焦亞娟 趙玉紅

摘要：本文結(jié)合筆者多年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及質(zhì)量控制措施進(jìn)行探討，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：住宅短肢剪力墻 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 質(zhì)量控制

引言

隨著人們對(duì)高層住宅平面與空間的要求越來越高，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)和異形柱框架結(jié)構(gòu)型式，在很大程度上克服了普通框架與普通剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，得到了住戶與房開商的歡迎。

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)型式，既可以保證結(jié)構(gòu)的剛度、位移，又可以使室內(nèi)空間方正合理，有廣泛的應(yīng)用前景。

本文結(jié)合筆者多年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從短肢剪力墻結(jié)構(gòu)概述入手，探討了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及質(zhì)量控制措施。

一、 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)概述

短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻。其中，高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻較多時(shí)，應(yīng)布置筒體（或一般剪力墻），形成短肢剪力墻與筒體（或一般剪力墻）共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)。

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的必要條件是：抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不大于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。

對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的下限規(guī)定，當(dāng)短肢墻較少時(shí)，如短肢墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的15%～ 40%，則可以按普通剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如果在剪力墻結(jié)構(gòu)中，只有個(gè)別小墻肢，不應(yīng)看成短肢剪力墻結(jié)構(gòu)而應(yīng)作為一般剪力墻結(jié)構(gòu)處理。

二、 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)探討

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，其首先應(yīng)是全剪力墻結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，應(yīng)有足夠的長肢剪力墻。如果把短肢墻看成異形柱，則短肢剪力墻結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為呈框剪結(jié)構(gòu)的變形特征。當(dāng)結(jié)構(gòu)形式符合短肢剪力墻結(jié)構(gòu)形式后，才能在軟件“總信息”參數(shù)的結(jié)構(gòu)體系中，定義結(jié)構(gòu)為“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”。當(dāng)采用殼元模型時(shí)，應(yīng)加細(xì)單元的劃分。

1、抗震設(shè)計(jì)時(shí)

（1）各層短肢剪力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和0.7，對(duì)于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，其軸壓比限值相應(yīng)降低0.1；

（2）除底部加強(qiáng)部位應(yīng)按高規(guī)7.2.10條調(diào)整剪力設(shè)計(jì)值外，其它各層短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值，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；

（3）短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%。剪力墻截面厚度不應(yīng)小于200mm。7度和8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻宜設(shè)置翼緣。一字形短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側(cè)相交的樓面梁。

2、水平荷載下短肢剪力墻的側(cè)移曲線

短肢剪力墻屬于聯(lián)肢墻，水平荷載下，雙肢聯(lián)肢墻的側(cè)移微分方程為：

由此可分別解得均布荷載和倒三角形荷載作用下的水平位移如下:

式中：

；

Ib為考慮剪切變形的連梁截面等效慣性矩，I1,I2分別為兩墻肢截面慣性矩，A1,A2分別為兩墻肢截面面積；H為墻體總高度，h為層高，I為兩墻肢形心之間的距離，lb為連梁的凈跨；q為均布荷載的分布集度；W為倒三角形荷載的最大分布集度。

計(jì)算表明，均布水平荷載或三角形水平荷載下，短肢剪力墻的側(cè)移曲線都是彎剪型。計(jì)算時(shí)混凝土的彈性模量取3 ×1077kN/ m2 , q, w取1kN/ m。

3、短肢剪力墻側(cè)移曲線上反彎點(diǎn)的位置

這里講的是短肢剪力墻整體側(cè)移曲線的反彎點(diǎn)，并不是層間各個(gè)墻肢的反彎點(diǎn)。

反彎點(diǎn)的下方，側(cè)移曲線為彎曲型，短肢剪力墻以整體彎曲為主，層間墻肢沒有反彎點(diǎn)，故受力性能好；反彎點(diǎn)上方，側(cè)移曲線為剪切型，短肢剪力墻以墻肢的局部彎曲為主，受力性能差些。因此，知道這個(gè)反彎點(diǎn)的位置是重要的。

在側(cè)移曲線的反彎點(diǎn)處轉(zhuǎn)角為0，則可以得到求解側(cè)移曲線上反彎點(diǎn)離墻底相對(duì)高度的方程：

式中：, z為墻肢上的任一點(diǎn)到墻底的高度，H為墻體總高度。

容易證明，反彎點(diǎn)的相對(duì)高度毛。只與整體性系數(shù)a、肢強(qiáng)系數(shù)S有關(guān)，而與墻高無關(guān)。這就為求解短肢剪力墻側(cè)移曲線上的反彎點(diǎn)的位置帶來了極大的方便。

