探析短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中的特點(diǎn)和應(yīng)用

呂臻 王軍 米建軍

摘要：隨著人們對(duì)高層建筑的需求化越來越多樣，對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及質(zhì)量控制等方面提出了更具挑戰(zhàn)性的要求。短肢剪力墻，是當(dāng)前應(yīng)對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的一個(gè)重要技術(shù)手段，高層相關(guān)施工人員一定要重要對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中的具體應(yīng)用控制措施，將實(shí)際施工條件和短肢剪力墻的應(yīng)用特點(diǎn)以及原則有機(jī)結(jié)合起來，注意應(yīng)用效果的記錄和總結(jié)，以便于為高層建筑質(zhì)量控制提供可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：短肢剪力墻，結(jié)構(gòu)，高層建筑，特點(diǎn)，應(yīng)用

一、短肢剪力墻的基本特點(diǎn)

在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，因空間布局原因，短肢剪力墻是一種運(yùn)用較多的豎向抗側(cè)力構(gòu)件形式。通常在進(jìn)行設(shè)計(jì)布局的過程中，只要能避免短肢剪力墻帶來的抗震性能差的缺點(diǎn)，通過合理的短肢剪力墻的布置，能夠更好的實(shí)現(xiàn)建筑平面布置。通過設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來看，其特點(diǎn)主要由如下四點(diǎn)：

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(xiàng)要求，較好地與建筑平面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)建筑意圖。從而促使在進(jìn)行應(yīng)用過程中可以合理的基于小高層建筑不同剪力墻體的布置來進(jìn)行豎向構(gòu)件的設(shè)計(jì)，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(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

第二，在短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)方案布置與計(jì)算過程中，由于其出現(xiàn)反彎點(diǎn)的可能性較大，在計(jì)算時(shí)更類似于一個(gè)異形柱，所以短肢剪力墻會(huì)同時(shí)承受較大剪力與軸力，因此在計(jì)算時(shí)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(yàn)算。而當(dāng)短肢剪力墻遇有集中荷載時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行局部受壓驗(yàn)算，通過計(jì)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(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，考慮到短肢剪力墻的一系列特點(diǎn)，在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)者可以綜合多種不同的方案來進(jìn)行墻體的靈活布置，能夠基于不同的方案運(yùn)用實(shí)現(xiàn)空間布置，這對(duì)于更好達(dá)成支撐樓蓋設(shè)計(jì)處理來說也有積極的價(jià)值和意義。

第四，相對(duì)一般剪力墻結(jié)構(gòu)而言，在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)布局上引入短肢剪力墻布置能夠更好的實(shí)現(xiàn)剪力墻數(shù)量的縮減，同時(shí)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(jì)過程中對(duì)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(duì)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(yàn)算過程中，地震的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)使剪力墻的翹曲變形會(huì)變得突出，因此，短肢剪力墻墻肢會(huì)屈服開裂，因此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)加強(qiáng)短肢剪力墻墻體的抗震構(gòu)造措施，對(duì)局部的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)提高一度來予以加強(qiáng)，通?？刹捎迷黾涌v筋的配筋或和箍筋的配筋來予以實(shí)現(xiàn)。另外，也可以通過調(diào)整建筑的使用功能酌情減小載荷來。通過這些調(diào)整措施，能夠促使小高層建筑在具體使用過程中有突出的抗震表現(xiàn)。

二、高層建筑中的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用

（一）應(yīng)用原則

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)如今城市中高樓大廈建筑中最典型的代表，滿足了高層建筑的抗側(cè)力需求。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑的應(yīng)用越來越多，逐漸形成了“兩個(gè)必須”應(yīng)用原則。第一，必須按建筑功能確定短肢剪力墻的數(shù)量。建筑功能，實(shí)質(zhì)上就是指高層建筑結(jié)構(gòu)中的豎向結(jié)構(gòu)與整個(gè)建筑的基礎(chǔ)承載力相適應(yīng)。按建筑功能確定其數(shù)量，是使建筑穩(wěn)定性達(dá)到相關(guān)規(guī)定的重要保障。第二，必須以建筑整體的剛性需求為依據(jù)來展開建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。在建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)之初，就要對(duì)其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性加以控制，而只有將建筑整體的剛性需求作為控制穩(wěn)定性的基礎(chǔ)和前提，才能保證高層建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)朝著科學(xué)和合理的方向趨勢(shì)繼續(xù)建設(shè)發(fā)展。

