淺談高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中短肢剪力墻的運(yùn)用

尚春林

（陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安710000）

在高層工程建筑中，短肢剪力墻的科學(xué)引用，既可以滿(mǎn)足人們對(duì)空間的理想化設(shè)計(jì)，也能夠?qū)臻g格局做出恰當(dāng)調(diào)整，促進(jìn)其藝術(shù)美感的顯著增強(qiáng)。但就目前來(lái)看，我國(guó)針對(duì)短肢剪力墻應(yīng)用的相關(guān)研究還比較少，所以在實(shí)際引用中還無(wú)法獲得豐富的數(shù)據(jù)支持。還需要通過(guò)不斷的測(cè)試、完善來(lái)促進(jìn)其抗震性能的顯著增強(qiáng)，通過(guò)保障短肢剪力墻布局的均勻性來(lái)促進(jìn)高層建筑質(zhì)量的進(jìn)一步提升，從而為社會(huì)建設(shè)出更多高品質(zhì)工程。

1 短肢剪力墻在抗震設(shè)計(jì)中問(wèn)題分析

首先，在短肢剪力墻數(shù)目設(shè)計(jì)上。在小高層與高層建筑中，短肢剪力墻是一種新型的建筑結(jié)構(gòu)。而就目前的實(shí)際情況來(lái)講，為了充分滿(mǎn)足人們?cè)谧》靠臻g上提出的各項(xiàng)要求，為了自身社會(huì)影響力可以得到顯著提升，很多建筑公司都選擇了對(duì)短肢剪力墻的大面積使用，很少會(huì)對(duì)短肢剪力墻抗震性能不佳這一方面做出充分考慮。而針對(duì)普通剪力墻來(lái)講，設(shè)計(jì)、使用也隨之大幅度減少。這樣的設(shè)計(jì)、使用雖然可以使得建筑施工難度得到大幅度降低，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工成本的合理控制，也能夠促進(jìn)建筑藝術(shù)美感的顯著提升，以此來(lái)呈現(xiàn)出多重效果的空間設(shè)計(jì)。但不得不承認(rèn)的是，這種施工方式無(wú)法為高層建筑質(zhì)量提供有力保障，在最終建筑監(jiān)測(cè)時(shí)也極易被做出不合格建筑的判斷，這樣不僅無(wú)法取得預(yù)期效益，也會(huì)浪費(fèi)大量人力、物力與財(cái)力[1]。

其次，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算、分析缺乏科學(xué)合理性。在高層建筑設(shè)計(jì)中，通常都要重視現(xiàn)有技術(shù)的科學(xué)引用，所以，其設(shè)計(jì)者應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)材料測(cè)試相關(guān)信息的全面把握，還要明確建筑設(shè)計(jì)目的，然后基于相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)軟件，通過(guò)掌握的一系列信息來(lái)做出模擬分析，也只有這樣才能夠設(shè)計(jì)出水平更高的圖紙。就目前來(lái)看，還存在以下幾個(gè)問(wèn)題：一是，短肢剪力墻計(jì)算不準(zhǔn)確。在具體設(shè)計(jì)中，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算若不夠準(zhǔn)確，就無(wú)法將短肢剪力墻厚度、高度合理設(shè)計(jì)出來(lái)，進(jìn)而導(dǎo)致比例失調(diào)情況的產(chǎn)生。就現(xiàn)階段已經(jīng)竣工的高層建筑來(lái)講，普遍都存在穩(wěn)定性能不佳，且抗震能力不強(qiáng)的問(wèn)題，不僅會(huì)給高層建筑發(fā)展空間帶來(lái)諸多限制，設(shè)計(jì)出的建筑也存在諸多質(zhì)量、安全隱患；二是，選擇的分析軟件不合理。當(dāng)前，大多數(shù)建筑單位都是基于TAT 和SATWE 這兩種軟件來(lái)分析短肢剪力墻的，通過(guò)直接輸入相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的形態(tài)、承載力做出自動(dòng)模擬檢測(cè)。但這兩種軟件的側(cè)重點(diǎn)是不同的，也正是因?yàn)檫@種差異的存在，才會(huì)在分析中出現(xiàn)一些問(wèn)題，不利于建筑安全性的提升[2]。

