新型復合混泥土剪力墻結(jié)構(gòu)體系研究

　　摘要：隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，復合材料的應用已經(jīng)越來越廣泛。在建筑結(jié)構(gòu)工程中，為滿足不同的功能和受力需要，根據(jù)材料特性形成復合受力構(gòu)件或體系，也將是一個必然的發(fā)展方向。作者在文章中將研究一種新型復合結(jié)構(gòu)體系，即新型復合混泥土剪力墻結(jié)構(gòu)體系。

　　關(guān)鍵詞：混泥土剪力墻;復合結(jié)構(gòu);構(gòu)件
　　
　　復合結(jié)構(gòu)體系是一種全新的結(jié)構(gòu)體系，研究它的初衷是為了替代磚混結(jié)構(gòu)，達到節(jié)約能源，節(jié)約耕地的目的。任何一個新的住宅體系，從其創(chuàng)立到推廣，應用到發(fā)展，必須有充足的理論和試驗做支撐，必須解決從設(shè)計到施工中的一系列問題。文章將從新型復合混泥土剪力墻結(jié)構(gòu)，復合結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計理念和復合墻板的施工研究以及應注意的問題四方面，來研究新型復合混泥土剪力墻結(jié)構(gòu)體系。
　　
　　一、復合墻結(jié)構(gòu)體系及新型建筑體系
　　
　　復合墻結(jié)構(gòu)體系

　　復合墻結(jié)構(gòu)體系屬于屬于剪力墻結(jié)構(gòu)。復合墻結(jié)構(gòu)體系是由復合結(jié)構(gòu)墻體、裝配整體式樓蓋或現(xiàn)澆樓蓋、后澆邊緣構(gòu)件連接而成的裝配整體式結(jié)構(gòu)體系或整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系。復合結(jié)構(gòu)體系適用于住宅建筑或縱橫墻較多的公共建筑。在8度及8度以下地震設(shè)防區(qū)建造時，房屋高度不宜高于36米；在地震設(shè)防烈度為8度的IV類場地建造時，高度不宜高于25米，層高不宜大于3米。該結(jié)構(gòu)體系可用底部大開間墻肢支撐上部小開間的墻肢結(jié)構(gòu)。該體系房屋可以設(shè)置地下室，但是底部大開間墻肢結(jié)構(gòu)應采取加強措施，復合墻板可設(shè)加強用的構(gòu)造墻框柱和構(gòu)造墻中柱。
　　
　　新型建筑體系--鋼筋混凝土墻體系

　　鋼筋混凝土墻體系一般用于高層建筑結(jié)構(gòu)，以承受墻體平面內(nèi)的水平荷載為主。它分屬于兩種結(jié)構(gòu)體系--框架－剪力墻體系和剪力墻體系?？蚣埽袅w系由鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土抗側(cè)力墻體兩部分組成。前者主要承受豎向荷載，后者主要承受水平荷載?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)體系最大適用高度，當?shù)卣鹪O(shè)防烈度為6度時限高130米；當?shù)卣鹪O(shè)防烈度為7度時限高120米；當?shù)卣鹪O(shè)防烈度為8度時限高100米。適用做高層住宅及辦公樓。目前在高層住宅、辦公樓中采用較多，缺點是室內(nèi)露梁、柱，而且要達到65％節(jié)能設(shè)計尚無可靠方法。剪力墻體系一般多采用橫墻承重方案，也可采用縱橫墻承重方案，在橫墻承重方案中縱向亦應有較為堅強的抗側(cè)力墻體，以抵抗縱向水平荷載，故一般將內(nèi)縱墻按承重墻處理。同時，為了提高建筑物的抗側(cè)力強度與剛度，宜將所有抗側(cè)力墻體沿縱橫向?qū)φ?、拉通。剪力墻體系中一個重要問題是開設(shè)門窗或其它洞口的問題。在抗側(cè)力墻上不可避免地要開設(shè)洞口，如果洞口的大小和位置不合理，會導致抗側(cè)力墻體乃至整個建筑物剛度的過大削弱。
　　
　　二、復合結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計理念
　　
　　輕質(zhì)高強理念。在住宅及辦公類建筑中，過去的傳統(tǒng)建筑80％以上采用磚混結(jié)構(gòu)，其重量為180KN/㎡～200KN/㎡。而一般活荷載僅為20KN/㎡，占全部建筑重量的1/9-1/10。這就意謂材料性能的90％，左右為自身重量所消耗，于是造成了材料極大浪費。而一般承重砌體常用Mu10磚，M7.5水泥砂漿砌筑。其軸心抗壓強度為1.79MPa，復合結(jié)構(gòu)體系采用混凝土，其常用標號≥C25，以C25混凝土為例，其軸心抗壓強度為11.9Mpa。是前者的7.5倍，因此，必將大大提高材料的使用效能及安全度。
　　
　　焊接鋼筋網(wǎng)是國際上推行的做法，美國CAI規(guī)范規(guī)定，凡采用焊接鋼筋網(wǎng)配筋率可以降低，其規(guī)定如下：

