建筑結(jié)構(gòu)中的短肢剪力墻設(shè)計

農(nóng) 偉

1 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)概述

1.1 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的含義

在現(xiàn)代室內(nèi)裝飾設(shè)計的領(lǐng)域，各種建筑結(jié)構(gòu)會影響建筑物的整體審美和舒適度，而室內(nèi)裝飾，由于空間劃分和布局的限制，會帶來較大的難度與代價。為了解決這些問題并能夠發(fā)揮制造的優(yōu)點，漸漸地在剪斷壁的設(shè)計中添加了新的理念，并逐步將它們改進為短肢剪力墻，能夠保證人們活動性和靈活性的替代住宅結(jié)構(gòu)。公認(rèn)的短肢墻是指截面高厚比在5～8之間的剪力墻。這個結(jié)構(gòu)是最普通的情況，即為已知的剪力墻構(gòu)成的建筑物的剩余部分。

1.2 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的特點

短肢剪力墻主要是從4個角度來體現(xiàn)特征。第一，將建筑物的內(nèi)壁的構(gòu)成要素確定為梁，連接各個構(gòu)件，在建筑和裝飾的工序中在隔墻的縱向平面內(nèi)形成，起到壓縮空間的意義。第二，根據(jù)橫方向的抵抗阻力，調(diào)整短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的各壁的大小和數(shù)量，確保了柔軟變通性度。方案的選擇不斷變化，有針對性配置，處理也比較簡單。第三，為了實現(xiàn)建筑方面的強度和剛度，增加中央剪力墻的使用。第四，短肢剪力墻的構(gòu)造不會妨礙和負(fù)面影響建筑物的性能，但有助于促進建筑物的平面協(xié)調(diào)，借助隔墻的位置優(yōu)勢，可以安裝一些垂直部分。

1.3 短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)布置

在這個結(jié)構(gòu)的配置和操作過程中，必須注意短肢剪力墻的水平方向和直線方向的平衡分配，為了防止過大的誤差和變動，必須平均地控制軸向應(yīng)力的數(shù)量。第二，短肢剪力墻的墻壁應(yīng)該注意到科學(xué)設(shè)計之間的距離。為了提高整個建筑物的性能，滿足平面剛性強度標(biāo)準(zhǔn)，有必要在墻角、外側(cè)或外部凸起處設(shè)計和安裝適當(dāng)?shù)亩讨袅σ约訌姾奢d分散和橫梁的支撐力。

一般來說，每面墻的短肢墻將兩根梁向相反的方向連接，在墻壁縱面上的連接配置是最科學(xué)的。連接梁的寬度和厚度是相同的，連接梁的寬度和厚度在數(shù)值上保持不變。也可以通過自我規(guī)劃和組合來設(shè)置長度較長的矩形柱或墻。而且短肢墻的數(shù)量控制也精細(xì)，不要太多或者太少，需要具有一定程度的結(jié)構(gòu)剛性的要求，但也滿足了縱向的負(fù)荷和橫向的抵抗要求。

根據(jù)受力的實際情況和建筑面的配置，小型、高層建筑的縱方向成分多具備適當(dāng)數(shù)量的鋼筋混凝土短肢剪力墻。在所有的剪力墻之間進行連接梁，構(gòu)成一個簡單地調(diào)整短肢墻和核心的整體單元，構(gòu)成建筑物系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)。

1.4 短肢剪力墻的優(yōu)點

短肢剪力墻成為如今高層建筑設(shè)計中結(jié)構(gòu)的主力部分。與普通的剪力墻比較，短肢剪力墻的優(yōu)點非常顯著。一般來說，短肢剪力墻與填充墻的厚度相同，短肢剪力墻與多個墻之間的梁處于豎直平面內(nèi)，解決了設(shè)計中梁暴露的問題。第二，通過輕質(zhì)材料的設(shè)計，使短肢剪力墻變得有效，大幅度削減建筑物的重量，對建筑物的穩(wěn)定性提高起了很大的作用，并廣泛地應(yīng)用到建設(shè)業(yè)。第三，短肢剪力墻雖然比普通剪力墻施工難度大，但是由于建筑物的室內(nèi)面積有一定的擴大，能夠擴大利用的空間，其利用價值也大大提高。第四，短肢剪力墻具有較好的隱蔽性，有效地從內(nèi)部來讓墻壁上完全隱藏墻壁的墻肢和梁，靈活利用建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。第五，可以補充抗震壁的大幅度耐力的缺點。由此可知，短肢剪力墻的應(yīng)用成為高層建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計的必然選擇。