側(cè)移曲線反彎點(diǎn)的高度實(shí)際上是反映短肢剪力墻的連梁總約束剛度和墻肢強(qiáng)弱的一個(gè)綜合指標(biāo)，反彎點(diǎn)的高度越高，剪力墻的整體性越好，整體彎曲變形所占的比例越大，對(duì)抗震越有利。

在設(shè)計(jì)過程中由于受建筑條件的限制，有時(shí)難以做到所有的墻肢都能滿足文[3]的要求。這時(shí)可以布置一定數(shù)量的長墻(相對(duì)短肢墻而言)，使得結(jié)構(gòu)體系的總體側(cè)移曲線與短肢剪力墻的側(cè)移曲線相符。即通過對(duì)結(jié)構(gòu)總體側(cè)移曲線反彎點(diǎn)高度的考察來判斷結(jié)構(gòu)體系是否滿足短肢剪力墻的條件，如果其反彎點(diǎn)高度過低則結(jié)構(gòu)不能構(gòu)成短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)對(duì)不同的整體性系數(shù)和肢強(qiáng)系數(shù)的雙肢和三肢對(duì)稱剪力墻的分析結(jié)果，我們建議整體側(cè)移曲線的反彎點(diǎn)的相對(duì)高度宜滿足F>0.40。

三、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制探討

在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，針對(duì)其常出現(xiàn)的質(zhì)量問題，筆者分析了其主要原因，并給出了具體的控制措施。

墻身超厚。

其主要原因是：模板就位調(diào)整不認(rèn)真，穿墻螺桿沒有全部穿齊、擰緊，模板斜撐加固不到位等造成的。

混凝土墻體表面粘結(jié)。

其主要原因是：模板清理不好，模板劑涂刷不勻、漏刷，以及拆模過早等造成的。

漏漿。

其主要原因是：模板拼裝時(shí)縫隙過大，固定措施不牢固，有時(shí)也與混凝土坍落度有關(guān)；

另外，墻體爛根現(xiàn)象近年來有所減少，可能與重視程度有關(guān)，原因主要還是模板下口縫堵不嚴(yán)、固定不牢，施工縫處理不好、夾有雜物，澆筑混凝土?xí)r未按要求先澆一層10-100mm厚與墻體混凝土同等級(jí)的減石砂漿等；門窗洞口混凝土變形的主要原因是側(cè)模板的組裝與大模板的固定不牢固，混凝土澆搗時(shí)洞口兩側(cè)混凝土未做到對(duì)稱、均勻澆筑、振搗，造成混凝土沖擊洞口模板。

由以上分析可見，剪力墻混凝土的成型質(zhì)量很大程度上取決于模板質(zhì)量。

要保證模板的施工質(zhì)量，首先在施工前應(yīng)根據(jù)混凝土澆筑方式的不同對(duì)剪力墻模板體系進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算；然后嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)好的模板方案施工，具體操作上應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范要求。

計(jì)算完成后，根據(jù)最大側(cè)壓力設(shè)計(jì)模板支撐體系。只有在保證整個(gè)模板體系穩(wěn)定的前提下，才有可能保證模板質(zhì)量。

另外，要保證模板質(zhì)量，選材非常重要。有條件的話應(yīng)優(yōu)先選用組合鋼模板，因其通用性強(qiáng)、裝拆方便、周轉(zhuǎn)次數(shù)多，特別是其配有齊全的陰陽角模，對(duì)常見的剪力墻陰陽角部位漏漿有很好的預(yù)防作用，而且還可以加工成整體大模，有助于加快施工進(jìn)度，是剪力墻配模的上佳之選。

結(jié)論

綜上所述，文中從短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)入手，具體探討了短肢剪力墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并指出，剪力墻混凝土成型質(zhì)量差的問題可以從加強(qiáng)模板質(zhì)量上入手，并注意混凝土澆筑質(zhì)量，加強(qiáng)上述各影響因素施工環(huán)節(jié)的控制。

參考文獻(xiàn)【1】張王送.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)[J].安徽建筑,2005.12(6)

【2】于 群.小高層住宅中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].中國科技信息,2005.(19A)