刍议小高层建筑中的短肢剪力墙结构设计

胡雪丁

摘 要：近年来，随着经济的飞速发展及城市化进程的不断加快，人们的生活水平也在逐步提高，对住宅也提出了新的要求，小高层及高层住宅建筑越来越受到人们的欢迎。短肢剪力墙结构设计因其特有的优势和特点，在小高层建筑中的应用越来越广泛，本文作者首先简要介绍了短肢剪力墙结构，接着分析了它的施工特点及优势，进而讨论了短肢剪力墙结构设计在小高层建筑中的应用及注意事项，最后总结出提高抗震能力的方法，供大家参考。

关键词：住宅建筑；室内空间；短肢剪力墙；设计

前 言

进入新世纪，随着物质生活水平的改善，人们的思想观念也发生了翻天覆地的变化，住宅方面，更多的人趋向于小高层及高层建筑，传统的住宅框架结构因其本身的质量缺陷，无法满足这种需要，短肢剪力墙结构设计应运而生，受到人们的重视，成为工程施工设计的工作重点。

1 短肢剪力墙概述

在目前的工程建设项目中，短肢剪力墙得到了前所未有的广泛应用，其在应用的过程中及保存在了传统异形柱和剪力墙不凸出墙体墙面的施工优势，同时有在应用的过程中有效的克服了异形柱框架结构抗剪力以及抗震性能不佳的现象。因此在目前的施工过程中，其在小高层建筑结构中应用更为广泛。短肢剪力墙是剪力墙结构中的一种特殊存在，是剪力墙结构中的主要模式。在目前的建筑結构中，剪力墙结构墙体主要是由钢筋混凝土墙组成，墙肢高度与厚度之间的比例大于1：8。人们通过多年的研究与总结，吸收了传统框架结构的优势与相应的科学技术逐渐形成了一种能够适应人们新的住宅观念和住宅要求，极为短肢剪力墙结构的发展提供了新模式和新要求。一般来说，就目前的短肢剪力墙结构而言，其在工作中是肢体高度和墙体厚度不大于300mm的施工模式，其施工中截面高度与厚度之间的比例大于4而小于8的一种剪力墙结构。在目前的高层建筑结构中，不应当在施工的过程中全部采用断肢剪力墙，而是一种因地制宜的施工手段和施工方法。

2 短肢剪力墙施工特点

短肢剪力墙施工结构在目前的工程项目中作为一种组合平面形式的施工方式，其在施工的过程中通常都是以隔墙的位置来进行界定与控制的过程过程，同时在施工的过程中，我们一般都不去考虑建筑工程在使用的时候使用功能发挥，并且是否与使用功能存在着矛盾的问题。在小高层建筑结构施工中，短肢剪力墙的施工与应用是一种数量可多可少、结构可大可小，其中肢长也是可以进行控制的，主要的应用措施和方式通常都是根据抗侧力的需求来进行分析和制定的。

3 短肢剪力墙的优势

剪力墙各肢截面高度和厚度之比的范围应该在4～8之间。短肢剪力墙结构与传统的剪力墙结构相比.其优势在于以下几个方面：①短肢剪力墙结构的布置非常灵活，并且对结构布置能够及时调整，从而能够满足人们对建筑空间布置的需求。②在短肢剪力墙结构设计中，通常会用轻质砌体替代剪力墙，使建筑结构的刚度降低和重量降低，从能大幅度提高建筑的抗震能力。③墙肢高宽比较大，延性较好，对抗震有利。④连梁跨高比较大，以受弯破坏为主，地震作用下首先在弱连梁两端出现塑性铰，能起到很好的耗能作用。⑤墙肢的承载力得到了较充分的发挥。

