基于高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計問題分析與探討

1、<p>　　基于高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計問題分析與探討</p><p>　　【摘 要】隨著高層建筑規(guī)模的擴(kuò)大，其建設(shè)施工技藝也得到了逐漸的完善。傳統(tǒng)的剪力墻結(jié)構(gòu)雖然能夠滿足建設(shè)使用的需求，但是靈活性不夠，在此基礎(chǔ)上，我們研發(fā)了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。本文主要對該項技術(shù)進(jìn)行全面的介紹，重點論述其使用的優(yōu)質(zhì)特性以及相應(yīng)的限制性因素等。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】短肢剪力墻；高層建筑；建

2、筑施工；施工建設(shè)人員 </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　高層建筑由于占地面積小，使用空間大，而在國內(nèi)得到迅速的發(fā)展。目前我國的各個城市都在進(jìn)行大規(guī)模的高層建筑施工。高層建筑由于與地面的垂直距離比較大，因此對穩(wěn)固性的要求更高。傳統(tǒng)的剪力墻結(jié)構(gòu)職能滿足普通建筑的穩(wěn)固需求，運用在高層建筑中，還是存在安全隱患的，而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是在剪力墻結(jié)構(gòu)基

3、礎(chǔ)上發(fā)展而來的，經(jīng)過改良的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)更能適應(yīng)高層建筑的需求，目前已經(jīng)得到了比較廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　一、短肢剪力墻概念分析 </p><p>　　短肢剪力墻是指大部分墻肢截面高度與厚度之比為 5～8 的剪力墻與筒體或一般剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。它根據(jù)高層住宅平面特點， 利用豎向交通中心區(qū)的分隔墻 ，設(shè)置鋼筋混凝土墻， 組成一個基本完整的核心筒體 ， 作為承受豎向荷載和抗力的

4、主要部分。外圍部分的 豎向構(gòu)件， 視結(jié)構(gòu)受力需要和建筑平面布置 ， 在房間分隔墻交點處設(shè)置適量的鋼筋混凝土短肢墻。各短肢剪力墻間布置連梁，把這些短肢剪力墻及核心筒體連接成一個整體，構(gòu)成整幢建筑的結(jié)構(gòu)體系。短肢剪力墻的構(gòu)成形式多樣，在進(jìn)行建筑施工時，建筑施工單位可以根據(jù)建筑的實際需要進(jìn)行調(diào)整，但是無論那種形式的采用，都應(yīng)該遵循經(jīng)濟(jì)成本低廉，施工操作簡單的基本原則，以便提高建設(shè)施工的效率。 </p><p>　　二、

5、短肢剪力墻體系的特點分析 </p><p>　　1、由于其獨特的造型結(jié)構(gòu)，所以基本上不會影響建筑的正常使用，不影響其建筑效能的發(fā)揮。這種低干擾的性質(zhì)很大程度上提高了其利用的范圍。 </p><p>　　2、短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)總數(shù)沒有明確統(tǒng)一的規(guī)定，在實際施工中，施工人員可以根據(jù)實際建筑的條件和建設(shè)工期等因素進(jìn)行靈活性的選擇，因此，更符合建設(shè)施工單位的要求。 </p><p

6、>　　3、短肢剪力墻的另一個優(yōu)勢在于能夠保證建筑的外觀審美，在加固墻體之時，使用的木料和梁子等，都可以安置在該墻內(nèi)部。 </p><p>　　4、短肢剪力墻的體積明顯比傳統(tǒng)的剪力墻小，所以施工建設(shè)的難度也大大的降低了，減少房屋自身重量的同時，又提高了高層建筑的施工質(zhì)量，降低了安全隱患。 </p><p>　　5、當(dāng)下部建筑要求為大空間時， 易通過轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)換層來處理上下部結(jié)構(gòu)關(guān)系。

