短肢剪力墙结构体系与应用研究

黄卫民

【摘要】随着经济的发展，人们的生活水平也得到了很大幅度的提高，对于居住环境的要求也有了新的标准，尤其是高层建筑越来越多，人们对于室内空间以及经济性都比较关注。短肢剪力墙结构是在剪力墙的基础上发展开来的，更加能够满足现今人们对于住宅的设计要求，如今已经形成了新的结构体系，尤其是对于现浇钢筋土塔式或者板式高层住宅建筑应用性更强。本文将针对短肢剪力墙结构体系的研究成果进行简要分析，并且提出相关的建议。

【关键词】短肢剪力墙；结构体系；应用；建议；

随着经济的不断发展，住宅的设计也正向着人们提出的新要求的方向发展，同时为了迎合社会的需求大空间、自由分隔式的建筑结构体系已经成为了如今的主流。在结构形式方面，传统的普通框架不符合美观的要求，如果选择普通的剪力墙结构体系空间的利用率又不符合要求，所以经过设计人员的不断实践与努力将剪力墙与结构框架的优点相结合，形成了短肢剪力墙。由于短肢剪力墙的结构设计可以满足大空间的要求，并且房间的布置更为灵活，可以同时兼顾使用要求和经济要求，所以比较实用。

1 短肢剪力墙结构简介

短肢剪力墙是近年来才发展起来的一种新型结构体系，主要是人们在建筑实践中经验总结的结果，与普通的剪力墙结构体系相比较，短肢剪力墙可以满足人们对大空间的要求，并且室内的布置较从前相比更为灵活，从前建筑中出现的楞与柱，在短肢剪力墙结构体系中是看不到的，所以其更能够满足人们对于住宅的新要求，因此也逐渐得到了认可，如今已经大范围的推广与应用。尤其是在塔式的高层建筑中，可以合理利用中间的楼梯、电梯以及竖向管道形成的交通区设置剪力墙，这种方式可以形成一个比较完整的筒体结构，承担了整个建筑物大部分的的竖向荷载和抗侧力。对于外围结构来说，可以用钢筋混凝土设置短肢剪力墙，为了保证他们之间的稳定性，在短肢剪力墙的墙肢之间可以布置连系梁，这些外围的短肢剪力墙和内部的筒体一起构成了整幢建筑的结构体系。

2 短肢剪力墙的特点

短肢剪力墙是在剪力墙的基础上发展的，通常将肢长在两米以下的剪力墙称为短肢剪力墙，常见的类型有T型、L型等，在高层住宅中尤其是较高的高度，通常会采用设置短肢剪力墙的方式来提高抗侧能力，在建筑行业中将这种体系称为“短肢剪力墙结构体系”。一般在房间分隔墙的交点处常常会设置短肢剪力墙，布置一定数量的短肢剪力墙既是对于抗侧力的满足也是与分隔墙相交的一种形式，另外为了稳定性，会在各个短肢剪力墙的墙肢出布置连系梁，将这些短肢剪力墙联系称为一个体系。这种设计结构做到了对间隔墙位置的合理利用，既布置了竖向构件与建筑使用功能又不发生矛盾；另外短肢剪力墙的高度与数量布置也可以根据需要自行调节，主要依据是抗侧力的需求，为了满足刚度的规定还可以进行尺寸和位置的调整，调节刚度中心；在普通剪力墙结构体系中关于楼盖支撑的处理一直都不是很完美，但是短肢剪力墙可以做到灵活布置选择多种方案的形式，所以可以很好的解决楼盖支撑问题；短肢剪力墙最大的优点之一就是有效的解决了楞、梁外露的问题，墙肢位于间隔墙的竖直平面内，具有隐蔽性；关于短肢剪力墙的施工问题，由于其采用质量较轻的物体进行修砌，所以使整体质量大大降低，同时也加快了施工速度。基于以上这些特点可以得出，短肢剪力墙的设计比较灵活并且可以根据需求进行合理的调节，所以在结构方案方面也可以做出更加符合要求的设计。

3 短肢剪力墙体系研究与应用

3.1保证竖向刚度均匀

对于建筑物整体来说抗侧刚度关系到建筑物的稳定性，所以必须加以重视，剪力墙的布置情况对于结构的抗侧刚度有很大的影响。通常在短肢剪力墙布置的时候应该保证连续性，因为如果短肢剪力墙沿着高度不连续的话，很有可能会导致结构方面沿着高度有刚度突变，所以为了避免这一情况的发生，在布置剪力墙时应该自上到下连续布置。为了具有沿着高度抗侧刚度逐渐减小的效果，在建筑时是允许沿高度改变墙厚和混凝土等级的，也可以通过减少部分墙肢的方式使抗侧刚度沿高度减小。

