高层住宅建筑中的短肢剪力墙体结构体系

林嘉达

摘要：短肢剪力墙是指墙肢的截面厚度不大于300、长度与厚度之比大于4但不大于8的剪力墙。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，应用逐渐广泛本文主要探讨了短肢剪力墙体的结构特点和在高层住宅建筑的应用。

关键词：高层住宅建筑；短肢剪力墙；结构体系；应用

引言：随着住宅产业的大力发展，小高层住宅大量涌现，人们对于小高层以及多层住宅平面与空间的要求越来越高。原普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙的结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。而经过改良后的短肢剪力墙结构已得到了广泛的应用，其应用结构可以在一定程度上解决一般框架所存在的缺点，因此，也受到了广大建筑师的充分肯定，也满足了住户对空间的结构要求，同时，这种设计应用在高层住宅的结构当中，也达到了其使用功能以及受力等方面的主要特点、构造要求。

一、短肢剪力墙概述

短肢剪力墙的定义，现行规范《高层建筑混凝土结构技术规程》规定短肢剪力墙是指墙肢的截面厚度不大于300、长度与厚度之比大于4但不大于8的剪力墙，但也限制了当构件截面的长边（长度）小于其短边（厚度）的4 倍时，宜按柱的要求进行设计，即高厚比为4～5 时，也按短肢剪力墙设计。高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体，形成短肢剪力墙与筒体共同抵抗水平力的剪力墙结构。

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。

三、短肢剪力墙结构及其计算

以广东地区高层住宅建筑为例，采用长度较短的普通剪力墙（短肢剪力墙的截面面积占总剪力墙少于50%）和核心筒，结构计算控制指标：轴压比、周期、位移、剪重比、应控制在既符合规范要求，又不要有太多的富余量。剪力墙、板 、梁、柱的截面及配筋除计算需要外，构造配筋采用规范允许的最小值。

短肢剪力墙指指墙肢的截面厚度不大于300、长度与厚度之比大于4但不大于8的剪力墙，当墙肢截面高度与厚度之比虽为4～8，但墙肢二侧均与较强的连梁（连梁跨高比不大于2.5）相连时或有翼墙相连的短肢墙（翼墙长度不小于翼墙厚度的3倍），可不作为短肢剪力墙。（设计时应注意对连梁进行“强剪弱弯”的验算，保证连梁的受弯屈服先于剪切破坏；短肢剪力墙宜在两个方向均有梁与之拉结，连梁宜布置在各肢的平面内，避免采用“一”字形墙肢；短肢剪力墙底部加强部位的配筋应符合规范要求。）对于L形、T形、十字形等形状的剪力墙截面，只有当每个方向的墙肢截面高度与厚度之比均为4～8时，才能视为短肢剪力墙。如果结构中仅有少量的短肢剪力墙，不应判别为短肢剪力墙较多的剪力墙结构，但此部分短肢剪力墙构件应满足规范关于短肢剪力墙构件设计的有关要求。当墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比较小时，约束边缘构件的配箍特征值可适当降低。对于十字形剪力墙，可按两片墙分别在端部设置约束边缘构件；对折线形布置的抗震墙节点，其约束边缘构件宜采用Z字形截面，不宜再二端露头；当二暗柱之间的距离≤200时，宜合二为一。当连梁跨高比大于5时，应慎重考虑连梁刚度的折减问题，以保证连梁在正常使用阶段的裂缝及挠度满足使用要求。连梁跨高比大于5时，宜按框架梁进行设计。剪力墙砼强度等级随楼层升高的递减变化宜结合梁板砼强度等级共同考虑，尽量使两者的强度等级相差≤5Mpa，方便施工。剪力墙的分布筋建议按下列原则配置：

高层剪力墙结构，首层剪力墙竖向、水平分布筋除满足上表要求外，适当加强配筋对整体结构的受力有利。高层建筑计算地震作用时，应考虑偶然偏心的影响，在位移比小于1.2时，考虑偶然偏心。平面布置基本对称、均匀的结构，不考虑双向地震的扭转效应。层间最大与平均位移比>1.2及质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向地震作用下的扭转效应，考虑双向地震作用而不用考虑偶然偏心。此外，在考虑偶然偏心或双向地震作用时，配筋相应增加3%左右。振型个数的确定，宜以有效质量系数大于90%为准且宜≥9 。

四、短肢剪力墙体结构体系在高层住宅建筑的应用

对18层左右的高层住宅，国内采用比较多的是框架一剪力墙体系或全剪力墙体系。根据平面布置的特点，通常利用中部的竖向交通区设置较多的剪力墙，组成一个较完整或基本完整的筒体，而外围部分则要视建筑的平面布局而定，可以布置为框架或剪力墙，形成框架-剪力墙体系或全剪力墙体系。

框架-剪力墙体系虽有可使建筑布置灵活、受力明确、计算简单等优点。但由于房间布置一般都不规整，柱网难以布置，而且因框架柱子断面较大，不论如何布置柱网，都会存在柱截面大于隔墙厚度而造成房间内柱子外露，影响美观和家具布置，在平面复杂多变的情况下，结构布置难趋合理，结构计算分析困难。全剪力墙体系抗震潜力大，结构延性好，作为分隔墙能与建筑平面较好地配合，而且房间内没有梁柱外露，能满足住宅的使用要求，可以避免上述框架-剪力墙结构的缺点。但从另外的角度看，根据经验，按传统的剪力墙布置方法用于高层住宅，即使是25层左右的建筑，剪力墙的配筋仍然是构造配筋，即全剪力墙结构体系的功能水平很高，用在此类建筑中存在一定程度的浪费。

为了发挥各种结构体系的优点，使结构既有足够的抗侧能力，又能减轻结构自重，减少结构费用，可以采用一种新的结构形式――短肢剪力墙结构，简称短肢墙。

短肢剪力墙属于剪力墙结构体系，只不过采用的墙肢较短（通常认为肢长为2m左右或以下），而且通常采用T形、L形、[形甚至是十字形，当然也可以采用部分“一”形。由于排列不够整齊、规律，肢长又比较短，所以与普通剪力墙结构体系不同。当肢长相当短（肢长小于4倍墙厚）时，它已接近于柱的形式，但并非方形或矩形，因此也称之为异型柱，即按柱截面来设计。目前短肢墙和异型柱之间没有统一明确的界限和定义，但是无论名称如何，它是由框架柱和剪力墙演变而来，并兼具两者的优点，这一点是肯定的。

五、结束语

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。短肢剪力墙结构体系由于自身的优点，它可以灵活布置，墙肢可长可短，房间内不会出现露梁露柱的现象，且短肢剪力墙的抗震性能也优于异形柱结构，因此充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后，并选择合理的布置形式，它将在多、高层的住宅中有着广阔的发展前景。

参考文献

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