建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)探究

吳柏根 葛海靜

摘要：隨著高層建筑在我國(guó)的建筑業(yè)中占據(jù)了主導(dǎo)地位，人們對(duì)其建筑的結(jié)構(gòu)形式越來(lái)越挑剔，傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，明墻暗柱已經(jīng)不能滿足人們對(duì)空間感的要求。近年來(lái)許多高層建筑的設(shè)計(jì)采用了一個(gè)全新的建筑形式，就是在墻中包含柱的結(jié)構(gòu)形式。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用于其室內(nèi)開拓感強(qiáng)，視野開闊而受到人們的追捧。這樣的一個(gè)新的結(jié)構(gòu)形式，短肢剪力墻就誕生了。

關(guān)鍵詞：短肢墻定義；抗震性；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 引言

短肢墻與傳統(tǒng)的異性柱有很大區(qū)別，其適用方位為12-16層的小型高層建筑，而且在材料用量和施工工藝都比傳統(tǒng)施工要高效節(jié)省。所以發(fā)展短肢墻工藝是未來(lái)高層建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2 短肢墻定義分析及結(jié)構(gòu)

在《高規(guī)》中有明確的規(guī)定，短肢墻的墻厚一般小于300毫米，其長(zhǎng)墻段和短墻段的施工比例要大于4但是不能超過8。短肢墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)合建筑平面，利用間隔墻位置來(lái)布置豎向構(gòu)件，基本上不與建筑功能發(fā)生矛盾；墻的數(shù)量可多可少，肢長(zhǎng)可長(zhǎng)可短，主要視抗側(cè)力的需要而定，還可通過不同的尺寸和布置來(lái)調(diào)整剛度中心的位置；能靈活布置，可選擇的方案較多，施工工藝簡(jiǎn)單；連接各墻的梁，隨墻肢位置而設(shè)于間隔墻豎平面內(nèi)，可隱蔽施工。

3 短肢墻與傳統(tǒng)鋼筋混凝土澆筑結(jié)構(gòu)墻的不同

短肢墻的抗震性比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu)墻要弱。采用傳統(tǒng)鋼筋混凝土澆筑的結(jié)構(gòu)墻在設(shè)計(jì)大跨度梁的時(shí)候一般使用連肢墻，這樣的設(shè)計(jì)可以使剛構(gòu)結(jié)構(gòu)墻在建筑中均勻分布，使受力點(diǎn)分散，從而形成強(qiáng)側(cè)力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。但是這樣的設(shè)計(jì)弊病在不適用于小型高層，只適用于大型高層建筑。

4 短肢墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

4.1 高層點(diǎn)（板）式住宅采用短肢抗震墻結(jié)構(gòu)體系，只要抗側(cè)力構(gòu)件布局合理仍然是比較理想的一種結(jié)構(gòu)體系，但在地震區(qū)，高層建筑中，剪力墻不宜過少，墻肢不宜過短，因此不應(yīng)設(shè)計(jì)僅有短肢剪力墻的高層建筑，要求設(shè)置剪力墻筒體（或一般剪力墻），形成短肢剪力墻與筒體（一般剪力墻）共同抵抗水平力的結(jié)構(gòu)。

4.2 短肢墻的布置合理、對(duì)稱、均勻、力求質(zhì)量中心與剛度中心重合，短肢墻布置應(yīng)以T形、L形 、]形、+形為主，這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩(wěn)定。

4.3 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，會(huì)加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，因此應(yīng)加墻其抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率。

4.4 主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)筒體（或長(zhǎng)墻）一般利用樓、電梯間，但要注意剛度的均衡性，不要集中在一處布置使建筑產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，同時(shí)筒體要有足夠的剛度，其平面尺寸不宜過小，要使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)總底部地震傾覆力矩的50%，形成多道抗震防線，為了確保水平力可靠傳遞，核心區(qū)樓板適當(dāng)加厚，與核心筒相連的連梁按強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì)，短肢墻之間的梁凈跨不宜過小（一般取4～6m），使其具有一定的耗能作用。

4.5 短肢墻受力以承擔(dān)豎向荷載為主，承擔(dān)水平荷載為輔，其截面尺寸要適當(dāng)，墻肢截面高度與厚度之比宜在5～8左右為好，且墻厚不小于200mm，當(dāng)墻肢截面高度與厚度比小于等于3時(shí)，應(yīng)按柱的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，短肢墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值的軸

