許修原

摘 要：隨著社會主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求也隨之高起來了。在住宅建筑中，越來越多地抗震設(shè)防烈度區(qū)都是通過鋼筋混凝土小墻肢剪力端來作為設(shè)計的結(jié)構(gòu)。本文通過實例對小墻肢剪力墻多層結(jié)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)行分析，并對小墻肢和連粱結(jié)構(gòu)的設(shè)計作進(jìn)一步地分析和探討。

關(guān)鍵詞：高烈度區(qū)；多層住宅；小墻肢

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，使人們對住宅的要求越來越高。人們對房屋的使用功能、房間組合、采光以及立面造型等提出了很高的要求，而一些傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)根本滿足不了人們對住宅的要求。目前，都是在高烈度區(qū)，進(jìn)行小墻肢剪力墻多層住宅結(jié)構(gòu)的設(shè)計。以下對小墻肢和連粱結(jié)構(gòu)的設(shè)計作進(jìn)一步地分析和探討。

一、小墻肢剪力墻住宅的發(fā)展

本文以大理市為例，對小墻肢剪力墻住宅的發(fā)展進(jìn)行分析?！督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》明確規(guī)定砌體結(jié)構(gòu)房屋總高度和層數(shù)。而對于9度區(qū)，總層數(shù)不能超過4層，多層粘土磚房總高度不超過12m。而大理市原來以9度來作為抗震設(shè)防烈度，現(xiàn)在根據(jù)新的抗震規(guī)范，以8度來作為抗震設(shè)防烈度，其設(shè)計地震分組為第一組。隨著20世紀(jì)90年代的進(jìn)入，大理市的人口以及規(guī)模不斷地擴(kuò)大，使住宅建設(shè)迅猛地發(fā)展起來了；這樣就導(dǎo)致城市住宅用地趨于緊張性，而傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)住宅根本無法適應(yīng)城市發(fā)展的需要。根據(jù)統(tǒng)計調(diào)查，磚混結(jié)構(gòu)住宅在大理市的住宅建筑中占據(jù)了一定的比例（這是按照面積計算的）。而超過抗震規(guī)范對磚混結(jié)構(gòu)房屋的相應(yīng)規(guī)定是小墻肢剪力墻多層住宅的層數(shù)與建筑高寬比。用部分墻段改為現(xiàn)澆鋼筋泥凝土承重墻來作為它的結(jié)構(gòu)形式，剩下的部分用磚改以及用其它的輕質(zhì)來填充墻。小墻肢剪力墻不會受多層磚房總層數(shù)以及高度的抗震規(guī)范的限制，從而使框架結(jié)構(gòu)住宅中方形框架柱突出墻面對室內(nèi)布置的影響得到了避免。因此，在大理市住宅建設(shè)中，小墻肢剪力墻結(jié)構(gòu)受到了高度地重視，并能夠廣泛地應(yīng)用到住宅建設(shè)中。

二、小墻肢剪力墻用鋼筋混凝土對住宅結(jié)構(gòu)的設(shè)計

一些平面小開、小進(jìn)深、層高較低等是小墻肢剪力墻結(jié)構(gòu)多層住宅的最大特點，鋼筋混凝土小墻肢用窗間墻和部分縱橫墻進(jìn)行布置，并使樓屋面剛性板能夠相連，這是由連粱和現(xiàn)澆鋼筋混凝土來進(jìn)行的，使小墻肢梁承重體系得以形成。通過一些工程設(shè)計來說明，小墻肢和連粱的設(shè)計能夠合理地解決，并使建筑抗震設(shè)計規(guī)范的要求得以滿足。

1、對墻肢結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。布置小墻肢剪力墻，要根據(jù)抗震設(shè)計的要求，把窗間墻、樓梯間以及房間四角等布置成一字形以及十字形墻段，使各個結(jié)構(gòu)平面主軸方向均勻、對稱的布置好；這樣使各墻肢肢長不用相差太大，從而使結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)得以減少。要接近各墻肢剛度，必須在水平地震保證作用的情況下進(jìn)行，這樣使墻肢受力均勻，也使個別長墻肢由于內(nèi)力太大而導(dǎo)致設(shè)計超筋在豎向，從而使豎向剛度從下到上逐漸地減小，這都是由于混凝土強(qiáng)度以及墻厚的變化而造成的。因此，各墻肢之間的連系粱以及承擔(dān)填充墻與樓面板荷載的主次梁的跨度不要超過5m，這是墻肛布置所要做到的。如果對墻肢設(shè)置中間進(jìn)行調(diào)整要超過5m才可以這樣做。對于墻肢厚度來說，要與當(dāng)?shù)貧夂驐l件以及填充墻材料規(guī)格相結(jié)合。填充墻在連粱和主次梁上。而各墻肢剛度以及墻肢總量對小墻肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度起決定作用。造成結(jié)構(gòu)剛度小、位移偏大，這都是由于墻肢太短以及墻壁率太小而引起的，這就給承載力、穩(wěn)定性以及正常使用造成一定地影響。如果剛度偏大，地震反應(yīng)大，會造成浪費(fèi)。而對于9度區(qū)5到7層的住宅，要確定好墻肢長度并按以下原則進(jìn)行。第一，要有足夠的抗側(cè)力剛度井，使各個獨立墻肢得以保證，并與異形柱區(qū)別開來。第二，在水平地震作用的情況下，要讓墻肢得以保證，并使它具有足夠的延性，從而使墻肢高寬比得以避免。框剪結(jié)構(gòu)與小墻肢剪力墻結(jié)構(gòu)水平位移特征相類似，雖然它底部最小，中間較大，但是其頂部次之。在一些實際工程設(shè)計中，都與抗震規(guī)范的框架相符合。