7、 </p><p>　　6、為滿足軸壓比限值及構(gòu)造要求， 墻體厚度比一般剪力墻大。 </p><p>　　三、短肢剪力墻的適用范圍和布置原則分析 </p><p>　　短肢剪力墻結(jié)構(gòu)雖然是新技術(shù)模式，但是國家的建筑管理部門已經(jīng)對其建設(shè)施工提出了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，施工建設(shè)時，施工人員和設(shè)計工作者必須嚴(yán)格遵循相關(guān)的規(guī)定，違規(guī)操作現(xiàn)象需要接受調(diào)查，具體的規(guī)定列舉如下： <

8、/p><p>　　1、其最大適用高度應(yīng)比剪力墻結(jié)構(gòu)適當(dāng)降低 ， 且7度和8度抗震設(shè)計時分別不應(yīng)大于 100 米和 60 米。 </p><p>　　2、筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部傾覆力矩的 50%。 </p><p>　　3、短肢剪力墻的抗震等級應(yīng)比一般剪力墻提高一級采用。 </p><p>　　4、各層短肢

9、剪力墻的重力代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計值得軸壓比，抗震等級 為1， 2， 3 級時，分別不宜大于 0.5， 0.6， 0.7； 對于無翼緣或端柱的一字型短肢剪力墻， 其軸壓比限值相應(yīng)降低 0.1。 </p><p>　　5、短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋配筋率， 底部加強(qiáng)部位不宜小于 1.2%， 其他部位不宜小于 1.0%。 </p><p>　　6、短肢剪力墻截面厚度不應(yīng)小于200mm；

10、</p><p>　　7、 7， 8 度抗震設(shè)計時，短肢剪力墻宜設(shè)置翼緣，一字型短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側(cè)向交的樓面梁。短肢剪力墻的布置還應(yīng)遵循以下原則： 短肢剪力墻數(shù)量宜適中，滿足豎向荷載和抗側(cè)力需要即可 ； 短肢剪力墻應(yīng)盡量均勻布置，使其軸向力相差不大，且便于支撐樓 蓋 ； 當(dāng)有抗震要求或風(fēng)力較大或平面凸凹較多時， 在平面外邊緣及角點處 ， 特別是外凸部分， 應(yīng)布置必要的短肢剪力墻，以加強(qiáng)其整體性，滿足

11、受力及平面剛度和抗扭轉(zhuǎn)要求；各短肢 墻應(yīng)盡量對齊拉直，使之與連梁一起構(gòu)成較規(guī)整且連梁連續(xù)數(shù)跨的抗側(cè)力片。 </p><p>　　四、設(shè)計時應(yīng)注意的問題 </p><p>　　1、結(jié)構(gòu)的動力特性分析和桿件內(nèi)力計算采取三維計算方法。這時對于豎向構(gòu)件又有墻元模型與薄壁桿模型，前者是板元與膜元的組合，是一種高精度力學(xué)模型；后者是一種簡化模型，但精確度較低。 </p><p>

12、;　　2、為了保證建筑施工的質(zhì)量，降低施工的工作量，所以在進(jìn)行短肢剪力墻施工時，盡量選址在每一個樓層的中心位置，這樣兩側(cè)受力均衡，墻體的穩(wěn)固性會得到提升。短肢剪力墻以短和小為特點，所以不能構(gòu)建的過高，否則就失去了使用的效能。 </p><p>　　3、要嚴(yán)格控制短肢墻的軸壓比，尤其是無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻。根據(jù)以往的經(jīng)驗總結(jié)我們能夠得出結(jié)論，該墻體的壓力承受數(shù)值需要符合標(biāo)準(zhǔn)，壓力過小，墻體的支撐性能減弱，