（二）應(yīng)用的集中表現(xiàn)特性

經(jīng)過探究短肢剪力墻的應(yīng)用原則并查閱相關(guān)管理部門制定的關(guān)于短肢剪力墻的設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)，可以總結(jié)出四個(gè)應(yīng)用上的集中表現(xiàn)特性。第一，在建筑功能重合的前提下，結(jié)合高層建筑的整體結(jié)構(gòu)特征，通過采用豎向構(gòu)件，最終完成隔墻位置的設(shè)置。第二，在綜合考慮了高層建筑對(duì)于結(jié)構(gòu)的整體需求和平面要求后，以結(jié)構(gòu)建設(shè)的抗側(cè)力為前提，最終將中心豎向交通區(qū)域設(shè)置成筒體。第三，在尊重短肢剪力墻在高層建筑結(jié)構(gòu)布置的客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上，在利用樓蓋進(jìn)行支撐時(shí)結(jié)合短肢剪力強(qiáng)的靈活性，降低結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，最終按節(jié)點(diǎn)完成了建設(shè)進(jìn)度任務(wù)。第四，在與傳統(tǒng)高層建筑中的剪力墻結(jié)構(gòu)比較之下，現(xiàn)在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)具有降低建筑物整體重量的功能，在項(xiàng)目施工時(shí)利用這一功能提高工程建設(shè)的效率，最終通過降低工程造價(jià)來進(jìn)行成本控制。

（三）應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義和作用

從短肢剪力墻開始出現(xiàn)到現(xiàn)在已被高層建筑大量應(yīng)用，其自身結(jié)構(gòu)特征已經(jīng)不斷完善和發(fā)展。短肢剪力墻以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和受力分析等特點(diǎn)，滿足高層建筑的功能性需求，能夠與框架式結(jié)構(gòu)下的墻柱與墻體互相作用的結(jié)構(gòu)特征高度契合。各個(gè)短肢剪力墻之間通過梁進(jìn)行了連接，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體性，同時(shí)提高了抗壓防彎能力。此外，在裝飾作用上，該結(jié)構(gòu)使整個(gè)房屋外觀看起來更加美觀，有助于建筑結(jié)構(gòu)將自身的“整體美”體現(xiàn)的淋漓盡致。短肢剪力墻和其他剪力墻相比還具有靈活多變的特點(diǎn)，這就有利于對(duì)房間進(jìn)行合理的分隔安排。而且在結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度和整體結(jié)構(gòu)剛度上，控制和調(diào)整的操作難度減小，因剪力墻剛度過大造成過度浪費(fèi)現(xiàn)象出現(xiàn)的幾率大幅降低，這樣一來，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的靈活性就為高層建筑的設(shè)計(jì)靈感和思維提供更多無限的可能性。

三、高層建筑中的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用要點(diǎn)

（一）建筑結(jié)構(gòu)的底部施工環(huán)節(jié)

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的底部施工進(jìn)行時(shí)，施工人員要對(duì)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)穩(wěn)定性的調(diào)整進(jìn)行熟練操控，在操作時(shí)保證配筋率大于1.2%，并且其他部位的配筋率上也必須大于0.1%，若底部施工環(huán)節(jié)的配筋量不滿足要求，結(jié)構(gòu)整體就難以處在理想的壓力強(qiáng)度下，抗震功能的效果也會(huì)大打折扣。

（二）實(shí)際設(shè)計(jì)工作中

實(shí)際設(shè)計(jì)工作中的設(shè)計(jì)人員是影響配筋方式是否合理的關(guān)鍵因素。有些設(shè)計(jì)人員不以施工項(xiàng)目的實(shí)際情況為基礎(chǔ)，只一味盲目的迎合建設(shè)單位控制預(yù)算的規(guī)定，在高層建筑中盲目、毫無靈活應(yīng)變性的對(duì)剪力墻高厚比進(jìn)行控制。然而，這種做法不僅不符合剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，還大大挫傷了結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，可謂是短肢剪力墻設(shè)計(jì)能力和水平的倒退。

（三）施工人員具體操作

工作人員在實(shí)際的操作環(huán)節(jié)中，要有高度的責(zé)任意識(shí)和謹(jǐn)慎性，實(shí)事求是地根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況來進(jìn)行相應(yīng)的建筑抗震設(shè)計(jì)建設(shè)，為提高建筑主體的安全性貢獻(xiàn)自己的一份力量。

四、結(jié)語

高層建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用不是直接簡(jiǎn)單的替換和使用，而是要從結(jié)構(gòu)應(yīng)用原則、應(yīng)用特性和現(xiàn)實(shí)意義等多方面綜合把握和考慮的多步驟工序。高效合理應(yīng)用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，一定程度上保證了高層建筑不受其他外部因素的影響，從而達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量控制效果，推動(dòng)高層建筑在建設(shè)進(jìn)程上早日實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。

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