文/鄒玲芬 上海市對外服務有限公司國際人才分公司 上海 200001

高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設計

文/鄒玲芬 上海市對外服務有限公司國際人才分公司 上海 200001

隨著我國的建筑技術的發(fā)展，高層居民建筑也成為了建設的主流。但我國關于高層居民建筑的墻體結(jié)構(gòu)設計卻不能有效滿足市場的需求。本文以短肢結(jié)構(gòu)墻為視角，通過對其性質(zhì)，設計要點的分析，綜合闡述其設計方法，以期為我國的短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設計做出理論上的貢獻。

短肢結(jié)構(gòu)墻；結(jié)構(gòu)設計；高層建筑

為了滿足民眾日益增長的居民建筑需求，建筑設計師設計出了短肢結(jié)構(gòu)墻。這種墻體設計不僅能保障建筑物的強度與位移，合理規(guī)劃建筑物的空間，還能對建筑的安全提供一定保障。隨著短肢結(jié)構(gòu)墻在實踐中的廣泛應用，高層居民建筑的質(zhì)量、空間、結(jié)構(gòu)都有了很大的提升。但短肢結(jié)構(gòu)墻的設計工藝基表復雜，對于技術的要求也較高，本文選取三個角度，分別對短肢結(jié)構(gòu)墻的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)設計的設計要點以及設計方法進行了分析，以期能將短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設計清晰地呈現(xiàn)出來。

1、短肢結(jié)構(gòu)墻的性質(zhì)分析

所謂的短肢結(jié)構(gòu)墻是指：“墻體截面的高度和厚度比在5-8這一區(qū)間的結(jié)構(gòu)墻?！?將短肢結(jié)構(gòu)墻的設計廣泛應用于高層居民建筑中能夠起合理劃分建筑空間、保障建筑安全等作用。但在高層居民建筑中不能全部采用短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)墻體設計，同時要注意的是：在采用較多的短肢結(jié)構(gòu)的設計時，要同時設計一定數(shù)量的普通結(jié)構(gòu)墻（簡體），與短接結(jié)構(gòu)墻共同作用，抵抗水平力。

在設計短肢結(jié)構(gòu)墻時，應注意其抗震效果的設計，主要包括三個方面：第一：注意短肢結(jié)構(gòu)墻墻體底部承受“第一振型”地震傾覆力的能力，要在設計時保證短肢結(jié)構(gòu)墻的承受力不超過其結(jié)構(gòu)總底部的1/2；第二：注意短肢結(jié)構(gòu)墻墻體底部承受“第一振型”地震傾覆力的能力的下限。由于短肢結(jié)構(gòu)墻的特殊性，使其不適用與建筑物底部“地震傾覆力矩”的判斷標準，因而在設計過程中要注意短肢結(jié)構(gòu)墻的底部承受地震傾覆率的下限。在短肢結(jié)構(gòu)墻設計占總結(jié)構(gòu)墻設計的比率較少時，對短肢結(jié)構(gòu)墻的承受力設計應為總結(jié)構(gòu)墻底部承受地震傾覆力矩的1/6—2/5；第三：對于短肢結(jié)構(gòu)墻墻體底部承受力的下限設計還需結(jié)合建筑物的具體情況進行判斷。在短接結(jié)構(gòu)墻設計占總結(jié)構(gòu)墻設計的比率較小，即只有個別短肢結(jié)構(gòu)墻的設計時，應當依據(jù)結(jié)構(gòu)墻的地震傾覆力矩來進行設計。

2、短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設計的設計要點

在多高層居民建筑進行短肢結(jié)構(gòu)墻的設計時，建筑設計師要遵循科學、合理的設計原則，秉持者嚴謹?shù)脑O計理念，嚴格遵守建筑工程施工的相關規(guī)章制度的前提下，充分利用科學的技術手段對建筑物的短接結(jié)構(gòu)墻進行設計。在進行高層居民建筑的短肢結(jié)構(gòu)墻設計的時要注意把握：嚴格控制短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比；加強短肢結(jié)構(gòu)墻的抗震設計、準確判斷短肢結(jié)構(gòu)墻的“內(nèi)梁”屬性這三個方面的設計要點。

