高層建筑論文

　　摘要：短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是比較特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)，其具有造價低、抗震強、空間廣等優(yōu)點，能夠滿足建筑物的觀賞性要求，因而在高層建筑中得到廣泛應用。文章分析了高層建筑結(jié)構(gòu)中應用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，闡述了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則，提出了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中應注意的問題，并探討了高層建筑短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的加強措施。

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

　　近年來，隨著人們生活水平的提升，對住宅條件有了越來越高的要求，以往傳統(tǒng)的普通框架結(jié)構(gòu)因影響到住宅美觀而越來越不被人們所接受，尤其是傳統(tǒng)的普通剪力墻結(jié)構(gòu)因嚴格限定與分隔房屋空間，難以滿足人們對住宅空間的要求，因此產(chǎn)生了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)這一種新的結(jié)構(gòu)型式。這一結(jié)構(gòu)型式克服了傳統(tǒng)普通剪力結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)存在的不足，并能降低基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的造價，因此得到建筑商、住戶的廣泛喜愛，近年來在高層建筑結(jié)構(gòu)中逐漸被推廣使用。

　　1高層建筑結(jié)構(gòu)中應用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

　　短肢剪力墻結(jié)構(gòu)即肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)，其主要通過連續(xù)梁使一些獨立的鋼筋混凝土墻段接連，但短肢剪力墻界面厚度要求不超過300mm，同時其高度應是厚度的4～8倍，長跨比為4～8，短肢墻總地震傾覆力矩大于30%，但不得超過50%。在高層建筑結(jié)構(gòu)中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

　　1.1可根據(jù)施工情況進行控制

　　在高層建筑施工過程中往往存在著較多的不定性因素，但短肢剪力墻易于控制，制定短肢剪墻的尺寸、位置及數(shù)量可根據(jù)施工的實際情況來定。因短肢剪力墻可根據(jù)施工方案的變化進行調(diào)整，不會對建筑工程施工造成任何影響，從而能夠保障施工的質(zhì)量。

　　1.2可滿足不同的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

　　短肢剪力墻可通過控制其自身數(shù)量和調(diào)整自身強度滿足施工要求，同時短肢剪力墻也可隱蔽設(shè)連接的支撐柱梁。針對一些高層建筑結(jié)構(gòu)，在創(chuàng)建整體的構(gòu)造體系時可采取中心剪力墻，從而確保整個建筑物的強度與剛度值都符合國家規(guī)定的相關(guān)要求。若高層建筑的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)置較多變，為滿足建筑物的使用性能可建設(shè)間隔墻。因短肢剪力墻應用較廣泛，可根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特性滿足不同情況下的需求，有利于簡化高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

　　2短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

　�。�1）短肢剪力墻布置應盡可能均勻，以確保建筑物的剛度和質(zhì)心一致，可防止高層建筑在發(fā)生地震時出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)；

　�。�2）在結(jié)構(gòu)布置上具有較大的可調(diào)整性、靈活性，且具有較多的可選擇方案，樓蓋的支承易處理；

　　（3）通常在房間間隔墻的交接處布置短肢剪力墻，布置豎向構(gòu)件不會與建筑使用功能相矛盾，其主要利用的是間隔墻位置。墻肢的數(shù)量不可過多或過少，一般根據(jù)具體的抗側(cè)力決定，避免結(jié)構(gòu)過柔或過剛；

　�。�4）墻肢不宜過厚，以防止墻肢凸出各間隔墻表面，同時為滿足高層建筑剛度和強度的要求，應利用中心剪力墻形成主要的抗側(cè)力構(gòu)件；

　�。�5）當建筑物造型不規(guī)則或水平荷載較大時，應將短肢剪力墻布置在平面各邊緣處及各角點以加強結(jié)構(gòu)的整體性和滿足結(jié)構(gòu)平面剛度的要求。

　　3高層建筑短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中應注意的問題

　　3.1不適合所有高層建筑結(jié)構(gòu)

　　短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系并不適合所有的高層建筑結(jié)構(gòu)，若設(shè)計的短肢剪力墻比較多，則需要設(shè)置一個一般剪力墻，其可以與短肢剪力墻有共同抵抗水平的剪力墻結(jié)構(gòu)。如果建筑設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)中的短肢剪力墻比較短時，剪力墻的適用高度應達到規(guī)范中剪力墻結(jié)構(gòu)規(guī)定值略低即可，若建筑設(shè)計為抗震7級則其高度應在100m以內(nèi)，抗震設(shè)計為8度時應低于60m。此外，對于設(shè)計抗震標準9級的A級、B級高層建筑，應最大程度減少短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

　　3.2剪力墻洞的布置

　　在剪力墻洞口設(shè)計時，筆者認為應注意以下三點：

　　（1）剪力墻洞口設(shè)計的位置應嚴格參照標準執(zhí)行，洞口設(shè)計呈排或者成列狀，這樣確保應力有規(guī)則分布，且確保墻肢、連梁明確，從而避免剪力墻的墻肢剛度與洞口設(shè)計相距過大；