3.2合理设置短肢剪力墙的数目

近年来建筑物对抗震等级的要求越来越严格，所以为了提高建筑物本身的抗震能力，在建筑时不宜使用过多的短肢剪力墙。对于建筑物整体来说在主要抗侧构件的选择时，应该有效利用竖向交通设置的筒体或者是一般剪力墙组成的比较完整的核心筒体。这种建筑结构可以形成三道抗震防线，分别为短肢剪力墙之间的过梁、短肢剪力墙、一般剪力墙构成的筒体，大大的增加了抗震等级。这种结构在布置时要注意筒体刚度的均衡性，如果只是集中于某一处进行布置，对整个建筑物来说则会产生较大的扭转效应。另外，为了保证组合形成的核心筒体刚度性方面的要求，其平面尺寸不应该过小，一般短肢剪力墙必须要满足使筒体（或一般剪力墙）承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%的条件。

3.3短肢剪力墙的抗震设计

近年来由于地震的高发性所以在建筑设计时都会考虑到抗震等级设计，通常情况下为了提高建筑物对地震的抵抗能力，在结构设计时往往都会按照比规定中的地震等级高一级设计，这种设计方式可以从结构上改变短肢剪力墙的延性；另外，通常在设计短肢剪力墙时设计师都会重视底部的剪力设计值，然而实际中除了对底部的加强部位做出调整之外，其它每个层次的都要相应做出调整，为了防治短肢剪力墙过早的剪坏，所以对于一级抗震等级应该乘以1.4，对于二级抗震等级应该乘以1.2，；为了保证质量达标一级增强建筑物的稳定性，一般短肢剪力墙的最小厚度无论是在抗震还是在非抗震的设计中，厚度都应该大于两百米。

3.4短肢剪力墙的布局

短肢剪力墙的布局不应该过于集中应该做到均匀性、对称性以及合理性兼顾，尽量使质量的中心与刚度的中心重合，一般没有特殊要求偏心率都要控制在百分之十以内。尽管短肢剪力墙的形状有多种，但是以T型、L型最为常见，因为这种设计类型有助于增强短肢剪力墙的抗扭程度和平面外部的稳定性。另外，在抗震设计时为了满足抗侧力的要求，每隔短肢剪力墙都应该有两个方向的梁与之相互连接，这种设计方式可以形成整齐有序的抗侧力片，就是连肢剪力墙。为了保证墙体整体的稳定性，在墙的厚度沿竖向逐渐变薄的同时，截面厚度的变化不应该过大，还要注意厚度的改变与混凝土等级的改变不应该同时进行，为了防止结构的刚度发生突变，应该将两者分开楼层改变。

4 短肢剪力墻概念设计

经过建筑经验可以总结出通常一幢建筑物中抗震的薄弱环节基本都是处在建筑平面的外边缘、角点处的墙肢，或者是连梁等部位。当有外力作用时通常都是首先在最薄弱的环节开始出现问题，所以当有扭转效应发生时，首先开裂的部位就是角点处的墙肢和建筑平面的外边缘。高层建筑在地震的作用下，通常以整体弯曲变形为主，此时外围的小墙肢由于截面积小并且承受的负荷量大，所以受到破坏严重，所以应该加强概念设计，解决现实中存在的问题。

5 结语：

随着经济的不断发展人们的生活水平越来越高，对于居住条件也提出了更高的要求，对于大空间、自由化的住宅布局已经成为了当今的主要发展方向。短肢剪力墙结合了剪力墙与框架结构的优点，已经发展成为了一种新的结构体系，尤其是在高层建筑中已经越来越受欢迎。结合短肢剪力墙的优点，设计师应该对其体系进行研究，并且应用于建筑领域。在一幢建筑物中短肢剪力墙是数量不应该过多，并且布置要有合理性，不能够只是局限于某个部位，这样会对整体的稳定性造成一定的影响。

参考文献：

[1]高明涛，短肢剪力墙结构高层住宅设计[J]，辽宁工程技术大学学报，2011，

[2]杨溥，黄宗明，名弟，等，大跨度预应力住宅结构体系最大适用高度研究[J]，建筑结构，2009，