高层建筑短肢剪力墙结构设计的研究

朱鸿翔

文章编号：2095-6835（2016）13-0110-01

摘 要：在设计高层短肢剪力墙结构的过程中，其质量直接影响着整个工程的质量。就高层短肢剪力墙结构设计中常遇问题的解决方法进行了探讨，并提出了相应的预防措施。

关键词：高层建筑；短肢剪力墙；结构设计；刚度

中图分类号：TU973.16 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.110

短肢剪力墙是高层建筑工程中的常用结构，主要用于跨度较大的高层工程项目中。保证高层短肢剪力墙结构设计的质量是整个高层建设工程项目的重要环节之一。因此，本文对高层建筑短肢剪力墙结构的设计进行了分析。

1 短肢剪力墙的主要特点

短肢剪力墙的主要特点有以下3个：①该结构的质量较轻、抗侧力的刚度较小、对地震的抗压能力较强，因此，其在地震时所产生的内力较小。②由于其体积较小，可在平面布置和开洞时自由把握尺寸，这提升了高层建筑施工的便利性。此外，使用短肢剪力墙可增强建筑的空间效果。③该结构的主要构件为高剪力墙，连梁的跨高和跨度相对较大，因此，连梁会呈现出弯曲型的破坏形式。由此可见，短肢剪力墙具有一定的延展性。随着我国高层建筑的发展，短肢剪力墙的应用越来越广泛。

2 结构设计

短肢剪力墙的名称来源于其特殊构造所形成的剪力墙形式，其计算模型、剪力墙的配筋方式等与其普通剪力墙结构是基本相同的。

在TAT和TBSA设计中，短肢剪力墙只需要按照剪力墙的基本设计流程设计。TAT和TBSA所使用的计算模型均为杆件、薄壁杆件模型。其中，梁、柱为普通空间杆件，薄壁杆件一端有6个自由度。考虑到墙单元会受到平面变形的影响，按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成了总刚度矩阵，并引入楼板平面内刚度无限大的架设条件后，计算了减少部分的量。这种算法在高层建筑短肢剪力墙的各种平面设计中具有精度高、未知量少的特点。在进行高层短肢剪力墙的设计过程中，如果设计人员未考虑剪切变形，则剪切变形时的薄壁杆件会对施工整体造成影响，进而在复杂施工中，施工整体会产生变形和不协调的问题。

在高层建筑施工过程中，对于不设有转换层的结构，一般将其设置在电梯间、楼梯间、心筒和部分剪力墙及剩余的剪力墙框枝处（框支部份采用点连接的方式）。因此，在该结构中无法进行位移的处理和连续力的正确传递。

3 设计时应注意的问题

在高层建筑施工中，设计人员设计短肢剪力墙时，设计思路要符合相应的科学规律，并在保证设计施工合规的情况下，在设计中采用相应的先进技术，从而对短肢剪力墙结构进行科学规划。通过对短肢剪力墙的整体研究和调查得知，应对短肢剪力墙的轴压进行合理配置，提高其抗震能力，并对内梁结构进行正确判断。在具体设计中，设计人员应了解以下3个短肢剪力墙的设计要点。

3.1 轴压比的控制

在短肢剪力墙的设计过程中，设计人员应重视高层建筑的轴压，特别是使用端柱、无翼缘的“一”字形短肢剪力墙的高层建筑。目前，在高层建筑短肢剪力墙的施工中，当其负荷作用较强，进而产生压弯作用或小偏压时，短肢剪力墙的延展性会变差；如果剪力墙的轴压较大，则混凝土无法承受其应力，进而出现裂缝。上述情况会使混凝土结构的承载力变弱，因此，我们要保证剪力墙的轴压，从而保证其具有一定的延展性。

3.2 提高抗震性能

高层建筑角点的墙肢结构、高层建筑底部的外围小墙肢及连梁构件等，均是高层建筑抗震设计中应注意的问题。在高层建筑受到扭转力时，部分墙肢不会发生开裂的现象。在高层建筑中，层数较高的短肢剪力墙的主要结构会在地震发生时弯曲变形，导致其底部严重损坏，尤其是“一”字形小墙肢损坏最为严重。在施工中，短肢剪力墙的主要构件的刚度较大，导致连梁受到的剪力过大。因此，在设计高层短肢剪力墙时，对于施工中的薄弱结构，设计人员应注重设计中的结构强化和后期抗震能力的增强等问题，从而保证短肢剪力墙在平面上分布的力比较均匀，并使整体建筑的中心刚度与质心是无限接近的，从而减小建筑受到的扭转力。

应完善短肢剪力墙边缘的角点，增加厚度，保证施工时暗柱中配筋的数量，对轴压进行严格控制，从而增强短肢剪力墙的承载力，保证了其延展性，从而保障了高层建筑整体结构的安全性和实用性。

连梁在高层建筑中属于耗能较高的结构构件之。如果连梁受到剪切破坏，则会使建筑整体的延展性降低，这对高层建筑的后期抗震不利。因此，设计人员在设计时必须对精准测算强剪弱弯的大小。此外，在进行短肢剪力墙的施工时，在连梁布置中不可采用“一”字形结构，且在配筋时必须符合政府出台的规范和要求。

3.3 正确判断内梁的属性

在设计高层建筑的过程中，必须在墙开洞跨高小于5时使用对梁，必须在墙梁跨高大于5时设计框架。由于刚度、抗侧度都与高层短肢剪力墙墙梁的刚度有关，所以，设计截面和配筋数量时，必须遵循科学的设置原则，增强建筑物的抗震、抗压性能。此外，在设计短肢剪力墙时，设计人员还应减弱其刚度，从而使其截面符合设计要求，保证建筑整体结构在后期使用时的稳定性和安全性。

4 结束语

综上所述，在整个高层短肢剪力墙结构的设计过程中，设计人员应重视剪力墙结构设计中的每一个环节，保证高层短肢剪力墙结构设计的规范性，从而保证高层建筑的施工质量。

参考文献

[1]张俏，柯长华，张国庆.高层短肢剪力墙结构设计中常遇问题的解决方法[J].建筑结构，2012（06）.

[2]王子奇，卢怡.高层短肢剪力墙结构设计问题的探讨[J].科技风，2011（06）.

[3]陈树龙.高层短肢剪力墙结构设计中问题及处理措施[J].中国城市经济，2011（23）.

〔编辑：张思楠〕