最后，短肢剪力墻布局不夠均勻和對(duì)稱(chēng)。在高層建筑施工中，通常都需要引用鋼筋、混凝土，以及墻體等建筑形式來(lái)提升整體牢固性，而要想為建筑主體的穩(wěn)定性、抗震性提供有力保障，就要確保每一層建筑的中心都在預(yù)期設(shè)定的部位。但就目前來(lái)看，因?yàn)椴季植粔蚓鶆?、?duì)稱(chēng)，導(dǎo)致很多高層建筑都存在中心偏位的情況，再加上一些建筑企業(yè)對(duì)短肢剪力墻的集中引用，使得高層建筑的抗震性能無(wú)法得到有力保障。

2 短肢剪力墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)對(duì)短肢剪力墻的實(shí)踐應(yīng)用情況的分析可以了解到，與傳統(tǒng)的高層建筑框結(jié)構(gòu)相比，短肢剪力墻擁有的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)是不容忽視的，且不論是在用鋼量，還是混凝土的實(shí)際用量，以及建筑模析等方面來(lái)講，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)上具有的優(yōu)勢(shì)都非常顯著。通過(guò)對(duì)具體施工中的一系列指標(biāo)參數(shù)，以及相關(guān)建筑施工案例中數(shù)據(jù)的綜合分析可以了解，通過(guò)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的恰當(dāng)引用，既可以促進(jìn)建筑剛度、強(qiáng)度的不斷增強(qiáng)，整個(gè)結(jié)構(gòu)的側(cè)位移也相對(duì)較小。且從實(shí)際施工用鋼量這一方面來(lái)講，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)用綱量也比框架結(jié)構(gòu)用綱量少很多，由此可見(jiàn)，在高層建筑設(shè)計(jì)中，若能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的合理引用，可以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。此外，在建筑模析、混凝土用量上，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的用量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際用量。所以，通過(guò)對(duì)各個(gè)方面的綜合分析可以了解到，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，短肢剪力墻引用的優(yōu)勢(shì)要高于以往的框架結(jié)構(gòu)。對(duì)此，各施工單位應(yīng)給予充分重視，并結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)其具體引用做出更深層次的應(yīng)用探究與完善[3]。

3 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)布置需要考慮的問(wèn)題

首先，要做好軸壓比的合理控制。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)短肢剪力墻的科學(xué)引用，就要結(jié)合具體情況，采取有效措施來(lái)對(duì)軸壓比做出合理控制，主要是因?yàn)槠湎啾扔谝酝募袅?lái)講，在軸壓比方面提出的要求相對(duì)較高，特別是在一字型短肢墻中的引用。在具體設(shè)計(jì)中，為了給短肢結(jié)構(gòu)墻的延性提供有力保障，就要結(jié)合實(shí)際情況，做好短肢結(jié)構(gòu)墻軸壓的預(yù)算、控制工作，避免軸壓比智高現(xiàn)象的產(chǎn)生，體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)布置的科學(xué)合理性，盡可能避免局部軸壓比值過(guò)大現(xiàn)象的產(chǎn)生[4]。

其次，不斷增強(qiáng)關(guān)鍵部位剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。通常情況下，剪力墻都出現(xiàn)在建筑的應(yīng)力集中部位，如，外邊線，以及交點(diǎn)處等。這也是在地震發(fā)生時(shí)，最先受到破壞的位置。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要對(duì)這些部位的受力做出充分考慮，然后采取針對(duì)性措施來(lái)促進(jìn)這些部位剪力墻抗震性的顯著提升。如，可以通過(guò)減小軸壓比值，或者是增大配箍等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。如，這里需要注重考慮的是較小墻體的抗震力。

