短肢剪力墙结构的设计及质量控制

　　摘要：随着人们对住宅，特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高，原来普通框架结构的露粱露柱、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是在原有剪力墙的基础上，吸收了框架结构的优点，逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式，即“短肢剪力墙结构”和“异形柱框架结构”型式。这两种新的结构由于在很大程度上克服了普通框架与普通剪力墙结构的缺点，受到了建筑师的肯定。更得到了住户与房产开发商的欢迎。
　　关键词：短肢剪力墙结构设计质量控制
　　短肢剪力墙的受力、变形特征，类似以框剪结构。但比框架结构的刚度分配、内力分配更合理，结构的变形协调导致的竖向位移差别，也比框剪结构小，则传基础荷载更均匀、合理。目前，越来越多的剪力墙结构小高层住宅楼拔地而起，但是，随之而来的是我们发现这些剪力墙结构小高层在施工质量上还存在着一些质量通病，主要表现为剪力墙板混凝土成型质量差、混凝土实体回弹检测强度不高等。
　　一、短肢剪力墙结构的基本含义
　　1.短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙；
　　2. 高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构；
　　3.短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构。短肢剪力墙结构的必要条件：抗震设计时，短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。下限规范没有规定，用户可以灵活掌握。如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应看成短肢剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。
　　二、短肢剪力墙结构的设计
　　短肢剪力墙结构，其首先应是全剪力墙结构。短肢剪力墙结构中，应有足够的长肢剪力墙。
　　如果把短肢墙看成异形柱，则短肢剪力墙结构可以认为呈框剪结构的变形特征。当结构形式符合短肢剪力墙结构形式后，才能在软件“总信息”参数的结构体系中，定义结构为“短肢剪力墙结构”。
　　当采用壳元模型时，应加细单元的划分。
　　短肢剪力墙结构有时用薄壁杆元（tat）可能更合适。因短肢墙的模型更符合薄壁杆元模型，采用壳元则有单元划分不细的问题。
　　短肢墙：轴压比（按剪力墙）、刚度（墙输入、采用壳元或薄壁杆元）、配筋（按剪力墙）、构造（按高规的短肢墙构造）。
　　弱短肢剪力墙（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的剪力墙；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条文规定剪力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。
　　抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比高规4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用。抗震设计时，各层短肢剪力墙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、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7；底部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%.剪力墙截面厚度不应小于200mm.7度和8度抗震设计时，短肢剪力墙宜设置翼缘。一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。
　　三、剪力墙混凝土的成型质量很大程度上取决于模板质量。
　　1.在施工前应根据混凝土浇筑方式的不同对剪力墙模板体系进行必要的设计计算，然后严格按照设计好的模板方案施工，具体操作上应满足相应规范要求。设计计算时最关键的一点就是关于新浇筑混凝土对剪力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点22ΓCT0Β1Β2V1/2，②F2=ΓCHF1，2—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/M3T0—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点0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1点2，本方案取1点2Β2—混凝土坍落度影响修正系数，≤30MM取0点85，50~90MM取1点0，110~150取1点15V—混凝土浇筑速度然后，根据最大侧压力设计模板支撑体系。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剪力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。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。
　　2.工人操作质量直接影响到模板质量。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。有了合格的材料，再加上规范严谨的操作，才能使合理的设计转化为高质量的工程。
　　四、综上所述
　　剪力墙混凝土成型质量差的问题可以从加强模板质量上入手，并注意混凝土浇筑质量，加强上述各影响因素施工环节的控制，以保证建筑结构的刚度、位移，又可以使室内空间方正合理。这样还不仅使房屋总重量可以减轻，同时也可适当降低结构刚度，使地震作用减小，对基础设计有利，而且对结构抗震较为有利，同时也可降低工程造价，还可加快施工进度.。

《短肢剪力墙结构的设计及质量控制》

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