2 短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)布置原則

剪斷壁的配置以隔墻和窗間墻為中心，與建筑物的平面相結(jié)合，與建筑功能不會發(fā)生沖突。在設(shè)計肢長的長度和墻壁的數(shù)量時，應(yīng)該滿足計算的參數(shù)。短肢剪力墻配置的主要原理是建筑物的特定功能，為了滿足垂直方向和水平方向的支持力，量和硬度的程度應(yīng)適當(dāng)。短肢剪力墻的配置應(yīng)該滿足條件，必須最小化軸方向的應(yīng)力。在建筑平面的水平方向上發(fā)生不規(guī)則的布局或過載，通常，短肢剪力墻被配置在建筑物的外緣或角落，可以提高結(jié)構(gòu)的整體性，滿足平面剛性的要求。

2.1 斷肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

短肢剪力墻在小高層住宅中的應(yīng)用是理想的。適用于地震域中，短肢剪力墻無法達到良好的抗震性能，剪力墻多，墻壁太長。因此，在實際的設(shè)計過程中，通過組合短肢剪力墻，實現(xiàn)抵抗水平力的影響。

短肢剪力墻的配置是對稱、合理的，而剛性中心必須與質(zhì)量中心一致。為了改善從平面上短肢剪力墻的穩(wěn)定性和抗屈曲能力，布局的形狀應(yīng)該盡量少使用一字形狀。電梯和樓梯通過抗側(cè)力結(jié)構(gòu)簡體，避免邊緣角的情況有扭轉(zhuǎn)，加強扭曲變形，產(chǎn)生墻肢的裂縫，并削弱屈曲彈性。所以，在建筑物外緣角應(yīng)避免短肢剪力墻，剛性的平衡是第一步。如果將其安排在一個地方，就會增加建筑物的扭曲效果。簡化的主體剛性必須充分，可以強化地震防御線，能夠切實地傳遞水平力。

在高層建筑水平短肢剪力墻中，底部小剪力墻承受較大的剛性荷載，從而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪力。在實際設(shè)計中，應(yīng)增加外墻的加固量和厚度，以保證小墻體的延性和抗震性能。

試驗結(jié)果顯示，許多短肢剪力墻建筑，屬于像小墻肢連接梁和底部面外邊緣等那樣的弱的地震鏈接，發(fā)生扭曲效果的話，會產(chǎn)生墻壁的裂縫。因此，在地震時，高層的短肢剪力墻變形、彎曲。豎向荷載主要在底部的小墻肢上上進行，其面積小，當(dāng)然會造成大的損傷。因此，短肢剪力墻的反震等級必須比一般的剪斷墻的高，增加短肢剪力墻的延性。另外，在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，由于墻壁的剛性小，連接梁的韌性低，所以連接梁的破壞的可能性很高。因此，在實際設(shè)計中，需要確認(rèn)連接梁的強剪弱彎。通常，連接梁最初彎曲，緊接著被剪斷破壞。

一方面，短肢剪力墻的力學(xué)模型需要利用高層建筑空間有限元分析軟件SATWE，進行計算分析短肢墻梁的內(nèi)力和配筋計算。根據(jù)不同的跨高比、框架梁和連接梁，需要計算多個主體。在計算過程中，在程序輸入時應(yīng)注意轉(zhuǎn)換層，正確地確定角柱、相支聚。在計算中不能過多地降低連梁的剛度，必須對結(jié)構(gòu)進行抗震計算。

