探析短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中的特點和應(yīng)用

王碩

大連城建設(shè)計研究院有限公司 遼寧大連 116011

在高層建筑工程建設(shè)中，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是一種常用的建筑形式，具有極好的經(jīng)濟性和安全性。而在短肢剪力墻的施工中，存在很大的困難和技術(shù)問題需要解決，工作人員需要熟練的工作技術(shù)，要需要嚴(yán)格的操作流程和規(guī)范，只有這樣才能保障生活的高質(zhì)量和生命財產(chǎn)安全[1]。

1 短肢剪力墻定義

按照J(rèn)GJ3—2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，短肢剪力墻指的是墻肢截面厚度在300mm及以下，長度與厚度比值在4-8的剪力墻。同時，規(guī)定構(gòu)件截面長度小于厚度4倍時，需依據(jù)柱的相關(guān)要求進行設(shè)計，也就是長厚比在4-5時，應(yīng)依據(jù)短肢剪力墻進行設(shè)計。若剪力墻短肢截面高度與厚度之比≥8時就是一般剪力墻。在高層建筑設(shè)計過程中，其結(jié)構(gòu)不能都應(yīng)用短肢剪力墻體系，若使用比較多的短肢剪力墻，就需布置筒體，在筒體和短肢剪力墻共同形成剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，抵抗建筑物受到的水平荷載。

2 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)特點

第一，短肢剪力墻的合理布置能夠滿足建筑功能及空間布局的各項要求，較好地與建筑平面結(jié)合，實現(xiàn)建筑意圖。從而促使在進行應(yīng)用過程中可以合理的基于高層建筑不同剪力墻體的布置來進行豎向構(gòu)件的設(shè)計，這有助于確保建筑有較為出色的應(yīng)用表現(xiàn)，通過結(jié)構(gòu)手段盡最大可能避免建筑功能與布局的矛盾，從而達(dá)到建筑優(yōu)化的目的，提高使用價值與經(jīng)濟價值。

第二，在短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)方案布置與計算過程中，由于其出現(xiàn)反彎點的可能性較大，在計算時更類似于一個異形柱，所以短肢剪力墻會同時承受較大剪力與軸力，因此在計算時應(yīng)特別注意，該墻體的偏心受壓、偏心受拉以及斜截面受剪和軸心受壓等不同受力模式下的驗算。而當(dāng)短肢剪力墻遇有集中荷載時，還應(yīng)進行局部受壓驗算，通過計算，為短肢剪力墻設(shè)置暗柱或端柱，以滿足其抗震承載能力的要求。

第三，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，考慮到短肢剪力墻的一系列特點，在進行具體設(shè)計的過程中，設(shè)計者可以綜合多種不同的方案來進行墻體的靈活布置，能夠基于不同的方案運用實現(xiàn)空間布置，這對于更好達(dá)成支撐樓蓋設(shè)計處理來說也有積極的價值和意義。

第四，相對一般剪力墻結(jié)構(gòu)而言，在進行高層建筑設(shè)計布局上引人短肢剪力墻布置能夠更好的實現(xiàn)剪力墻數(shù)量的縮減，同時也可以確保所布置的剪力墻能夠充分契合高層建筑設(shè)計過程中對豎向構(gòu)件及抗側(cè)力構(gòu)件的要求，短肢剪力墻的數(shù)量布置過多對結(jié)構(gòu)的抗震有不利影響，應(yīng)避免布置于建筑平面兩端或外邊緣，在抗震驗算過程中，地震的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會使剪力墻的翹曲變形會變得突出，因此，短肢剪力墻墻肢會屈服開裂，因此，在實際的設(shè)計過程中，應(yīng)加強短肢剪力墻墻體的抗震構(gòu)造措施，對局部的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)提高一度來予以加強，通常可采用增加縱筋的配筋或和箍筋的配筋來予以實現(xiàn)[2]。

3 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用

圖1為某棟高層住宅建筑典型結(jié)構(gòu)平面，該建筑有31層，總高度在100m左右，每層有8戶。此建筑設(shè)計當(dāng)中，除了核心筒，其他所有結(jié)構(gòu)均布置為T形剪力墻和短肢L形剪力墻，基本上都有墻體對其拉直，并且將短肢墻設(shè)置在外凸盡端，將外露連梁設(shè)置在內(nèi)凹的采光廊外部位置，使平面整體滿足剛性要求。該建筑為肋形樓蓋，采用的雙向樓板和單向樓板對應(yīng)跨度都較小。此建筑以7度進行抗震設(shè)防，基本風(fēng)壓0.5kN/m2。

圖1 高層住宅建筑典型結(jié)構(gòu)平面

在高層住宅建筑中合理應(yīng)用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，可使該結(jié)構(gòu)與建筑平面相結(jié)合，通過間隔墻位置對豎向構(gòu)件加以布置，不會和建筑使用功能產(chǎn)生沖突。同時，梁在與各短肢墻連接時，會根據(jù)墻肢位置進行布置，并在隔墻豎向平面中具有隱蔽性，有效解決了一般框架結(jié)構(gòu)中梁柱凸出墻面的問題。采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進行高層住宅建筑設(shè)計，能有效擴大建筑使用面積，降低建筑自重，工程基礎(chǔ)費用會有效減少，具有突出的經(jīng)濟性，對促進建筑行業(yè)健康發(fā)展具有重要作用。將短肢剪力墻結(jié)構(gòu)合理應(yīng)用在高層住宅建筑中，雖然結(jié)構(gòu)成本有所增加，但用戶獲得了更大的住宅結(jié)構(gòu)空間，并可對空間進行靈活劃分，房屋品質(zhì)獲得顯著提升。這種結(jié)構(gòu)體系目前在京、滬、深、穗等地廣受青睞，例如北京地區(qū)的奧林匹克花園和“龍澤苑”小區(qū)、上海地區(qū)的金橋愛建園、碧林灣、英麒苑及天江格調(diào)空間、深圳地區(qū)的山湖居、翡翠園與重慶的回龍灣等，都對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)實現(xiàn)有效應(yīng)用，使建筑空間更大，便于住戶按照自己的需求和創(chuàng)意，靈活、自由地進行間隔。

4 結(jié)語

近些年，城市高層建筑數(shù)量與規(guī)模均呈現(xiàn)持續(xù)拓展的趨勢，在此條件下保障廣大群眾生命財產(chǎn)安全至關(guān)重要，在人口劇增等背景下高層住宅將日益增多，同時帶給高層建筑施工更大挑戰(zhàn)和考驗，因此相關(guān)工作人員必須做好技術(shù)準(zhǔn)備。當(dāng)正式開展高層建筑工程施工時，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)揮著不容小覷的作用，可有效確保工程整體穩(wěn)定性以及經(jīng)濟性[3]?；诖耍诟邔咏ㄖ┕み^程中不斷提高對此項技術(shù)應(yīng)用的重視程度，必須全面探究可能出現(xiàn)的問題，及時采取對策進行預(yù)防和處理，且在今后施工中以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進行操作施工，為施工效率以及質(zhì)量提供重要保障。對于所有建筑工作者而言，這是其共同職責(zé)，主要原因是施工質(zhì)量與廣大群眾生命財產(chǎn)安全密切相關(guān)。