13、墻體的壓力過高時，中心軸會出現(xiàn)偏差，建筑中的混凝土在偏壓的作用下會出現(xiàn)裂縫。墻體裂縫是建筑的一個重要質(zhì)量問題，不僅影響墻體的外觀審美，同時也減弱了墻體的受重能力，如不加以及時處理，將留下重大的安全隱患。因此規(guī)范引入剪力墻的變形能力要求，并從變形能力出發(fā)規(guī)定了軸壓比限值，同時提出了按混凝土壓應(yīng)變大小設(shè)置的約束邊緣構(gòu)件的設(shè)計方法，這是十分必要的。 </p><p>　　4、短肢墻截面形式不宜采用一字形，宜優(yōu)先采用L、

14、T、十字形等，外墻轉(zhuǎn)角處不應(yīng)采用一字形；為了有利于保證墻、梁的有效斷面，同一構(gòu)件各方向墻肢的厚度應(yīng)盡可能相等。 </p><p>　　5、要正確判定短肢剪力墻結(jié)構(gòu)墻肢平面內(nèi)梁的屬性規(guī)程規(guī)定：按連梁進(jìn)行設(shè)計剪力墻開洞形成的跨高比小于5的連梁；按框架梁進(jìn)行設(shè)計剪力墻開洞形成的跨高比不小于5的連梁。設(shè)計時比較合理的辦法就是把短肢墻平面內(nèi)的梁按規(guī)范進(jìn)行分類設(shè)計，但在做抗震分析時，為了使梁截面設(shè)計易于滿足規(guī)范的要求，同時也

15、為了安全考慮，不應(yīng)做連梁剛度的折減。 </p><p>　　6、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的抗震薄弱環(huán)節(jié)是建筑外邊緣及角點處的墻肢，特別是一字形短肢剪力墻，可出現(xiàn)先于與其相連的梁破壞的情況。因此，設(shè)計中，為了避免將一字形短肢剪力墻布置在建筑外邊緣及角點處，應(yīng)加強(qiáng)位于建筑外邊緣及角點處的短肢剪力墻的延性抗震構(gòu)造措施。 </p><p>　　7、應(yīng)按規(guī)定提高短肢墻結(jié)構(gòu)的抗震等級，以便提高其配筋量；短肢

16、剪力墻結(jié)構(gòu)較柔，周期較長，為了加大地震力，增加安全儲備，應(yīng)適進(jìn)行周期折減。 </p><p>　　五、結(jié)構(gòu)設(shè)計計算原則分析 </p><p>　　短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于總體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，所以對其重力和耐力等數(shù)值的計算就要與傳統(tǒng)的墻體結(jié)構(gòu)區(qū)別開來，無論是計算方法還是計算模式都要遵循新的原則，具體表現(xiàn)在：在 SATWE 計算中，建模應(yīng)按規(guī)范有關(guān)要求，依據(jù)構(gòu)件截面高寬比進(jìn)行定義和分類 ， SATW

17、E 軟件可以 自動搜索短肢剪力墻，但不能自動判斷短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，因此在短肢剪力墻較多時，需要對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先計算，并將兩次計算結(jié)果進(jìn)行對比，出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)必須進(jìn)行重點分析。 </p><p>　　六、結(jié)構(gòu)設(shè)計改進(jìn)措施分析 </p><p>　　短肢剪力墻的抗震薄弱還節(jié)食建筑外緣及角點處的短肢 ， 特別是一型短肢剪力墻， 會出現(xiàn)先于其他連梁的破壞情況。設(shè)計中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)這些部位短肢剪力墻的延性

18、抗震措施， 避免將一型短肢剪力墻布置在建筑外緣及角點處。 </p><p><b>　　七、結(jié)語 </b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，和人們對于居住要求的普遍提高，高層建筑的規(guī)模還會持續(xù)的擴(kuò)大?，F(xiàn)有的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)雖然已經(jīng)能夠適應(yīng)了現(xiàn)行的建筑需求，但是進(jìn)行技術(shù)革新和改良是技術(shù)人員的基本工作，希望通過大量的經(jīng)驗積累，我國的高層建筑墻體結(jié)構(gòu)還能夠得到