形。由于短肢結(jié)構(gòu)墻的布置方案多而且布置相對靈活，因此在樓蓋支撐處的處理也較為靈活。

如果高層居民建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計不規(guī)則，當出現(xiàn)過大的水平荷載情況時，對短肢結(jié)構(gòu)墻應(yīng)采取相應(yīng)的布局措施，可以將短肢結(jié)構(gòu)墻，設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)的平面以外的各個交點處以及邊緣處。進而保證建筑結(jié)構(gòu)具有良好的整體性，滿足結(jié)構(gòu)平面剛度的要求。在高層居民建筑設(shè)計過程中，為了防止各間隔墻表面出現(xiàn)墻肢凸出，可以采取適當墻肢厚度的墻進行設(shè)計。為了能夠符合抗側(cè)力構(gòu)件對強度和剛度的需求，可以按照平面抗側(cè)剛度的設(shè)計標準，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置合理的中心剪力墻。

3 高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

3.1 對短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比進行控制

采用短肢結(jié)構(gòu)墻對高層居民建筑進行設(shè)計時，應(yīng)該對短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比實行嚴格的控制，尤其是對無翼緣的一字型短肢結(jié)構(gòu)墻和端柱進行控制。目前，我國的高層居民建筑設(shè)計過程中，短肢結(jié)構(gòu)墻會承受不同程度的負荷，會被壓彎，當負荷為小偏壓時，會導(dǎo)致短肢結(jié)構(gòu)墻延性較差。當負荷為多用較大的軸壓等大偏壓時，就會導(dǎo)致混凝土受壓的邊緣區(qū)域存在很高的應(yīng)力。當混凝土的約束力較弱時，就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的情況，其主要原因是混凝土承受不住其高強度的應(yīng)力，致使的短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)的承載力降低。在保證短肢結(jié)構(gòu)墻延性的前提下，首先要嚴格的控制設(shè)計過程中的短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比。

3.2 提高短肢結(jié)構(gòu)墻抗震性能

由于高層建筑結(jié)構(gòu)中的邊緣處的短肢結(jié)構(gòu)墻和建筑的角點處的抗震能力較差，因此一旦發(fā)生地震該位置最容易遭到損壞。如果高層建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)原有形態(tài)發(fā)生改變，就會導(dǎo)致原有的結(jié)構(gòu)墻發(fā)生變形，伴隨墻肢裂縫的現(xiàn)象發(fā)生。在對高層建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)針對短肢結(jié)構(gòu)墻的性能，選取科學(xué)合理的有效措施加以防范。例如，可以降低建筑結(jié)構(gòu)中短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)交點處的軸壓比，加大箍筋的配筋率等。提高小墻肢的抗震能力，讓高層居民建筑結(jié)構(gòu)具有很好的實用性和安全性。

3.3 短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)計算

由于短肢結(jié)構(gòu)墻具有較大的開口，因此可以采用與普通短肢結(jié)構(gòu)墻相同的分析方法，可以采用空間桿―墻組分析法或者三維桿―系薄壁柱空間分析法。由于三維桿―系薄壁柱空間分析法具有精確的計算，因此被廣泛的使用。連梁在高層居民建筑中是一個耗能大的構(gòu)件，由于墻肢的剛度在一定程度上有所降低，因此連梁與普通的框架梁類似，但是也存在一定不同。在計算過程中，不應(yīng)降低連梁的剛度，從而降低其內(nèi)力。應(yīng)該對鹼壓區(qū)的高度進行控制，將梁端負彎矩鋼筋的塑性控制在 70% ～ 80% 之間，以強柱弱梁和強剪弱彎的標準，對短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)的延性進行計算。

4 總結(jié)

建筑行業(yè)的發(fā)展是非?？斓模F(xiàn)在很多的建筑技術(shù)都在不斷進步，有很多的建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，短肢結(jié)構(gòu)就是其中的一種建筑結(jié)構(gòu)，短肢結(jié)構(gòu)墻的設(shè)計可以讓建筑物的空間得到最大程度的利用，是非常實用的建筑結(jié)構(gòu)，在墻體的連接處是經(jīng)常使用的，因此，一定要重視高層建筑短肢墻的設(shè)計，為建筑事業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

參考文獻：

[1] 姚楠.高層民用建筑短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點[J].城市建筑， 2017（9）：73.

[2] 王浩.短肢剪力墻在中高層建筑當中的應(yīng)用與分析[D].河北工程大學(xué)，2017.