壓比，抗震等級(jí)為一、二、三時(shí)分別不宜大于0.5、0.6、0.7。對(duì)于無(wú)翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，因其延性更為不利，因此軸壓比限值要相應(yīng)降低0.1。

4.6 短肢剪力墻的抗震等級(jí)應(yīng)比一般剪力墻的抗震等級(jí)提高一級(jí)采用，主要目的是從構(gòu)造上改善短肢剪力墻的延性。對(duì)于短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值，不僅底部加強(qiáng)部位應(yīng)按規(guī)范調(diào)整，其他各層也要調(diào)整，一、二級(jí)抗震等級(jí)應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2，主要目的是避免短肢剪力墻過早剪壞。抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻截面的縱向鋼筋的配筋率，底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0% 。各短肢墻應(yīng)盡量對(duì)齊、拉直，使之與連梁一起構(gòu)成較規(guī)則且連續(xù)均勻的抗側(cè)力片。并且每道短肢墻宜有兩個(gè)方向的梁與之連接。

4.7 短肢墻的數(shù)量可多可少，肢長(zhǎng)可長(zhǎng)可短，主要視抗側(cè)力的需要而定，還可 以通過不同尺寸和布置調(diào)整剛度和剛度中心位置.短肢剪力墻—筒體（或一般剪力墻）結(jié)構(gòu)體系，電算分析力學(xué)模型建議采用高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系考慮，各部位宜取兩種力學(xué)模型分析結(jié)果的不利工況，短肢墻之間的梁應(yīng)根據(jù)跨高比的不同分別按連梁、框架梁計(jì)算內(nèi)力和配筋，（既一般情況下當(dāng)短剪力墻洞口形成的跨高比小于5的連梁，應(yīng)按連梁進(jìn)行設(shè)計(jì)；當(dāng)跨高比不小于5時(shí)，宜按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)），短肢墻仍屬于剪力墻的范疇，配筋可采用一般剪力墻的計(jì)算方法，但是對(duì)于長(zhǎng)寬比小于3的短肢墻則必須按柱的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。注意整體計(jì)算需考慮填充墻對(duì)建筑基本自振周期影響，折減系數(shù)可取0.8～0.9。

5 短肢墻的施工管理措施

短肢墻的施工要求和普通剪力墻是一樣的。其主要標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）采用現(xiàn)澆鋼筋砼短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，截面厚度不應(yīng)小于300mm， 7度和8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻應(yīng)設(shè)置翼緣和布置筒體，形成短肢剪力墻與筒體共同抵抗水平力和剪力墻結(jié)構(gòu)。

（2）短肢剪力墻的抗震等級(jí)應(yīng)比一般剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等提高一級(jí)采用。

（3）短肢剪力墻自下到上連續(xù)布置，避免剛度突變，截面的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%。

（4）采用現(xiàn)澆整體樓面結(jié)構(gòu)和屋面結(jié)構(gòu)，樓面梁、屋面梁縱向鋼筋應(yīng)可靠錨固在剪力墻內(nèi)。

（5）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)截面尺寸小，砼保護(hù)層薄，砼強(qiáng)度等級(jí)也較高，截面尺寸不允許出現(xiàn)負(fù)偏差。由于剪力墻結(jié)構(gòu)為雙排鋼筋，加之約束邊緣構(gòu)件——暗柱、暗梁、端柱、翼緣及連梁等截面尺寸，尤其在節(jié)頭部位鋼筋十分密集，確保每層垂直、水平構(gòu)件一次澆注完畢，并充分振搗密實(shí)。

6 結(jié)語(yǔ)

短肢墻在結(jié)構(gòu)上適用于中小型高層住宅，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)很容易被人們所接受，但在施工中要注意其施工工藝，在設(shè)計(jì)中要注意短肢墻的分布方式，避免短肢墻的設(shè)計(jì)誤區(qū)，還有就是在短肢墻與傳統(tǒng)剪力墻的銜接。傳統(tǒng)剪力墻有著剛應(yīng)力強(qiáng)的特點(diǎn)這一項(xiàng)可以彌補(bǔ)短肢墻的穩(wěn)定性問題。最后設(shè)計(jì)中的短肢墻有利于建筑空間的釋放而且不影響其功能性，而且屬于隱蔽工程，所以短肢墻在實(shí)際工程中應(yīng)用，可是對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)住房觀念的改變，非常值得大力推廣。

參考文獻(xiàn)

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