高层居民建筑短肢结构墙结构设计要点

摘要：短肢结构墙结构是现代高层建筑设计的主要类型之一，应用这种结构可以提高建筑的美观性，可以更好地满足人们对建筑设计个性化的追求。短肢结构墙结构相对与普通结构墙，具有较多的优势，其克服了普通墙结构的缺点，可以保证建筑结构的刚度，而且具有较高的灵活性，可以使建筑结构的刚度、内力以及荷载的分配更加合理。近年来，建筑行业的发展越来越快，建筑设计也开始趋于高层建筑，这促进了短肢结构墙结构的推广以及发展，下面笔者对这种结构设计的要点进行简单分析。

关键词：高层建筑;短肢结构;设计要点;意义

随着人们生活水平以及审美眼光的提高，对建筑结构设计提出了更高的要求，为了更好的满足大众的需求，建筑设计单位必须努力改进技术，还要增加建筑结构种类的丰富性，实现建筑结构的个性化发展。普通的框架结构已经无法满足人们对高层居民建筑质量以及美观性的要求，所以，建筑设计人员在普通结构墙的基础上，对其进行了优化与改进，应用了短肢结构墙结构以及异形柱框架结构，这类结构在应用的过程中，收到了良好的效果，不但提高了高层居民建筑结构的刚度，还降低了建筑结构变形等质量问题出现的概率。

一、短肢结构墙结构的优点与意义

短肢结构墙结构，是在传统结构墙的基础上，对其各项性能进行优化，短肢结构墙是一种外形特殊的墙体，其墙肢截面高度与厚度的比在5-8之间。由于短肢墙的长度有限，所以，在高层建筑结构中，不能全部应用短肢结构墙结构;当高层建筑设计中，短肢结构墙数量比较多时，应该采用布置筒体的方式对其进行优化，在形成短肢结构墙与筒体结构一体化的结构后，有效提高了建筑结构承重能力以及抗变形能力。

短肢结构墙结构在应用的过程中，为了提高该结构的抗震性，必须对短肢墙受力进行准确的计算，设计人员要保证该结构第一振型底部地震倾覆力矩不超过总底部地震倾覆力矩的一半。在高层居民建筑设计中，当短肢墙数量比较少时，要将短肢墙第一振型底部地震倾覆力矩控制在总底部地震倾覆力矩的15%-40%之间。如果建筑结构设计中，对短肢墙结构没有下限要求时，设计人员可以灵活掌握短肢墙结构的数量，对于高层居民建筑结构中的小墙肢，可以看做普通结构墙结构进行处理。

二、高层居民建筑短肢结构墙结构设计要点

1、细化短肢结构墙结构单元划分

短肢结构墙结构是针对建筑全结构墙的结构，在高层居民建筑结构设计中，不能只包括短肢墙结构，其还需要包括长肢结构墙结构。短肢墙可看做是异形柱，所以短肢结构墙结构具有框架结构的一般特征，而且具有变形结构的特殊性。为了提高高层居民建筑的结构设计质量，设计人员需要对短肢结构墙模型进行单元细化。

在短肢结构墙结构中，设计人员可以采用薄壁杆元，由于短肢墙的模型比较符合薄壁杆元模型，所以，在优化建筑结构设计时，还对其单元进行细分，这样可以防止短肢墙施工质量问题的发生。

短肢墙：轴压比（按结构墙）、刚度（墙输入、采用壳元或薄壁杆元）、配筋（按结构墙）、构造（按高规的短肢墙构造）。

弱短肢结构墙（截面高厚之比小于5的墙肢）：高规7.2.5条文规定了不宜采用墙肢截面高度与厚度之比小于为5的结构墙;当其小于5时，其在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一级（9度）、一级（7、8度）、二级、三级时分别不宜大于0.3、0.4、0.5和0.6。

短墙（截面高度之比不大于3的墙肢）：高规7.2.5条文和抗震规范6.4.9条文规定结构墙的截面高度与厚度之比不大于3时，应按柱的要求进行设计，底部加强部位纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%，其它部位不应小于1.0%，箍筋应沿全高加密。

2、结构墙结构的压力取值

墙身超厚主要是因为模板就位调整不认真，穿墙螺杆没有全部穿齐、拧紧，模板斜撑加固不到位等造成的;混凝土墙体表面粘结是因模板清理不好，模板剂涂刷不匀、漏刷，以及拆模过早等造成的;漏浆的产生主要是因为模板拼装时缝隙过大，固定措施不牢固，有时也与混凝土坍落度有关;墙体烂根现象近年来有所减少，可能与重视程度有关，原因主要还是模板下口缝堵不严、固定不牢，施工缝处理不好、夹有杂物，浇筑混凝土时未按要求先浇一层10-100mm厚与墙体混凝土同等级的减石砂浆等。

设计计算时最关键的一点就是关于新浇筑混凝土对结构墙模板最大侧压力的取值问题，计算时可根据以下两式按较小值取值：

①F1=0.22γct0β1β2V1/2

②F2=γcH

其中，F1，F2—所浇筑混凝土对模板的最大侧压力

γc—混凝土重力密度取25KN/m3

t0—新浇混凝土的初凝时间（h），可采用t0=200/T+15（T为混凝土的温度）

β1—外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2，本方案取1.2

β2—混凝土坍落度影响修正系数，≤30mm取0.85，50～90m

m取1.0，110～150取1.15

V—混凝土浇筑速度

然后，根据最大侧压力设计模板支撑体系。只有在保证整个模板体系稳定的前提下，才有可能保证模板质量。

要保证模板质量，选材非常重要。有条件的话应优先选用组合钢模板，因其通用性强、装拆方便、周转次数多，特别是其配有齐全的阴阳角模，对常见的结构墙阴阳角部位漏浆有很好的预防作用，而且还可以加工成整体大模，有助于加快施工进度，是结构墙配模的上佳之选。

采用胶合木模板相对于钢模的周转次数较少，但其一次性投资小，拼装方便灵活，而且不受模数影响，可根据结构尺寸任意锯、拼，受到多数施工单位的青睐。不过，采用胶合木模在拼装结构墙板时在结构的阴阳角部位因拼缝不严特别容易造成漏浆现象。为保证施工质量，增加模板周转次数，节约成本，模板安装前，应先将模板上的浮浆清理干净，刷好脱模剂（不允许在模板就位后刷脱模剂，防止污染钢筋及混凝土接触面），脱模剂要涂刷均匀，不得漏刷。

大部分施工单位过分考虑节约成本，因而使用周转次数较多的旧模板，很多模板边角都已破损，板面也不平，甚至起皮残边。还有所用方木扭曲，无法满足使用要求等。这就要求施工单位在施工过程中严格选材，不合格的模板材料坚决不用。因此，要选用技术熟练、责任心强的工人施工。施工中应加强对模板拼缝、对拉紧固、模板底口封堵、墙身模板斜顶及满堂架拉接、体系加固等关键工序的监督管理力度。

三、结语

近年来，民用建筑的发展方向逐渐趋于高层建筑类型，这符合我国现阶段的国情，而且促进了建筑行业的长远发展。在高层居民建筑中，多采用了短肢结构墙结构，这种结构是在传统框架结构的基础上，对结构性能的优化，而且克服了普通结构墙结构的缺陷以及漏洞。应用短肢结构墙结构，可以实现对建筑构件的合理布置，还可以节省建筑结构的空间，有利于减轻高层建筑结构的自重。短肢结构墙结构在高层居民建筑设计的应用中，收到了较好的效果，而且受到了用户与施工单位的一致好评。

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