基于高層短肢剪力墻結構的設計問題分析與探討

1、<p>　　基于高層短肢剪力墻結構的設計問題分析與探討</p><p>　　【摘 要】隨著高層建筑規(guī)模的擴大，其建設施工技藝也得到了逐漸的完善。傳統(tǒng)的剪力墻結構雖然能夠滿足建設使用的需求，但是靈活性不夠，在此基礎上，我們研發(fā)了短肢剪力墻結構。本文主要對該項技術進行全面的介紹，重點論述其使用的優(yōu)質特性以及相應的限制性因素等。 </p><p>　　【關鍵詞】短肢剪力墻；高層建筑；建

2、筑施工；施工建設人員 </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　高層建筑由于占地面積小，使用空間大，而在國內得到迅速的發(fā)展。目前我國的各個城市都在進行大規(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)的剪力墻結構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，而短肢剪力墻結構是在剪力墻結構基

3、礎上發(fā)展而來的，經過改良的短肢剪力墻結構更能適應高層建筑的需求，目前已經得到了比較廣泛的應用。 </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構體系。它根據高層住宅平面特點， 利用豎向交通中心區(qū)的分隔墻 ，設置鋼筋混凝土墻， 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 豎向構件， 視結構受力需要和建筑平面布置 ， 在房間分隔墻交點處設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，構成整幢建筑的結構體系。短肢剪力墻的構成形式多樣，在進行建筑施工時，建筑施工單位可以根據建筑的實際需要進行調整，但是無論那種形式的采用，都應該遵循經濟成本低廉，施工操作簡單的基本原則，以便提高建設施工的效率。 </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構，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。這種低干擾的性質很大程度上提高了其利用的范圍。 </p><p>　　2、短肢剪力墻的結構總數沒有明確統(tǒng)一的規(guī)定，在實際施工中，施工人員可以根據實際建筑的條件和建設工期等因素進行靈活性的選擇，因此，更符合建設施工單位的要求。 </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量，降低了安全隱患。 </p><p>　　5、當下部建筑要求為大空間時， 易通過轉換結構或轉換層來處理上下部結構關系。

7、 </p><p>　　6、為滿足軸壓比限值及構造要求， 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>　　短肢剪力墻結構雖然是新技術模式，但是國家的建筑管理部門已經對其建設施工提出了相關的標準，施工建設時，施工人員和設計工作者必須嚴格遵循相關的規(guī)定，違規(guī)操作現象需要接受調查，具體的規(guī)定列舉如下： <

8、/p><p>　　1、其最大適用高度應比剪力墻結構適當降低 ， 且7度和8度抗震設計時分別不應大于 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構總底部傾覆力矩的 50%。 </p><p>　　3、短肢剪力墻的抗震等級應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生的軸力設計值得軸壓比，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小于200mm；

10、</p><p>　　7、 7， 8 度抗震設計時，短肢剪力墻宜設置翼緣，一字型短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側向交的樓面梁。短肢剪力墻的布置還應遵循以下原則： 短肢剪力墻數量宜適中，滿足豎向荷載和抗側力需要即可 ； 短肢剪力墻應盡量均勻布置，使其軸向力相差不大，且便于支撐樓 蓋 ； 當有抗震要求或風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， 應布置必要的短肢剪力墻，以加強其整體性，滿足

11、受力及平面剛度和抗扭轉要求；各短肢 墻應盡量對齊拉直，使之與連梁一起構成較規(guī)整且連梁連續(xù)數跨的抗側力片。 </p><p>　　四、設計時應注意的問題 </p><p>　　1、結構的動力特性分析和桿件內力計算采取三維計算方法。這時對于豎向構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量，降低施工的工作量，所以在進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，所以不能構建的過高，否則就失去了使用的效能。 </p><p>　　3、要嚴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。根據以往的經驗總結我們能夠得出結論，該墻體的壓力承受數值需要符合標準，壓力過小，墻體的支撐性能減弱，

13、墻體的壓力過高時，中心軸會出現偏差，建筑中的混凝土在偏壓的作用下會出現裂縫。墻體裂縫是建筑的一個重要質量問題，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變大小設置的約束邊緣構件的設計方法，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，外墻轉角處不應采用一字形；為了有利于保證墻、梁的有效斷面，同一構件各方向墻肢的厚度應盡可能相等。 </p><p>　　5、要正確判定短肢剪力墻結構墻肢平面內梁的屬性規(guī)程規(guī)定：按連梁進行設計剪力墻開洞形成的跨高比小于5的連梁；按框架梁進行設計剪力墻開洞形成的跨高比不小于5的連梁。設計時比較合理的辦法就是把短肢墻平面內的梁按規(guī)范進行分類設計，但在做抗震分析時，為了使梁截面設計易于滿足規(guī)范的要求，同時也

15、為了安全考慮，不應做連梁剛度的折減。 </p><p>　　6、短肢剪力墻結構體系的抗震薄弱環(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，可出現先于與其相連的梁破壞的情況。因此，設計中，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，應加強位于建筑外邊緣及角點處的短肢剪力墻的延性抗震構造措施。 </p><p>　　7、應按規(guī)定提高短肢墻結構的抗震等級，以便提高其配筋量；短肢

16、剪力墻結構較柔，周期較長，為了加大地震力，增加安全儲備，應適進行周期折減。 </p><p>　　五、結構設計計算原則分析 </p><p>　　短肢剪力墻結構由于總體結構發(fā)生了變化，所以對其重力和耐力等數值的計算就要與傳統(tǒng)的墻體結構區(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，具體表現在：在 SATWE 計算中，建模應按規(guī)范有關要求，依據構件截面高寬比進行定義和分類 ， 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構，因此在短肢剪力墻較多時，需要對所有數據進行預先計算，并將兩次計算結果進行對比，出現異常的數據必須進行重點分析。 </p><p>　　六、結構設計改進措施分析 </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， 會出現先于其他連梁的破壞情況。設計中應當加強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、結語 </b></p><p>　　隨著我國經濟水平的不斷提高，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)的擴大?，F有的短肢剪力墻結構雖然已經能夠適應了現行的建筑需求，但是進行技術革新和改良是技術人員的基本工作，希望通過大量的經驗積累，我國的高層建筑墻體結構還能夠得到