2.1 嚴格控制短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比

為了保障短肢結(jié)構(gòu)墻的延性，應嚴格控制短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比。在目前我國的短肢結(jié)構(gòu)墻設計中，墻體在不同的情況下會承受不同的負荷壓力，導致墻體被壓彎。當負荷的軸壓比偏小時，會導致短肢結(jié)構(gòu)墻的延性下降；而當負荷的軸壓比偏大時，會導致短肢結(jié)構(gòu)墻墻體混凝土承受的應力增大，當混凝土無法承受高強度的應力時，短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)承受力就會下降，有可能導致混凝土裂縫的出現(xiàn)，危及墻體的安全。具體的軸壓比數(shù)值如圖（2-1）所示。因此，對于短肢結(jié)構(gòu)墻的設計，一定要注意嚴格地控制軸壓比。

軸壓比數(shù)值圖（2-1）

2.2 加強短肢結(jié)構(gòu)的抗震設計

高層居民建筑中的墻體結(jié)構(gòu)中，邊緣處的短肢結(jié)構(gòu)墻與角點處的短肢結(jié)構(gòu)墻的抗爭能力較差。而這個位置的短肢結(jié)構(gòu)墻對于其他結(jié)構(gòu)墻的影響較大，若其在地震中遭到破壞而改變了墻體原有的形態(tài)，會導致墻體裂縫的情況發(fā)生，而隨著墻體裂縫的加大，整個建筑的都會受到影響。因此在進行高層居民建筑的短肢結(jié)構(gòu)墻設計時，要注意加強短肢結(jié)構(gòu)墻的抗震設計，可以采用降低短肢結(jié)構(gòu)墻軸壓比的方式來降低短肢結(jié)構(gòu)墻的角點與邊緣處承受的壓力。通過加大箍筋的配比率的方式來降低墻體承受壓力，從而提高墻體的抗震能力。

2.3 準確判斷短肢結(jié)構(gòu)墻的“內(nèi)梁”屬性

在對短肢結(jié)構(gòu)墻進行墻梁設計時，要注意對“連梁剛度”的把握，連梁剛度的合理設計能夠保證建筑結(jié)構(gòu)中的整體“抗側(cè)移剛度”，進而保證建筑物的結(jié)構(gòu)墻體的抗爭能力。在對短肢結(jié)構(gòu)墻的墻梁進行設計時，應依據(jù)“跨高”比例的不同做出不同的判斷，當“跨高”比率超過5時，應采用“框架梁”的方式對短肢結(jié)構(gòu)墻的墻體進行設計，當“跨高”比率不足5時，應采用“連梁”的方式對短肢結(jié)構(gòu)墻的墻體進行設計。同時還要注意對墻體的截面，“內(nèi)梁”的配筋做處合理的設計，才能保證短肢結(jié)構(gòu)墻的設計符合“內(nèi)梁”對于結(jié)構(gòu)墻的要求，進而保證整個建筑的安全性與穩(wěn)定性。

3、短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設計

在對高層居民建筑進行短肢結(jié)構(gòu)墻設計的時候，應從總體的角度對建筑物的結(jié)構(gòu)進行合理的規(guī)劃設計。對長肢結(jié)構(gòu)墻與短肢結(jié)構(gòu)墻的比例進行合理的規(guī)劃與分析。使長肢結(jié)構(gòu)墻與短肢結(jié)構(gòu)墻形成可靠的支撐，加強建筑物整體的穩(wěn)定性。

在進行建筑物的結(jié)構(gòu)設計前，應對短肢結(jié)構(gòu)墻的變形特征做出分析，通過分析的結(jié)果對短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)做出大體上的判斷。如短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設計屬于“異形柱”設計的話，可以將短肢結(jié)構(gòu)墻的歸納為“框剪結(jié)構(gòu)”。通過標準測量的方法，對短肢結(jié)構(gòu)墻的墻體進行計算，以確定其形式與條件。在短肢結(jié)構(gòu)墻與總體結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)形式相符合時可以直接使用普通結(jié)構(gòu)墻的參數(shù)作為短肢結(jié)構(gòu)墻的規(guī)格參數(shù)。