最后，短肢剪力墻的抗震性。在布置整體結(jié)構(gòu)過(guò)程中，應(yīng)始終遵循科學(xué)合理原則。要想確保建筑結(jié)構(gòu)布置的科學(xué)合理性，就要加強(qiáng)對(duì)剪力墻、框架梁的布置，尤其是剪力墻的布置，應(yīng)避免一字孤立短肢剪力墻的出現(xiàn)。同時(shí)，還要避免明顯受力薄弱區(qū)，以及應(yīng)力集中區(qū)域布置的出現(xiàn)，要為整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、可靠性提供有力保障。

4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

首先，科學(xué)制定短肢剪力墻數(shù)目。在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中，高層建筑應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)法律、政策規(guī)定來(lái)進(jìn)行，并將國(guó)家最新設(shè)計(jì)規(guī)定的最低標(biāo)準(zhǔn)為重要基礎(chǔ)，引用科學(xué)方法來(lái)做出全面分析，圍繞短肢剪力墻在具體引用中的數(shù)量來(lái)做出科學(xué)規(guī)劃，基于高層建筑長(zhǎng)度來(lái)對(duì)短肢剪力墻長(zhǎng)度做出合理規(guī)定，適當(dāng)降低墻體剛性。通過(guò)對(duì)短肢剪力墻數(shù)目的合理設(shè)計(jì)來(lái)促進(jìn)普通剪力墻、短肢剪力墻的有機(jī)整合，進(jìn)而從整體上提升建筑穩(wěn)定性。

其次，完善短肢剪力墻的布局。在建筑設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)者應(yīng)不斷增強(qiáng)自身的短肢剪力墻空間布局意識(shí)，通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)積累、創(chuàng)新嘗試來(lái)提升自身設(shè)計(jì)水平，當(dāng)然，更重要的還是對(duì)短肢剪力墻的理解，基于更適合的位置來(lái)優(yōu)化短肢剪力墻的布局，要避免單個(gè)地方集中使用短肢剪力墻這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，確保短肢剪力墻可以的均勻性，避免設(shè)計(jì)建筑中心發(fā)生改變。這樣既可以促進(jìn)短肢剪力墻抗震性的顯著提升，也能夠?yàn)楦邔咏ㄖ|(zhì)量提供有力保障。

最后，將抗震薄弱的部位分析出來(lái)。為了促進(jìn)短肢剪力墻的抗震性能的顯著提升，要結(jié)合具體情況，選擇更適合的模擬分析軟件，整合分析普通剪力墻結(jié)構(gòu)和短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，確保設(shè)計(jì)中抗震性能較為薄弱的地方可以及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，然后圍繞薄弱點(diǎn)做出深入研究，結(jié)合各方面的具體要求來(lái)做出改革、創(chuàng)新探索，也只有這樣才能夠使得這一部分的抗震性可以得到有效增強(qiáng)。另外，這樣做既可以促進(jìn)短肢剪力墻抗震性的顯著提升，也能夠在不同程度上給高層建筑項(xiàng)目的整體穩(wěn)定性、抗震性的進(jìn)一步提升帶來(lái)積極的促進(jìn)作用。當(dāng)然，最重要的還是能夠?yàn)楦邔咏ㄖ|(zhì)量、安全提供一定保障。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平顯著提升背景下，人們對(duì)建筑提出的要求也越來(lái)越高。對(duì)此，為了充分滿(mǎn)足人們提出的各項(xiàng)要求，建筑行業(yè)也在不斷改造、創(chuàng)新，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)也由此產(chǎn)生。憑借突出的優(yōu)勢(shì)，短肢剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用，但就實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，其在抗震功能上還有待完善，需要通過(guò)各項(xiàng)設(shè)計(jì)的不斷改進(jìn)來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化短肢剪力墻的質(zhì)量、性能，為其在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剛反引用提供有力支持。