　�。�2）若在設(shè)計時需要布置一個疊合錯洞墻、錯洞剪力墻，其洞口疊合或錯開距離小，導致出現(xiàn)不規(guī)則墻肢，且應力及構(gòu)造分布較復雜，洞口之間易存在薄弱部位，因此應避免在洞口設(shè)置剪力墻。若為工程需要，則應用輕質(zhì)材料將疊合洞口填補或?qū)Χ纯谥苓叢扇〖訌姶胧�，這樣可以讓洞口剪力墻相對比較規(guī)則；

　　（3）在設(shè)計洞口時，筆者建議采取準確的分析方法并運用多種模型，以此對大量不規(guī)則洞口進行簡化處理，必要是可進行校核或者重新分析計算。

　　3.3加強抗震薄弱環(huán)節(jié)

　　在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)布置時應加強抗震薄弱環(huán)節(jié)。具體措施如下：

　　（1）盡可能在墻肢的豎向平面內(nèi)布置連梁，且每道短肢剪力墻宜與兩個方向的梁連接。在兩個方向上應有短肢剪力墻連接，且將翼緣也設(shè)置在另一方向上，盡可能避免出現(xiàn)“一字形”短肢剪力墻；

　　（2）均勻布置短肢剪力墻，均勻分布各墻肢，墻的軸向應力不能有太大的差別，并讓建筑的形心與結(jié)構(gòu)強度中心能夠保持一致。在設(shè)計豎向短肢剪力墻時為了預防孔口出現(xiàn)錯位現(xiàn)象，應上下對齊建筑的墻肢，這樣可以與連梁結(jié)構(gòu)形成一個抗側(cè)力體系，從而提升短肢剪力墻的抗震性能；

　　（3）可采用強墻柱弱連梁體系設(shè)計短肢剪力墻結(jié)構(gòu)；

　　（4）由于短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度相對來說比較較小，此時可借助電梯或者樓體等核心筒或者增加自身長度，以此來達到良好的抗震效果，進一步增強建筑結(jié)構(gòu)的剛性，防止建筑結(jié)構(gòu)因地震受到強烈的沖擊而出現(xiàn)變形；

　�。�5）底部外圍小墻肢在水平力的作用下會承受較大的扭轉(zhuǎn)剪力和豎向荷載，造成墻肢開裂，對此可以通過減小軸壓比，加大配筋量和外周邊墻肢厚度等措施，使高層建筑抗震性能提高。

　　4高層建筑短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的`加強措施

　　針對短肢剪力墻設(shè)計中的薄弱部位應采取加強措施，具體如下：

　�。�1）在抗震設(shè)計過程中，與建筑結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩相比，筒體和剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩應至少大于一半以上；

　�。�2）底部加強部位及其他各層都應對短肢剪力墻的剪力設(shè)計值進行調(diào)整，無論是非抗震還是抗震設(shè)計，要求短肢剪力墻截面最小厚度應不低于200mm，以防止短肢剪力墻過早剪壞；

　　（3）為使短肢剪力墻的延性得到改善，抗震等級為一級時，在重力荷載代表值作用下各層短肢剪力墻產(chǎn)生的軸力設(shè)計值的軸壓不超過0.5。抗震等級為二級時，各層短肢剪力墻產(chǎn)生的軸力設(shè)計值的軸壓不超過0.6�？拐鸬燃墳槿�級時，各層短肢剪力墻產(chǎn)生的軸力設(shè)計值的軸壓不超過0.7。針對一字形短肢剪力墻，特別是端柱或無翼緣，因延性較差，應將軸壓比限值降低0.1；

　　（4）剪力墻的加強部位確定后，加強部位不宜選擇樓電梯間墻、剪力墻頂層，而應該選擇在整個建筑抗震結(jié)構(gòu)中的塑性鉸位置。為了能夠進一步增加剪力墻的延性且提升抗剪切破壞能力，筆者認為應切實加強塑性鉸部位；

　�。�5）必要時可進一步擴大剪力墻的加強部位范圍，一般情況下剪力墻的高度應在150m以上，加強部位高度以達到墻肢總高度的1/10左右為宜，合理控制剪力墻加強區(qū)域高度。除此之外，設(shè)計短肢剪力墻時應重視墻體的肢長、構(gòu)造、比例和加強位置，按照相關(guān)要求進行設(shè)計才能使其抗震性能得到切實提高。

　　5結(jié)語

　　總之，在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，短肢剪力墻作為一種新型建筑結(jié)構(gòu)體系，應受到建筑設(shè)計者的高度重視，且具有較好的應用前景。雖然短肢剪力墻結(jié)構(gòu)具有較多的優(yōu)點，但也存在諸多缺點，因此在高層建筑設(shè)計時（尤其是短肢剪力墻設(shè)計），應注意短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的合理性。最大限度降低短肢剪力墻的弱點并采取必要的加強措施，促使其優(yōu)勢能夠最大程度實現(xiàn)，進而為業(yè)主提供一個更安全的住宅環(huán)境。

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