4 短肢剪力墙结构设计在小高层建筑中的应用

当我们将短肢剪力墙结构应用于建筑工程实践时，其结构的施工难度是比较大的。因为在施工时既要满足和适应建筑工程质量的要求，又要尽量扩宽建筑的室内空间，达到为建筑居民提供一个舒适的居住环境的目的，这便导致了施工人员在对短肢剪力墙进行具体施工时，所需要考虑的因素太多。所以。为了减轻施工人员的施工压力，在施工之前，相关的工程结构设计人员就应该将短肢剪力墙结构的设计方案提供给施工者，并且在设计时将剪力墙的受力情况考虑完全，计算和分析出剪力墙的受力特点，以便帮助施工者更好的完成短肢剪力墙结构的施工。降低其施工的难度。一般来说，短肢剪力墙结构在设计时，需要注意以下两点问题：①短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊剪力墙结构。其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。在TAT、TBSA中，只需按剪刀墙输入即可，而且TAT、TBSA更适合用来计算短肢剪力墙结构。TAT、TBSA所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型，其中梁、梓为普通空间杆件，每端有6个自由度，墙视为薄壁杆件，每端有7个自由度（多一个截面翘曲角，即扭转角沿纵轴的导数），考虑了墙单元非平面变形的影响，按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚度矩阵，引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分未知量之后求解，它适用于各种平面布置，未知量少，精度较高。②对设有转换层的短肢剪力墙结构，一般都只是将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地，其于设置为剪力墙框支。框支剪力墙是受力面向受力点过渡，由于薄壁杆件的连接处是点连接，所以用薄壁杆件模型不能很好地处理位移的连续和力的正确传递。因此，带有转换层的短肢剪力墙结构宜优先采用墙元模型软件（如SATWE）进行计算。

5 设计短肢剪力墙结构时应注意的问题

在规划高层建筑结构设计时，最好不要全体都设计成短肢剪力墙结构。要求做到以下方面：

（1）如果需要应用多面短肢剪力墙，就应该设立筒体与短肢剪力墙有机结合的体系，用以抵抗水平作用力；

（2）当高层建筑机构设计时，遇到较短的剪力墙的情况，应合理调节其最大适用高度，使其能够满足建筑设计使用的标准；

（3）在规划建筑结构9度抗震设计方案的时候，其A级高度高层建筑和B级高度高层建筑，不宜选取较多短肢剪力墙结构。

6 如何强化抗震能力

要重点提高结构抗震能力，使其达到国家建筑使用规定的防震标准。这就要求结构工程师做到以下方面的内容：①与各个剪力墙相连接的柱梁应该设立在墙肢的竖直平面上，最好墙体两端伸长方向上都有柱梁连接，并要装设相应的翼缘，在设计图不要产生“一”字形的短肢剪力墙结构体系；②选取强墙柱弱连梁体系设计方式能够有效改善结构抗震能力弱的问题；③短肢剪力墙整体布局效果应该与结构整体协调一致，各个结构之间保持受力的相对平衡，短肢剪力墙与整体结构在刚度值大小方面差值不宜过大。竖向设立墙体时，使得墙肢与墙肢之间在空间整体上排列齐整，尽量不要出现洞口错位的问题，形成抗侧力结构模型来抵抗地震时产生的水平作用力；④添加合适数目的长墙，依靠电梯、楼梯组成大型筒体，建立多道抗震体系，来提高高层建筑结构的整体刚度大小，即使在出现较大冲击力的时候，其结构也不会产生较大的变形；⑤应该强化墙体周围墙肢厚度和增加结构中钢筋数目，降低轴压比例，来减缓水平受力的情况，避免底部周围的小墙肢受力过大而引起的墙肢开裂的现象，从而增强了结构整体的抗震能力。

7 结束语

随着社会经济的高速发展.人们的生活生产水平显著提高.因此人们对房屋建筑业提出了更高的要求.在现代的建筑工程中.传统的框架结构已经不能满足人们对住宅平面和空间的要求。因此，为了满足人们对建筑平面和空间的要求.在现代建筑工程中通常会应用到短肢剪力墙结构设计，进行建筑的设计规划。小高层建筑是现代小区中的主流建筑.因此在小高层建筑工程中，应用短肢剪力墙结构设计意义重大。通过本文对小高层建筑中短肢剪力墙结构设计的深入探析.相信读者对其也有了进一步的认识，总而言之，随着社会的发展。可以预见，在将来的小高层建筑中短肢剪力墙结构设计一定会更加完善.从而能够在满足人们对建筑平面和空间需求的同时大幅度提高建筑工程的质量。

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