2、對連梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。由連系梁連接在同一軸線上的各墻肢，使聯(lián)肢墻得以形成，并導(dǎo)致墻肢的約束條件得以增加，從而使墻肢和結(jié)構(gòu)的抗震性能以及連粱剛度的變化能夠進(jìn)一步地提高。這樣使結(jié)構(gòu)的總體抗側(cè)移剛度受到直接地影響。對連粱截面和配置鋼筋選擇要合理，使結(jié)構(gòu)的抗震能力能夠進(jìn)一步地提高。對于連粱設(shè)計來說，要遵循以下原則：（1）對連梁剪切破壞要避免，即使破壞也要從彎曲進(jìn)行破壞，使強(qiáng)剪弱彎要求的設(shè)計得以滿足。（2）根據(jù)“強(qiáng)柱弱粱”延性的設(shè)計原則，從而使小墻肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計為“強(qiáng)墻肢弱連梁”的延性結(jié)構(gòu)。這樣能夠使連粱有較好的延性以及適宜的剛度得以保證。對小墻肢剪力墻進(jìn)行綜合的考慮，從墻肢布置原則以及連梁跨度角度出發(fā)，而連粱截面的高度為300～500，這是結(jié)合實際進(jìn)行取數(shù)的。按照住宅的工程為例，其底層層高3600，在這相同的條件下，使各墻肢間連粱截面高度得以改變。隨著連梁剛度的增大而增大，從而使連梁和墻肢內(nèi)力也隨之增大起來。如果構(gòu)件的配筋量增加了，會造成一定地浪費(fèi)。因此，窗下墻的連粱不適合在多層住宅中使用，這樣使剛度很大的剪切塊產(chǎn)生，就不利于抗震的設(shè)計。在工程實際設(shè)計中，住宅建筑在9度區(qū)5～7層中，要選擇即合理又經(jīng)濟(jì)的連梁截面的高度。如果剛度較小的連梁截面，就稱作為弱連粱。

3、對連梁在地震中設(shè)計的建議。一般來說，連梁在小震作用下，使結(jié)構(gòu)彈性強(qiáng)度和位移角能夠符合規(guī)范要求，并得以滿足。因此，在小震作用下，假如連梁的強(qiáng)度沒有得到更好地保證，那么，對于大震下的連梁來說，其性能能夠滿足它的目標(biāo)。目前，根據(jù)軟件的彈塑性變形驗算方法來計算，只體現(xiàn)構(gòu)件抗彎的塑性鉸部分，并沒有使大震下構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度以及彈塑性工作要求得到反映，就單單地以大震下的層間位移角來滿足要求，并使大震下的工作性能誤認(rèn)為具有保證性。這樣通過截面驗算的方法來使連梁在中震和大震下的抗剪工作性能得以保證。

4、墻肢與連梁截面設(shè)計以及構(gòu)造的建議。對于其建議從原則上來說，要遵循抗震規(guī)范的要求，要與墻肢短的特點相結(jié)合，并調(diào)整墻肢端暗柱配筋以及改進(jìn)水平抗剪配筋，從而使安全經(jīng)濟(jì)能夠達(dá)成又是施工的最終目的所在。經(jīng)過對結(jié)構(gòu)抗震等級的確定，使地震作用效廊得以調(diào)整，也使墻肢腹板水平分布鋼筋能夠計算出來。但在設(shè)計中，用設(shè)端暗柱，并根據(jù)設(shè)計配筋率使腹板豎向分布能夠均勻的設(shè)置好，并降低施工難度以及節(jié)約鋼筋；這樣使混凝土墻肢的延性能夠進(jìn)一步地提高。當(dāng)施工遇到困難時，就要調(diào)整交匯點的配筋。對交匯點的配筋調(diào)整后，要使墻肢1和墻肢2的受力鋼筋配置要求得以滿足。

三、結(jié)論

隨著社會主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求也隨之高起來了。小墻肢剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)合墻肢短以及交匯點多等特點更適合建造多層住宅，并在高烈度區(qū)更值得應(yīng)用和推廣，也便于住宅結(jié)構(gòu)的設(shè)計及施工。

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