在對建筑物房間進行設置的時候，要充分考慮房間的間隔墻位置。在通常的情況下，會將短肢結(jié)構(gòu)墻設計在建筑房間中與間隔墻交叉的位置，使其與間隔墻形成豎向的構(gòu)建模式。

對于短肢結(jié)構(gòu)墻的數(shù)量設計，要依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)對于抗側(cè)力的要求。若短肢結(jié)構(gòu)墻的數(shù)量設置較少，會導致結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設置過于柔軟，如果設置的短肢結(jié)構(gòu)墻過多，會導致建筑物墻體的結(jié)構(gòu)過于剛硬。在對短肢結(jié)構(gòu)墻的數(shù)量進行設置的時候，要遵循著布置均勻的原則，即保證建筑結(jié)構(gòu)的“質(zhì)心”與“鋼心”的統(tǒng)一，避免因地震等其他強烈沖擊而導致墻體的結(jié)構(gòu)變形的問題。短肢結(jié)構(gòu)墻的設置方案多且具有一定的靈活性。因而對于樓蓋支撐處的處理方法也比較靈活多樣。如在結(jié)構(gòu)設置不規(guī)則時，導致出現(xiàn)單面墻體水平荷載量過大的問題時，可以采用平衡抗側(cè)剛度的設計，設計合理的中心剪力墻，以實現(xiàn)建筑物墻體符合抗側(cè)力的要求。

4、結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)壓力值的選取

判斷結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)壓力值對于短肢結(jié)構(gòu)墻的設計有著重要的意義。因而本文歸納了具體的判斷結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)壓力的計算公式：

“F1=0.22γct0Βv1/2；F2=γcH”2這里的c的值為：25KN/m3的“混凝土重力密度”，其中β1是外加劑影響對修正系數(shù)的影響，在沒有外加劑值的情況在β1的數(shù)值為：1.0。而為了增加緩凝效果時，外加劑的數(shù)值應當選取為：1.2。β2為“混凝土坍落度”對修正系數(shù)所造成的影響的數(shù)值。當β2小于或等于30mm時，“混凝土坍落度”為0.85，50mm—90mm。而t0是指 新澆筑的凝土具體開始凝結(jié)的時間，計算依據(jù)為：“ t0=200/T+15”3,這里的T是指混凝土的溫度。而F1，F(xiàn)2是指所澆筑的混凝土對于模板造成的側(cè)壓力的最大允許數(shù)值。V是指混凝土的澆筑的速率，M的取值應為1.0，若在110-150之間，則M的取值應為1.15。

這里需要引起注意的是，施工材料對于施工的影響也是巨大的。不能僅僅依靠公式的計算，而忽略了材料在實際施工中多起到的關鍵作用。

總結(jié)：

在當前的階段，建筑設計師應在設置中廣泛地采用短期結(jié)構(gòu)墻的設計方案，以滿足居民對于現(xiàn)代化高層建筑安全與穩(wěn)定的要求。在進行高層居民建筑墻體的結(jié)構(gòu)設計中，要求建筑設計人員充分利用科學與信息技術，做好對短肢結(jié)構(gòu)墻體軸壓比的嚴格控制，同時要減輕短肢結(jié)構(gòu)墻的抗震能力，準確按照短肢結(jié)構(gòu)墻的“內(nèi)梁”屬性。在滿足上述要求的同時，設計師也要緊跟發(fā)展的步伐，了解民眾對于房屋的需求的變化，對建筑設計做出相應的調(diào)整，同時也要深入研究，對短肢結(jié)構(gòu)墻的設計技術進行不斷的改革與創(chuàng)新。而最終要實現(xiàn)的目的就是：設計的建筑物具有安全性與穩(wěn)定性。

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