高层房屋建筑短肢剪力墙结构设计分析

2019-02-01金俊武中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

中国房地产业 2019年9期

文/金俊武中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州 311122

1、高层房屋建筑短肢剪力墙结构的特点

1.1 短肢剪力墙结构形式的特点

1.1.1 充分满足建筑功能的需要

为了短肢剪力墙的结构能够与建筑功能的需求相符合，就必须满足以下三点：一、保证墙肢的厚度和填充墙的厚度是一致，这样才能保证连接墙肢和填充墙的梁不会突出墙面，保持在竖向平面内；二、为了保证短肢墙能够很大程度上的满足高层房屋建筑功能的需要，那么墙体就必须要选择轻质的材料；三、虽然在高层房屋建筑中使用短肢墙构件会导致实际的施工变得十分困难，但是短肢墙构件却可以让使用面积最大化。

1.1.2 满足结构设计的需要

高层房屋建筑短肢剪力墙结构体系中不仅可以隐蔽梁，而且还可以隐蔽墙肢，此外、抗侧力需求不仅决定了墙的数量，而且还决定了墙的肢长，而结构的刚度以及刚度中心的位置主要是由结构的尺寸和布置所决定。

1.1.3 结构体系在使用方面可以灵活的运用

考虑结构体系使用的时候需要满足以下五点：1.在间隔墙位置布置竖向构件可以有效的避免结构体系与建筑功能之间的矛盾；2.墙的数量和肢长的长度主要是由抗侧力的需求所决定；3.结构体系可以灵活的布置，且楼盖的方案通常都不会很复杂；4.连接各墙的梁是可隐蔽的，主要是设置在竖向平面内；5.为了保证结构的刚度和强度能够满足需求，在设计结构的时候需要利用中心剪力墙进而形成主要的侧力构件。

1.2 在小高层住宅中，短肢剪力墙体系所具有的优势

与常用的剪力墙体系相比，短肢剪力墙体系的墙肢承载能力能够完全发挥出来，不会有剪力墙结构中钢筋浪费现象的发生；将结构的自重减到了最小，不仅降低了成本，还增大了建筑抵抗地震的能力，而且还会给地基承载能力较低的地区带来更多的效益；由于短肢剪力墙结构体系的自振周期较大，可以抵消一部分的地震反应且墙肢的高宽比通常都很大，所以结构的承载力能够完全发挥出来。

2、高层房屋建筑短肢剪力墙结构布置时需要注意的问题

2.1 在设计短肢剪力墙结构时应该注意的问题

构建一个完整的高层房屋建筑结构的时候通常都会使用几种类型不同的短肢剪力墙结构体系。如果一个高层房屋建筑结构中的短肢剪力墙的数量比较多，那么在进行结构设计的时候还需要布置一些不同类型的剪力墙，以保证多种结构剪力墙能够一起抵抗水平力；如果剪力墙结构普遍都较短，那么较短肢剪力墙结构的最大适用高度都不能过高，其高度通常都要低于规范中的剪力墙结构，若抗震设计的强度为7，那么剪力墙的高度就应该低于100 米，若抗震设计的强度为8，那么剪力墙的高度就应该低于60 米，当抗震设计的强度为9 时，那么对于a 级高度高层建筑和b 级高度高层建筑两者而言都不能大量使用短肢剪力墙结构体系。

2.2 布置高层房屋建筑短肢剪力墙结构应该注意的问题

在布置高层房屋建筑短肢剪力墙的时候尽量保证均匀，才能保证建筑物的刚度重心和质量重心是一致的，以避免建筑物在地震中发生扭转；短肢剪力墙通常是布置在房间间隔墙的交接处，因为这样可以有效的避免短肢剪力墙与建筑的使用功能发生冲突。墙肢的具体数量主要是由抗侧力所决定的，通常布置短肢剪力墙的时候是比较灵活、且易于调整的，而且短肢剪力墙在布置的时候具有很多的方案可供选择。

3、关于高层房屋建筑短肢剪力墙结构加强措施

因为短肢剪力墙结构体系中的短肢墙主要承担的荷载是竖向的，因此、当短支剪力墙比较多的时候就容易出现以下两方面潜在的危险问题：一、剪力墙筒体极易出现问题，导致短肢剪力墙的延性和承载能力都变差；二、如果剪力墙不能正常工作，那么梁板就会受到威胁，所以在对短肢剪力墙结构进行分析的时候需要采取严格的加强措施。

3.1 保证高层房屋建筑短肢剪力墙具有足够的延性

考虑高层房屋建筑结构的整体抗震设计时，通常所确定的最终的短肢剪力墙的抗震等级都比较高，如果高层房屋建筑短肢剪力墙结构的抗震为一级，那么它在重力荷载作用下所产生的轴压比不能高于0.5；若高层房屋建筑短肢剪力墙结构的抗震为二级，则它的轴压比必须小于0.6；若高层房屋建筑短肢剪力墙结构的抗震为三级，则它的轴压比必须小于0.7。

如果短肢剪力墙是属于无端柱的一字形，那么结构的延性就极易受到结构的轴压比的影响，为了保证该类短肢剪力墙延性是良好的，通常要求轴压要比一般的轴压低0.1 左右。

3.2 保证高层房屋建筑短肢剪力墙的抗剪能力

通常根据要求适当的提高短肢剪力墙的剪力增大系数不仅可以防止剪力墙过早的被剪坏，而且还可以通过提高短肢剪力墙的抗剪能力来解决强剪弱弯的现象。

3.3 提高高层房屋建筑短肢剪力墙的竖向承载力

通过增大纵向钢筋的全截面配筋率便可以实现提高短肢剪力墙承载竖向荷载的目标，通常底部加强区的配筋率不能小于百分之一点二，而其他部位的配筋率则不能小于百分之一。

3.4 加强高层房屋建筑短肢剪力墙结构的抗震性

通常水平力会对高层房屋建筑短肢剪力墙结构产生很大的影响，在受水平力的情况下剪力墙结构变形都是以整体弯曲变形为主，结构底部外围的小墙肢不仅会承受巨大的竖向荷载，而且还会承受很大的扭转荷载，因此在进行结构设计的时候可以通过加大周边墙肢的厚度以实现小墙肢的抗震性能的提高。

3.5 加强高层房屋建筑短肢剪力墙结构的抗震构造措施

建筑平面角部处的墙肢是整个短肢剪力墙结构体系抗震最薄弱的一部分，一旦建筑平面角部出的墙肢出现了扭转，那么建筑结构中已经出现的翘曲变形的速度就会不断的增加，最终使得整个墙肢发生开裂，所以加强短肢剪力墙抗震性对于当代建筑的发展是十分重要的，通常可以通过以下三方面来提高短肢剪力墙的抗震性：一、增大整体建筑的箍筋配筋比例；二、减小短肢剪力墙在重力荷载作用下所产生的轴压比；三、增大纵筋的配筋率。