高层建筑短肢结构墙结构设计

1高层居民建筑短肢结构墙结构的统述

目前，在我国的高层居民建筑中，短肢结构墙的结构设计已被广泛应用到高层居民建筑。由于短肢结构墙的结构设计具备空间布局科学合理等特点，进而符合现代居民对建筑空间结构的要求。短肢结构墙的结构主要包括以下方面:第一，保证结构墙的截面厚度和短肢截面高度的比例在6—8范围内;第二，短肢结构墙的结构形式不能全部应用到高层建筑中，还应使用其他结构墙形式;第三，如果短肢结构墙占用的空间过多，则应在建筑设计布局中采用一般的结构墙，进行搭配设计，从而能够保证建筑具有较好地抵抗水平力。采用短肢结构墙结构对高层居民建筑进行设计，还应保证短肢结构墙的结构符合以下几个条件:第一，结合抗震理念，在对结构底部地震倾覆力矩的设计过程中，应保证短肢墙承受第一振型底部地震倾覆力的大小，其承受力的范围是不超过总底部的1/2;第二，考虑短肢结构墙结构承受第一振型底部地震倾覆力的下限，由于短肢结构墙在建筑结构中使用较少，因此不符合底部地震倾覆力矩的标准，在设计过程中可以根据一般的结构墙结构对建筑结构进行设;第三，根据墙肢的实际情况，确定其作为短肢结在结构墙处理还是一般结构墙处理。如果存在的墙肢数量较少，则应将其作为一般的结构墙结构进行处理，反之，则应按照短肢结构墙结构进行处理。

2高层居民建筑短肢结构墙结构设计

采用短肢结构墙结构对高层居民建筑进行设计时，首先，应该对建筑所有的结构墙实行科学合理的规划设计，将充足的长肢结构墙应用到短肢结构墙结构中。在对建筑结构设计过程中，可根据短肢结构的变形特征，对短肢墙的结构进行判定，假如短肢墙的结构设计是异形柱，其结构可被看成是框剪结构。通过标准测量方法，进行计算，并对结构墙结构形式和条件进行确定，如果结构墙的结构形式符合短肢结构墙结构条件，即可将结构墙的参数设置判定为短肢结构墙的规格参数。由于短肢结构墙是按照房间的间隔墙位置进行竖向构件建立的，一般情况下，短肢结构墙会设计在居民建筑房间的间隔墙的交差处，因此短肢结构墙不会影响建筑的正常使用功能。根据建筑结构抗侧力的要求，确定短肢结构墙的数量，保证短肢结构墙的数量适中。如果短肢墙的数量过少，就导致结构墙结构过柔，如果短肢墙的数量过多，会导致结构墙结构过刚。在对短肢结构墙的布置过程中，应保证布置均匀，进而保障建筑结构的质心、刚心完全统一，避免建筑结构由于地震而导致结构变形。由于短肢结构墙的布置方案多而且布置相对灵活，因此在楼盖支撑处的处理也较为灵活。如果高层居民建筑的结构设计不规则，当出现过大的水平荷载情况时，对短肢结构墙应采取相应的布局措施，可以将短肢结构墙，设置在建筑结构的平面以外的各个交点处以及边缘处。进而保证建筑结构具有良好的整体性，满足结构平面刚度的要求。在高层居民建筑设计过程中，为了防止各间隔墙表面出现墙肢凸出，可以采取适当墙肢厚度的墙进行设计。为了能够符合抗侧力构件对强度和刚度的需求，可以按照平面抗侧刚度的设计标准，对建筑结构设置合理的中心剪力墙。

3高层居民建筑短肢结构墙结构设计要点

3．1对短肢结构墙的轴压比进行控制

采用短肢结构墙对高层居民建筑进行设计时，应该对短肢结构墙的轴压比实行严格的控制，尤其是对无翼缘的一字型短肢结构墙和端柱进行控制。目前，我国的高层居民建筑设计过程中，短肢结构墙会承受不同程度的负荷，会被压弯，当负荷为小偏压时，会导致短肢结构墙延性较差。当负荷为多用较大的轴压等大偏压时，就会导致混凝土受压的边缘区域存在很高的应力。当混凝土的约束力较弱时，就会导致混凝土出现裂缝的情况，其主要原因是混凝土承受不住其高强度的应力，致使的短肢结构墙结构的承载力降低。在保证短肢结构墙延性的前提下，首先要严格的控制设计过程中的短肢结构墙的轴压比。

3．2提高短肢结构墙抗震性能

由于高层建筑结构中的边缘处的短肢结构墙和建筑的角点处的抗震能力较差，因此一旦发生地震该位置最容易遭到损坏。如果高层建筑短肢结构墙结构原有形态发生改变，就会导致原有的结构墙发生变形，伴随墙肢裂缝的现象发生。在对高层建筑短肢结构墙结构设计时，应针对短肢结构墙的性能，选取科学合理的有效措施加以防范。例如，可以降低建筑结构中短肢结构墙结构交点处的轴压比，加大箍筋的配筋率等。提高小墙肢的抗震能力，让高层居民建筑结构具有很好的实用性和安全性。

3．3正确判定短肢结构墙结构内梁的属性

在短肢结构墙梁的设计过程中，可根据墙开洞的跨高比例，采用针对性的设计方法，对高层结构墙结构进行设计。当墙开洞的跨高比例小于5时，可以应采用连梁的形式对短肢墙结构内梁加以设计。当墙开洞的跨高比例大于5时，可以采用框架梁的形式对墙肢结构内梁进行设计。因为连梁刚度会对建筑结构中的整体抗侧移刚度造成影响，因此在对截面的选择、梁的配筋以及设计进行科学合理的规划，进而保障建筑结构具有高强的抗震能力。为了能够保证结构的安全性和梁截面符合设计要求，因此可以适当的降低墙肢的刚度。

3．4短肢结构墙的结构计算

由于短肢结构墙具有较大的开口，因此可以采用与普通短肢结构墙相同的分析方法，可以采用空间杆—墙组分析法或者三维杆—系薄壁柱空间分析法。由于三维杆—系薄壁柱空间分析法具有精确的计算，因此被广泛的使用。连梁在高层居民建筑中是一个耗能大的构件，由于墙肢的刚度在一定程度上有所降低，因此连梁与普通的框架梁类似，但是也存在一定不同。在计算过程中，不应降低连梁的刚度，从而降低其内力。应该对硷压区的高度进行控制，将梁端负弯矩钢筋的塑性控制在70%～80%之间，以强柱弱梁和强剪弱弯的标准，对短肢结构墙结构的延性进行计算。

4总结

在目前的居民建筑工程中，短肢结构墙已经被广泛的应用到高层居民建筑中。对建筑空间的设计中应该区别短肢结构墙和一般的结构墙，并按照居民的要求，对短肢墙的布局和数量进行理地规划。在设计过程中，应该结合抗震的理念，保证结构的受力和刚柔程度适当，确保短肢墙的结构实用和安全性。

作者：程吉 单位：江西省建筑设计研究总院