高层建筑短肢剪力墙结构设计的应用

摘要：由于现代许多城市用地紧张，城市人口集中以及商业竞争的激烈化，高层建筑慢慢的变成了一种普遍推广的建筑。对于一个好的建筑来说不只是单纯的追求建筑外观的美观，更重要的是要加强建筑物的结构强度。短肢剪力墙结构被广泛应用，因为它具有一定的抗震性能并且其造价较其他相对较低。

关键词：高层；短肢剪力墙结构；设计应用

1短肢剪力墙结构体系概述

1.1短肢剪力墙定义

短肢剪力墙指各肢横截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。所谓“短肢剪力墙—筒体（或一般剪力墙）”结构体系，是融合框架结构的优点，剪力墙的长短可灵活布置，是介于剪力墙与异形柱之间的新的结构形式，这种结构形式能较好适应小高层住宅建筑的结构体系。

1.2短肢剪力墙结构体系

短肢剪力墙结构体系根据高层住宅平面的特点，利用竖向交通中心区的分隔墙设置钢筋混凝土墙，组成一个基本完整的核心筒体，作为承受竖向荷载和抗侧力的主要部分。部分的竖向构件，视结构受力需要和建筑平面布置，在房间的分隔墙体处可灵活设置短肢剪力墙。在各短肢剪力墙之间布置联系量，把短肢剪力墙和核心筒体连成一个整体，构成整栋建筑的结构体系。短肢剪力墙墙肢约为5倍肢宽，短肢剪力墙的截面厚度不应小于200mm。布置形式通常采用L形，T形，也有少量十行，Z行，一字形截面。其形式随交点处建筑分隔墙形式而定，也可混合布置部分长墙肢或矩形柱。

2这种体系设计中的注意要点和优点

2.1设计中的注意要点

（1）短肢剪力墙结构比普通剪力墙结构抗侧刚度小，设计时应适当布置长剪力墙，通常利用楼梯间，电梯及管道竖井等形成完整的筒体，这个位置可以布置较多的剪力墙，形成刚度较大的筒体，同时也形成两道抗震设防。。（2）短肢剪力墙抗震性能差，应提高短肢墙结构的抗震等级、加强措施，提高其配筋量。短肢剪力墙结构体系的抗震薄弱环节是建筑外边缘及角点处的墙肢，特别是一字形短肢剪力墙，可出现先于与其相连的梁破坏的情况。设计时避免将一字形短肢剪力墙布置在建筑外边缘及角点处，应加强建筑外边缘及角点处短肢剪力墙的延性抗震构造措施。（3）建筑平面外侧部位及角点处的墙肢是短肢剪力墙结构抗震的薄弱部位，会造成扭转反应也会加剧翘曲变形,会造成该部位的墙肢较容易开裂，设计中应采取减小该墙肢的轴压比、增大纵筋及配箍率的措施增强抗震性能。（4）通过均匀排布短肢剪力墙，使各墙肢刚度中心尽量和建筑物形心接近。

2.2短肢剪力墙结构的优点

（1）短肢剪力墙结构能够比较容易满足建筑及人们居住中的要求。墙截面的厚度与填充墙的厚度是一样的，同时是采用竖面的隔墙将各个墙体的梁柱进行相互连接，这样就可以完美的解决在框架结构中梁柱会超出墙面的麻烦；在墙体材料的选择上也是选择了完全符合我国对墙体改革所要求的一种轻质材料短肢剪力墙结构也在一定程度上满足了结构设计的需要。（2）在现在的高层建筑中，短肢剪力墙结构与传统常用的剪力墙结构相比较，其可以将墙肢和梁柱完全的隐藏起来而不像传统的结构导致墙肢的截面较大，并且梁柱经常会凸出墙体，不仅对美观产生影响同时还影响到使用功能。在结构布置上，短肢剪力墙也比传统的剪力墙结构要略胜一筹。短肢剪力墙的数量和肢长可以根据抗侧力的需要而定，数量可多可少，肢长可长可短。可以应对各种复杂多变的外界突发状况。（3）在高层建筑中短肢剪力墙结构可以将各个轻质的承载能力充分利用起来，减少对因为墙体过长而造成对构造配筋的浪费。将结构本身所承载的重量相对减轻，同时也减少了主体结构和基础成本的造价，在一些地基承载例相对较低的地方取得了显著的经济效益。

3短肢剪力墙结构在布置过程中需注意的问题

3.1设计中的墙体布置原则

短肢剪力墙的布置应满足规范中规定的计算指标如：周期比、结构位移比、层间位移角及墙体轴压比等指标。还应满足以下原则：（1）根据竖向荷载和侧力情况，适当设置短肢剪力墙，但不应采用全部为短肢剪力墙，短肢剪力墙承担的倾覆力矩不小于结构底部总倾覆力矩的30％。（2）均匀排列短肢剪力墙，应尽量对齐、拉直，与连梁一起构成规整且连续的抗侧力体系，使每个墙肢的轴向力大致相当。尽量将短肢剪力墙布置成T形、L形及十形等形式，增加墙体的侧向刚度。（3）连梁是在平面内连接墙肢与墙肢，每条短肢剪力墙应该在两个方向上有连梁连接且上下连梁应排列整齐。在内力计算中可以对连梁进行刚度折减，但是进行位移计算中不做折减。（4）墙肢厚度不易过大，一般为300、250、200厚，尽量不超过隔墙厚度。（5）合理布置短墙肢的位置，使梁由墙肢支持，避免多级次梁传递效应。由于与连梁相连的墙体刚度很大，连梁刚度不应折减过多，否则可能导致在地震作用下很容易发生破坏。墙体端部的应力较大，加上连梁作用于墙肢上应力的不均匀，一般越靠近连梁的肢端应力越大，因而应在肢端设暗柱，暗柱钢筋由计算而定。箍筋同柱宜全高加密箍筋。（6）对于屋顶部分局部突出的小塔楼，其结构形式应与主楼结构形式相一致，上下贯通采用剪力墙或筒体结构。

3.2设计中布置墙体注意事项

虽然短肢剪力墙结构在现代建筑的运用上将其特点和优点发挥的淋漓尽致，但是这种剪力墙结构在抗震性能上相对来说较弱一些，因此，在之后的建筑施工以及结构设计上应当注重加强抗震性能，减轻其在抗震环节上的不足之处，提高概念的设计方式在这种结构上的应用。短肢剪力墙在布置过程中要布置均匀，尽量避免洞口的错位，形成连梁一起构成连续较多跨数的抗侧力系统。另外，短肢剪力墙应该有与两个方向的梁互相进行连接。相互连接的梁避免布置在墙肢的非竖向平面内，尽量避免有一条直线的短肢剪力墙结构，应当考虑将结构布置成有纵有横的墙。

4结束语

总而言之，关于高层建筑中短肢剪力墙结构的设计，短肢剪力墙因其独特的性能，有了较快的发展，较广泛的应用，将来会有更好的发展前景。虽然短肢剪力墙有着一定的特点和施工优势，但是也存在着一些问题和弊端，故高层建筑在设计时，应特别注意短肢剪力墙的设计，重视短肢剪力墙结构的合理性，采取有效加强措施消除短肢剪力墙的弊端，更大发挥其优势，进而为广大人民群众提供一个更加安全更加具有使用功能的工作与居住空间。

参考文献：

[1]胡金焱.浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].科技创新与应用.2013,(31).

作者：梁东悦 单位：华商国际工程有限公司设计四所