朱鴻翔

文章編號：2095-6835（2016）13-0110-01

摘 要：在設(shè)計(jì)高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的過程中，其質(zhì)量直接影響著整個(gè)工程的質(zhì)量。就高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常遇問題的解決方法進(jìn)行了探討，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：高層建筑；短肢剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剛度

中圖分類號：TU973.16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.110

短肢剪力墻是高層建筑工程中的常用結(jié)構(gòu)，主要用于跨度較大的高層工程項(xiàng)目中。保證高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量是整個(gè)高層建設(shè)工程項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)之一。因此，本文對高層建筑短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

1 短肢剪力墻的主要特點(diǎn)

短肢剪力墻的主要特點(diǎn)有以下3個(gè)：①該結(jié)構(gòu)的質(zhì)量較輕、抗側(cè)力的剛度較小、對地震的抗壓能力較強(qiáng)，因此，其在地震時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)力較小。②由于其體積較小，可在平面布置和開洞時(shí)自由把握尺寸，這提升了高層建筑施工的便利性。此外，使用短肢剪力墻可增強(qiáng)建筑的空間效果。③該結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件為高剪力墻，連梁的跨高和跨度相對較大，因此，連梁會呈現(xiàn)出彎曲型的破壞形式。由此可見，短肢剪力墻具有一定的延展性。隨著我國高層建筑的發(fā)展，短肢剪力墻的應(yīng)用越來越廣泛。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

短肢剪力墻的名稱來源于其特殊構(gòu)造所形成的剪力墻形式，其計(jì)算模型、剪力墻的配筋方式等與其普通剪力墻結(jié)構(gòu)是基本相同的。

在TAT和TBSA設(shè)計(jì)中，短肢剪力墻只需要按照剪力墻的基本設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)。TAT和TBSA所使用的計(jì)算模型均為桿件、薄壁桿件模型。其中，梁、柱為普通空間桿件，薄壁桿件一端有6個(gè)自由度。考慮到墻單元會受到平面變形的影響，按矩陣位移法由單元?jiǎng)偠染仃囆纬闪丝倓偠染仃?，并引入樓板平面?nèi)剛度無限大的架設(shè)條件后，計(jì)算了減少部分的量。這種算法在高層建筑短肢剪力墻的各種平面設(shè)計(jì)中具有精度高、未知量少的特點(diǎn)。在進(jìn)行高層短肢剪力墻的設(shè)計(jì)過程中，如果設(shè)計(jì)人員未考慮剪切變形，則剪切變形時(shí)的薄壁桿件會對施工整體造成影響，進(jìn)而在復(fù)雜施工中，施工整體會產(chǎn)生變形和不協(xié)調(diào)的問題。

在高層建筑施工過程中，對于不設(shè)有轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)，一般將其設(shè)置在電梯間、樓梯間、心筒和部分剪力墻及剩余的剪力墻框枝處（框支部份采用點(diǎn)連接的方式）。因此，在該結(jié)構(gòu)中無法進(jìn)行位移的處理和連續(xù)力的正確傳遞。

3 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題

在高層建筑施工中，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)短肢剪力墻時(shí)，設(shè)計(jì)思路要符合相應(yīng)的科學(xué)規(guī)律，并在保證設(shè)計(jì)施工合規(guī)的情況下，在設(shè)計(jì)中采用相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)，從而對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。通過對短肢剪力墻的整體研究和調(diào)查得知，應(yīng)對短肢剪力墻的軸壓進(jìn)行合理配置，提高其抗震能力，并對內(nèi)梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確判斷。在具體設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)了解以下3個(gè)短肢剪力墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

3.1 軸壓比的控制

在短肢剪力墻的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視高層建筑的軸壓，特別是使用端柱、無翼緣的“一”字形短肢剪力墻的高層建筑。目前，在高層建筑短肢剪力墻的施工中，當(dāng)其負(fù)荷作用較強(qiáng)，進(jìn)而產(chǎn)生壓彎作用或小偏壓時(shí)，短肢剪力墻的延展性會變差；如果剪力墻的軸壓較大，則混凝土無法承受其應(yīng)力，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。上述情況會使混凝土結(jié)構(gòu)的承載力變?nèi)?，因此，我們要保證剪力墻的軸壓，從而保證其具有一定的延展性。

3.2 提高抗震性能

高層建筑角點(diǎn)的墻肢結(jié)構(gòu)、高層建筑底部的外圍小墻肢及連梁構(gòu)件等，均是高層建筑抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。在高層建筑受到扭轉(zhuǎn)力時(shí)，部分墻肢不會發(fā)生開裂的現(xiàn)象。在高層建筑中，層數(shù)較高的短肢剪力墻的主要結(jié)構(gòu)會在地震發(fā)生時(shí)彎曲變形，導(dǎo)致其底部嚴(yán)重?fù)p壞，尤其是“一”字形小墻肢損壞最為嚴(yán)重。在施工中，短肢剪力墻的主要構(gòu)件的剛度較大，導(dǎo)致連梁受到的剪力過大。因此，在設(shè)計(jì)高層短肢剪力墻時(shí)，對于施工中的薄弱結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注重設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)強(qiáng)化和后期抗震能力的增強(qiáng)等問題，從而保證短肢剪力墻在平面上分布的力比較均勻，并使整體建筑的中心剛度與質(zhì)心是無限接近的，從而減小建筑受到的扭轉(zhuǎn)力。

應(yīng)完善短肢剪力墻邊緣的角點(diǎn)，增加厚度，保證施工時(shí)暗柱中配筋的數(shù)量，對軸壓進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而增強(qiáng)短肢剪力墻的承載力，保證了其延展性，從而保障了高層建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性和實(shí)用性。

連梁在高層建筑中屬于耗能較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件之。如果連梁受到剪切破壞，則會使建筑整體的延展性降低，這對高層建筑的后期抗震不利。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)必須對精準(zhǔn)測算強(qiáng)剪弱彎的大小。此外，在進(jìn)行短肢剪力墻的施工時(shí)，在連梁布置中不可采用“一”字形結(jié)構(gòu)，且在配筋時(shí)必須符合政府出臺的規(guī)范和要求。

3.3 正確判斷內(nèi)梁的屬性

在設(shè)計(jì)高層建筑的過程中，必須在墻開洞跨高小于5時(shí)使用對梁，必須在墻梁跨高大于5時(shí)設(shè)計(jì)框架。由于剛度、抗側(cè)度都與高層短肢剪力墻墻梁的剛度有關(guān)，所以，設(shè)計(jì)截面和配筋數(shù)量時(shí)，必須遵循科學(xué)的設(shè)置原則，增強(qiáng)建筑物的抗震、抗壓性能。此外，在設(shè)計(jì)短肢剪力墻時(shí)，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)減弱其剛度，從而使其截面符合設(shè)計(jì)要求，保證建筑整體結(jié)構(gòu)在后期使用時(shí)的穩(wěn)定性和安全性。

4 結(jié)束語

綜上所述，在整個(gè)高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，保證高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范性，從而保證高層建筑的施工質(zhì)量。

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〔編輯：張思楠〕