短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的运用分析

短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的运用分析

徐凤枝

上海东方建筑设计院有限公司安徽分公司 安徽合肥 230000

摘要：短肢剪力墙是高层建筑中的一个重要结构,属于剪力墙结构的一种特殊形式，其优势是造价低廉、布置灵活不占用室内空间以及抗震能力强，在保证建筑结构稳定性的同时，也能够满足其观赏性要求，因此得到许多实施单位和使用单位的好评。本文主要围绕了短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的应用，对短肢剪力墙结构的选型以及结构布置等相关重点内容进行了分析与研究,通过科学合理的结构设计提高高层建筑建造水平。

关键词：短肢剪力墙；高层结构；设计应用

当今社会，过去普通框架结构的建筑已经难以满足人们对住宅环境越来越高的要求，传统框架露梁露柱的外观影响建筑美感，影响到室内装修工程与居民使用，与此同时，普通的剪力墙结构在不利于空间分割的弊端也显露出来，实用性较低。人们为了满足对住房更高的要求，将普通剪力墙与框架结构的特点结合起来，由此形成了具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构，并在建筑领域得到广泛应用。

1短肢剪力墙的概念

按照《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：①短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面、高度与厚度之比的最大值介于4到8之间的剪力墙。②具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指，包括简体和一般剪力墙，由短肢剪力墙与一般剪力墙共同承受水平力，在规定的水平力作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%，但不应超过50%的剪力墙结构。③具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构的房屋适用高度最好低于普通剪力墙结构的最大适用高度，Ⅶ度不大于100m、Ⅷ度（0.2g）不大于80m以及Ⅷ度（0.3g）不大于60m。B级高度高层建筑及抗震设防烈度为Ⅸ度的A级高度高层建筑，不适合采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。④具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构中，既要将剪力墙或简体均匀布置，还要符合框剪结构中剪力墙间距的要求。

2 短肢剪力墙的优点

（1）可与建筑平面有效结合，将竖向构件布置在建筑的间墙位置，不会影响到建筑的整体功能的发挥。

（2）对各墙的连接梁进行设计时，将其随墙肢位置布置在间隔墙竖平面内，减少框架梁柱突出墙面的现象，将房间的使用率大大提升，实现大部分住宅用户的住宅要求.

（3）有多种选择方案，布置的灵活性较强，便于满足支撑楼盖的需求。

（4）可以采用普通剪力墙或核心筒等构件，组成主要抗侧力体系，防止层间发生刚度突变，以增强结构的强度和刚度。

（5）像剪力墙数量较多以及肢长可调整性较大的情况，要改变其刚度时，可改变截面尺寸和布置方式。

（6）对比普通剪力墙结构来说，短肢剪力墙的整体刚度会随着其数量和结构自重的减少而削弱，使其吸收的地震水平力较小，从而增强了其抗震性能。

（7）短肢剪力墙墙肢的高宽较大，延展性强，这主要是由于构件的破坏状态受弯承载力来控制，在一定程度上可以增强抗震效果。 　　

3 短肢剪力墙结构布置原则

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：

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。

4 短肢剪力墙分析与设计

对具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构进行分析，其方法与普通剪力墙结构的分析方法大致相同，可利用三维杆系-薄壁柱空间分析方法以及空间杆一墙组元分析法。参考有关书籍对该结构类型的分析计算，并对照相应的振动台试验结果可知，采用SATWE中的墙元来模拟剪力墙并同时采用弹性楼板进行假设，借此分析大开间结构中楼板对于抗侧刚度的作用，这为对高层大开间短肢剪力墙一简体结构体系的计算提供更准确的信息。

5 设计短肢剪力墙注意事项

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。

6 结束语

总而言之，短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构，具有较强的实用性，是在原有剪力墙的基础上，吸收了框架结构的优点，具有高抗震性、灵活性等优点，逐步发展形成的能适应人们新的住宅观念的结构型式。在进行设计的时候，要和一般的剪力墙结构进行区别，广泛结合各个小高层住宅的特点进行设计。在设计的过程中，尽可能运用一些技巧，对可能出现的问题提出较好的解决方案，掌握好设计的规范与要求，才能设计出更加安全同时又更加经济适用的住房。

参考文献:

[1]郑伟光,刘崇武,贺成刚.短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的运用分析[J].中国标准化,2019,(06):64-66.

[2]袁江满.小高层建筑中短肢剪力墙结构设计浅析之我见[J].居舍,2018,(11):67.