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

王碩

大連城建設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧大連 116011

在高層建筑工程建設(shè)中，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是一種常用的建筑形式，具有極好的經(jīng)濟(jì)性和安全性。而在短肢剪力墻的施工中，存在很大的困難和技術(shù)問(wèn)題需要解決，工作人員需要熟練的工作技術(shù)，要需要嚴(yán)格的操作流程和規(guī)范，只有這樣才能保障生活的高質(zhì)量和生命財(cái)產(chǎn)安全[1]。

1 短肢剪力墻定義

按照J(rèn)GJ3—2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，短肢剪力墻指的是墻肢截面厚度在300mm及以下，長(zhǎng)度與厚度比值在4-8的剪力墻。同時(shí)，規(guī)定構(gòu)件截面長(zhǎng)度小于厚度4倍時(shí)，需依據(jù)柱的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，也就是長(zhǎng)厚比在4-5時(shí)，應(yīng)依據(jù)短肢剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)。若剪力墻短肢截面高度與厚度之比≥8時(shí)就是一般剪力墻。在高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，其結(jié)構(gòu)不能都應(yīng)用短肢剪力墻體系，若使用比較多的短肢剪力墻，就需布置筒體，在筒體和短肢剪力墻共同形成剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，抵抗建筑物受到的水平荷載。

2 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)特點(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(guò)程中可以合理的基于高層建筑不同剪力墻體的布置來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程中，設(shè)計(jì)者可以綜合多種不同的方案來(lái)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(lái)說(shuō)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)布局上引人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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)裂，因此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)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(lái)予以加強(qiáng)，通常可采用增加縱筋的配筋或和箍筋的配筋來(lái)予以實(shí)現(xiàn)[2]。

3 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用

圖1為某棟高層住宅建筑典型結(jié)構(gòu)平面，該建筑有31層，總高度在100m左右，每層有8戶。此建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，除了核心筒，其他所有結(jié)構(gòu)均布置為T形剪力墻和短肢L形剪力墻，基本上都有墻體對(duì)其拉直，并且將短肢墻設(shè)置在外凸盡端，將外露連梁設(shè)置在內(nèi)凹的采光廊外部位置，使平面整體滿足剛性要求。該建筑為肋形樓蓋，采用的雙向樓板和單向樓板對(duì)應(yīng)跨度都較小。此建筑以7度進(jìn)行抗震設(shè)防，基本風(fēng)壓0.5kN/m2。

圖1 高層住宅建筑典型結(jié)構(gòu)平面

在高層住宅建筑中合理應(yīng)用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，可使該結(jié)構(gòu)與建筑平面相結(jié)合，通過(guò)間隔墻位置對(duì)豎向構(gòu)件加以布置，不會(huì)和建筑使用功能產(chǎn)生沖突。同時(shí)，梁在與各短肢墻連接時(shí)，會(huì)根據(jù)墻肢位置進(jìn)行布置，并在隔墻豎向平面中具有隱蔽性，有效解決了一般框架結(jié)構(gòu)中梁柱凸出墻面的問(wèn)題。采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行高層住宅建筑設(shè)計(jì)，能有效擴(kuò)大建筑使用面積，降低建筑自重，工程基礎(chǔ)費(fèi)用會(huì)有效減少，具有突出的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)促進(jìn)建筑行業(yè)健康發(fā)展具有重要作用。將短肢剪力墻結(jié)構(gòu)合理應(yīng)用在高層住宅建筑中，雖然結(jié)構(gòu)成本有所增加，但用戶獲得了更大的住宅結(jié)構(gòu)空間，并可對(duì)空間進(jìn)行靈活劃分，房屋品質(zhì)獲得顯著提升。這種結(jié)構(gòu)體系目前在京、滬、深、穗等地廣受青睞，例如北京地區(qū)的奧林匹克花園和“龍澤苑”小區(qū)、上海地區(qū)的金橋愛(ài)建園、碧林灣、英麒苑及天江格調(diào)空間、深圳地區(qū)的山湖居、翡翠園與重慶的回龍灣等，都對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)有效應(yīng)用，使建筑空間更大，便于住戶按照自己的需求和創(chuàng)意，靈活、自由地進(jìn)行間隔。

4 結(jié)語(yǔ)

近些年，城市高層建筑數(shù)量與規(guī)模均呈現(xiàn)持續(xù)拓展的趨勢(shì)，在此條件下保障廣大群眾生命財(cái)產(chǎn)安全至關(guān)重要，在人口劇增等背景下高層住宅將日益增多，同時(shí)帶給高層建筑施工更大挑戰(zhàn)和考驗(yàn)，因此相關(guān)工作人員必須做好技術(shù)準(zhǔn)備。當(dāng)正式開(kāi)展高層建筑工程施工時(shí)，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)揮著不容小覷的作用，可有效確保工程整體穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性[3]。基于此，在高層建筑施工過(guò)程中不斷提高對(duì)此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的重視程度，必須全面探究可能出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)采取對(duì)策進(jìn)行預(yù)防和處理，且在今后施工中以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行操作施工，為施工效率以及質(zhì)量提供重要保障。對(duì)于所有建筑工作者而言，這是其共同職責(zé)，主要原因是施工質(zhì)量與廣大群眾生命財(cái)產(chǎn)安全密切相關(guān)。