2.2 短肢勞力城在設(shè)計時應(yīng)注的問題

2.2.1 短肢墻抗側(cè)力問題

從抗側(cè)力方面的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的弱剛性觀點來看，與通常的剪力墻結(jié)構(gòu)相比，往往顯得較為不足。因此，在設(shè)計計劃過程中，應(yīng)根據(jù)實際情況決定適當(dāng)?shù)拈L墻成分，可以通過樓梯和電梯形成大型內(nèi)筒體，為了防止強度下構(gòu)造性的變形，實現(xiàn)了有2個抗震要塞的目的。

2.2.2 短肢墻的軸壓比問題

在短肢剪力墻設(shè)計的早期階段，必須認(rèn)真做好短肢剪力墻的軸壓比控制。一些研究結(jié)果表明，剪力墻在受到小偏壓時表現(xiàn)出較差的延性。一旦凝結(jié)力不足，就會產(chǎn)生縱向裂紋。當(dāng)破碎發(fā)生時，構(gòu)件可能失去其承載和變形功能。因此，要加強對前力墻變形的規(guī)定，必須確定軸壓比的極限值，根據(jù)有關(guān)章程確定凝結(jié)上壓力的應(yīng)變，并確定設(shè)計策略。邊緣構(gòu)件，從而達到提高短肢墻體延展性的目的。

2.2.3 結(jié)構(gòu)的動力特性分析和標(biāo)件內(nèi)力計算問題

短肢剪力墻的構(gòu)成要素的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性和內(nèi)部力的計算，有很多的因子和復(fù)雜的數(shù)據(jù)。為了更好地計算和解析工作，可以利用三維計算法。作為比較的前提，可以構(gòu)筑單純化的重量和高精度的垂直構(gòu)件的壁元素模型。可以借助建立的模型的幫助，記錄數(shù)據(jù)。

2.2.4 墻肢和結(jié)構(gòu)的抗震性問題

在短肢剪力墻在建筑體系中的應(yīng)用中，加強墻的結(jié)合效果，提高墻壁和結(jié)構(gòu)的抗震性。結(jié)構(gòu)物的整體剛性依賴于連接梁的剛性的數(shù)值變動，為了提高結(jié)構(gòu)物的抗震性，需要選擇梁的適當(dāng)?shù)募庸毯徒孛妗Ｔ谶B梁計劃中，為了避免接合部的剪斷，利用了“強剪斷，弱彎曲”的法則。梁的剛性的漸增，提高了墻的內(nèi)部力，加強連接梁的作用的結(jié)構(gòu)物的抗震性的擴大。因此，需要控制零件的加固量。在建筑物的實際實施中，將窗下的墻壁作為連接不合適，其高度非常高，對構(gòu)造物的抗震設(shè)計產(chǎn)生不良影響的剪斷剛性很大。因此，結(jié)合梁的設(shè)計最適合剛性小，在斷面小的弱連梁。

短肢剪力墻有很多優(yōu)點和特殊的性質(zhì)，可以滿足建筑物的需求，但也有缺點。因此，在短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，需要考慮到很多因素，利用合理的截面加固的原理，學(xué)習(xí)其結(jié)構(gòu)的特點，利用合理的結(jié)構(gòu)形式，討論適當(dāng)?shù)挠嬎愫头治龇椒ǎ尪讨袅Φ慕Y(jié)構(gòu)可以滿足安全性和可靠性。

3 結(jié)語

總之，加強對短肢剪力墻設(shè)計中的適用的研究，通過該建筑結(jié)構(gòu)來幫助科學(xué)利用，從而促進建筑事業(yè)的發(fā)展。有關(guān)人員要清楚短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的含義，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的特征，需要把握短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)布局。因此，在短肢剪力墻的設(shè)計中注意應(yīng)注意相應(yīng)的問題。總之，在目前的民用住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了實現(xiàn)良好的結(jié)構(gòu)的效果，就要根據(jù)項目的實際情況，選擇剪力墻結(jié)構(gòu)模式。剪力墻在本文中討論的短肢剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有非常顯著的效果，值得在各類建設(shè)項目的應(yīng)用。然而，該技術(shù)在應(yīng)用過程中，相關(guān)人員需要根據(jù)工程情況做好詳細(xì)設(shè)計，以確保整體建筑性能的實際要求。