浅谈短肢剪力墙结构在高层住宅中的应用

摘要：短肢剪力墙是指墙肢的长度为厚度的5倍至8倍的剪力墙结构。近年兴起的短肢剪力墙结构，有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重，应用逐渐广泛，本文就对其在高层住宅中的应用进行了深入探讨。

关键词：短肢剪力墙结构设计高层住宅应用

中图分类号：S611文献标识码： A

一、短肢剪力墙结构的简述

（一）短肢剪力墙结构的基本定义

一般短肢剪力墙结构所指的就是墙肢的长度则是厚度的5至8倍的剪力墙结构， 其形状多样。 由于短肢剪力墙结构体系主要是结合在建筑的平面当中， 并且应用间隔墙的位置进行布置竖向的构件， 但不会影响建筑的主要使用功能。 由于墙的数量没有一定的标准， 肢也是可长可短， 一般是根据抗侧力的需要进行确定，同时也可以通过不同布置以及不同尺寸从而调整在刚度中心的具置， 灵活布置， 有较多的选择方案。 由于在连接各墙的梁， 它会随着墙肢的位置设置在间隔墙的竖平面内， 所以是可以隐蔽的， 与此同时， 在建筑平面的以及对于抗侧力的具体需要， 可以把中心竖向的交通区做相应的处理， 形成简体， 从而可以承受水平力，以达到强度与刚度的要求。

（二）短肢剪力墙结构体系的特点

(1) 结合建筑平面面利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能产生冲突，底部能与商场等服务用房相结合；(2)剪力墙的间距大，构件受力明确，传递路线简捷；(3)短肢墙的数量、位置和墙肢长度，可以丰要依据结构抗侧力的大小而定；(4)由于减少剪力墙的数量且局部以轻质墙体替代，建筑物的自重减轻，这样可以减小地震反应和降低工程造价；(5)短肢高宽比增大，延性较好，其破坏以弯曲破坏类型为主。

二、对于结构设计的重点

（1）短肢剪力墙结构其抗震的薄弱位置就在于建筑平面的外边缘它角部处的墙肢， 如果发生扭转效应时， 则会加强翘曲变形， 促使墙肢出现开裂的问题，因此，必须要加强提高它的抗震构造。

(2)短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，应加强其抗震构造措施，如减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率。

(3)高层短肢剪力墙结构在水平力作用下，显现整体弯曲变形为主，底部小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力，由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂，因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量，加强小墙肢的延性抗震性能，短肢墙应在两个方向上均有连接，避免形成孤立的“一”字形墙肢。

(4)高层结构中的连粱是一个耗能构件，在短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对减小，连接各墙胶问的梁已类似普通框架粱，而不同于一般剪力墙间的连梁，不应在计算的总体信息巾将连粱的刚度大幅下调，使其设计内力降低，应按普通框架粱要求，控制砼压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70％～80％来解决，按强剪弱弯，强柱弱梁的延性要求进行计算。

三、高层住宅建筑中短肢剪力墙结构案例分析

（一）工程概况

某小区6#楼，总建筑面积约9881万m2，房屋总高度46.5m，主楼共1,3层，平面尺寸为57m×13m，底层层高4.1m，二层层高3.4m，作商业网点使用，三～十二层为住宅层层高3.0m，以上十三层为阁楼层及机房，裙房OA一I／OA轴为一层自行车库，22～26轴为二层楼商店。

本工程的平面体型较为复杂，呈弧形布置，住宅层结构平面凹进的尺寸为6.1m，为Y向总尺寸的33％，接近《高层混凝土设计规程》JGJ3―2002限值，加上主、裙楼高差较大，故本工程设置了三道防震缝，将上部结构划分为三个较规则的抗侧力结构单元，即主楼为一个结构单元，裙楼为二个结构单元。由于主楼结构长度较长，甲方要求不设缝处理，故采取约28m处设置后浇带一道，并采取一定结构措施，成为一个刚度较好的抗侧力体系，一层车库部分及二层商店部分，采取挑出式基础，与主楼完全脱开，单独形成结构体系，单独设计；由于业主要求承重构件不能突出墙面，考虑到建筑功能需要，主楼部分采用短肢剪力墙结构，主楼十二层，属高层建筑，剪力墙抗震等级按《高层混凝土设计规程》JGJ3-2002，按四级考虑，对于肢长小于1．6m的剪力墙按短肢剪力墙考虑，单独计算。

（二）结构设计的主要技术措施

短肢剪力墙设计为了保证结构有足够的抗侧刚度，设计中将电梯井道与楼梯间的剪力墙形成本结构的核心筒，其余剪力墙采用短肢剪力墙通过连梁连接，形成了具有一定抗侧力的短肢剪力墙结构体系，根据短肢剪力墙结构的特点：地震作用下的抗扭能力较弱，因此本工程设计中将一般剪力墙布置在建筑四角处，短墙肢尽量均匀对称布置，以减小水平力作用下的扭转效应，且短墙肢两个方向都有连接，即截面型式多采用L、T型。少量短墙肢由于建筑需要采用了一字型，为了减少剪力墙平面外弯矩，设计时尽量不布置与之垂直相交的大跨度单侧楼面梁，避免不了的墙肢，尽量设端柱，短肢剪力墙的肢长肢厚比按规范要求控制在5～8范围内，并且保证每一段墙肢长度不小于1．2m，另外，对短肢剪力墙的轴压比均控制在0．7以内，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率均大于1．2‰由于短肢剪力墙的肢长较短，故截面配筋型式参照异形柱，纵向钢筋间距不大干200mm，箍筋肢距不大干300mm，箍筋间距100mm。

连梁设计本工程中，由于剪力墙数量较多，且比较分散，布置均匀，墙肢较短，各片剪

力墙之间抗侧刚度相差不大，在水平力作用下，每片剪力墙受力较均匀，因此，构成剪力墙壁的主要构件连梁无超筋现象，跨高比>5的连梁按框架梁进行设计(顶层处按连梁的构造要求配筋)，其余连梁按《高层混凝土没许规程》JGJ3―2002规定设计，为保证楼层处的梁连成一个整体，框架梁、连梁及暗梁设有一定数量的纵向钢筋拉通。

结论

随着高层建筑进一步的发展，满足高层建筑的结构形式将日趋复杂多元化，在对其设计的过程当中必须要根据它的受力特点，全面充分的了解对其损害的不同机理，从而选择合理的应用结构。

参考文献：

【1】许文强高层住宅建筑结构设计需关注的几个问题[期刊论文]-中国房地产业2011(11)

【2】肖昌俊 试论我国小高层住宅楼中短肢剪力墙的应用[期刊论文]-城市建设.2010(17)