　　豎向鋼筋面積與混凝土毛面積之比的最小比值規(guī)定如下：

　　對于規(guī)定的屈服強度不小于400Mpa，號數(shù)不大于15號的變形鋼筋，最小比值為0.0012；

　　對于其它的變形鋼筋，最小比值為0.0015；

　　對于不大于W31或D31的焊接鋼絲網(wǎng)，最小比值為0.0012。

　　水平鋼筋面積與混凝土毛面積的最小比值規(guī)定如下：

　　對于規(guī)定的屈服強度不小于400Mpa，號數(shù)不大于15號的變形鋼筋，最小值為0.0020；

　　對于其它的變形鋼筋，為0.0025；

　　對于不大于W31或D311的焊接鋼絲網(wǎng)，最小比值為0.0020。
　　
　　三、復合墻板的施工研究
　　
　　復合墻板的施工可采取一側(cè)(較薄)預制一側(cè)現(xiàn)澆、兩側(cè)同時現(xiàn)澆、兩側(cè)全預制的施工工藝，研究它的施工工藝是確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵，每個工程都應抽取有代表性的墻板按照技術(shù)方案進行樣板試驗。試驗合格后方可正式施工。
　　
　　一側(cè)預制一側(cè)現(xiàn)澆施工工藝如下：

　　預制場地的平整、硬化；

　　網(wǎng)架板混凝土較薄一側(cè)向上，水平置于預制場地中；

　　保溫層的襯墊和邊模的支設(shè)；

　　混凝土澆筑、養(yǎng)護；

　　墻板邊緣構(gòu)件鋼筋綁扎和安裝；

　　預制板的吊裝、就位、節(jié)點連接錨筋綁扎;

　　現(xiàn)澆側(cè)模板支設(shè)與預制側(cè)加固；

　　墻板現(xiàn)澆側(cè)及其邊緣構(gòu)件混凝土的澆筑、拆模、養(yǎng)護。
　　
　　兩側(cè)同時現(xiàn)澆施工工藝如下：

　　網(wǎng)架板兩側(cè)用以固定保溫層位置的卡具的制作與安裝；

　　墻板邊緣構(gòu)件鋼筋綁扎和安裝；

　　網(wǎng)架板的吊裝、就位、節(jié)點連接錨筋綁扎；

　　模板支設(shè)；

　　復合墻板兩側(cè)及其邊緣構(gòu)混凝土的澆筑。
　　
　　兩側(cè)全預制施工工藝如下：

　　預制場地的平整、硬化；

　　復合墻板兩側(cè)混凝土水平方式澆筑；

　　復合墻板緣構(gòu)件鋼筋綁扎和安裝；

　　復合墻板的吊裝、就位、節(jié)點連接錨筋綁扎；

　　復合墻板緣構(gòu)件模板支設(shè)及混凝土的澆筑、拆模、養(yǎng)護。
　　
　　四、復合結(jié)構(gòu)抗側(cè)力墻體的布置應注意以下問題：
　　
　　1.應使墻體的長度方向與水平荷載作用方向平行，并使墻體截面面積滿足抵抗水平荷載的要求。對于有抗震設(shè)防要求的建筑物，墻體應沿縱橫兩個方向布置；而在非地震區(qū)，矩形平面建筑物一般只在受風面大的橫向布置墻體。日本震害調(diào)查的經(jīng)驗表明：對有抗震要求的建筑物，每㎡建筑面積中設(shè)有50～120mm長的抗側(cè)力墻體是合適的。

　　2.抗側(cè)力墻體宜布置在建筑物兩端、樓梯間、電梯間及平面剛度有變化處，同時以能使縱橫方向相互連系為有利，這樣可以增強整個建筑結(jié)構(gòu)對偏心扭轉(zhuǎn)的抵抗能力。另外，抗側(cè)力墻體還應該布置的對稱、均勻。

　　3.抗側(cè)力墻的間距

　　對現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋以ι/B＝2～4為宜；對裝配式鋼筋混凝土樓蓋以ι/B＝1～2.5為宜。其中，ι為抗力墻間距，B為樓蓋寬度。所取ι/B值的幅度與建筑物高度及抗震設(shè)防烈度有關(guān)。建筑物愈高，烈度愈高，ι/B應取值愈小。
　　
　　參考文獻：

　　[1]王新玲.《建筑結(jié)構(gòu)體系概念和設(shè)計》,黃河水利出版社,2001年.

　　[2]本格尼·S·塔拉納特.《高層建筑鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計》,中國建筑工業(yè)出版社,1999年.　原作者：李洪國