新型復合混泥土剪力墻結構體系研究

　　摘要：隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，復合材料的應用已經(jīng)越來越廣泛。在建筑結構工程中，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構體系，即新型復合混泥土剪力墻結構體系。

　　關鍵詞：混泥土剪力墻;復合結構;構件
　　
　　復合結構體系是一種全新的結構體系，研究它的初衷是為了替代磚混結構，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構，復合結構體系的設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構體系。
　　
　　一、復合墻結構體系及新型建筑體系
　　
　　復合墻結構體系

　　復合墻結構體系屬于屬于剪力墻結構。復合墻結構體系是由復合結構墻體、裝配整體式樓蓋或現(xiàn)澆樓蓋、后澆邊緣構件連接而成的裝配整體式結構體系或整體現(xiàn)澆結構體系。復合結構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度以下地震設防區(qū)建造時，房屋高度不宜高于36米；在地震設防烈度為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。該結構體系可用底部大開間墻肢支撐上部小開間的墻肢結構。該體系房屋可以設置地下室，但是底部大開間墻肢結構應采取加強措施，復合墻板可設加強用的構造墻框柱和構造墻中柱。
　　
　　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構，以承受墻體平面內(nèi)的水平荷載為主。它分屬于兩種結構體系--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構體系最大適用高度，當?shù)卣鹪O防烈度為6度時限高130米；當?shù)卣鹪O防烈度為7度時限高120米；當?shù)卣鹪O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力強度與剛度，宜將所有抗側力墻體沿縱橫向對正、拉通。剪力墻體系中一個重要問題是開設門窗或其它洞口的問題。在抗側力墻上不可避免地要開設洞口，如果洞口的大小和位置不合理，會導致抗側力墻體乃至整個建筑物剛度的過大削弱。
　　
　　二、復合結構體系的設計理念
　　
　　輕質高強理念。在住宅及辦公類建筑中，過去的傳統(tǒng)建筑80％以上采用磚混結構，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，復合結構體系采用混凝土，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(較薄)預制一側現(xiàn)澆、兩側同時現(xiàn)澆、兩側全預制的施工工藝，研究它的施工工藝是確保工程質量的關鍵，每個工程都應抽取有代表性的墻板按照技術方案進行樣板試驗。試驗合格后方可正式施工。
　　
　　一側預制一側現(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向上，水平置于預制場地中；

　　保溫層的襯墊和邊模的支設；

　　混凝土澆筑、養(yǎng)護；

　　墻板邊緣構件鋼筋綁扎和安裝；

　　預制板的吊裝、就位、節(jié)點連接錨筋綁扎;

　　現(xiàn)澆側模板支設與預制側加固；

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

　　網(wǎng)架板兩側用以固定保溫層位置的卡具的制作與安裝；

　　墻板邊緣構件鋼筋綁扎和安裝；

　　網(wǎng)架板的吊裝、就位、節(jié)點連接錨筋綁扎；

　　模板支設；

　　復合墻板兩側及其邊緣構混凝土的澆筑。
　　
　　兩側全預制施工工藝如下：

　　預制場地的平整、硬化；

　　復合墻板兩側混凝土水平方式澆筑；

　　復合墻板緣構件鋼筋綁扎和安裝；

　　復合墻板的吊裝、就位、節(jié)點連接錨筋綁扎；

　　復合墻板緣構件模板支設及混凝土的澆筑、拆模、養(yǎng)護。
　　
　　四、復合結構抗側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㎡建筑面積中設有50～120mm長的抗側力墻體是合適的。

　　2.抗側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構對偏心扭轉的抵抗能力。另外，抗側力墻體還應該布置的對稱、均勻。

　　3.抗側力墻的間距

　　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防烈度有關。建筑物愈高，烈度愈高，ι/B應取值愈小。
　　
　　參考文獻：

　　[1]王新玲.《建筑結構體系概念和設計》,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構設計》,中國建筑工業(yè)出版社,1999年.　原作者：李洪國