高层建筑中短肢剪力墙的合理应用

廖秀云

(海南巨方规划设计有限公司， 海南 海口 570000)

高层建筑中短肢剪力墙的合理应用

廖秀云

(海南巨方规划设计有限公司， 海南 海口 570000)

在人们生活质量与生活水平日益提高下，人们对建筑住宅环境有着新的要求。为了能够满足人们对住宅环境多样化要求，建筑企业必然要创新施工理念与方法。短肢剪力墙由于其可以灵活布置结构、成本低、容易操作等优势被普遍应用到高层建筑中，其应用效果得到了广大建筑企业的认可。基于此，本文首先提出了短肢剪力墙的概念，然后提出了短肢剪力墙中布置原则与设计要点，最后提出了在高层建筑体系中合理应用短肢剪力墙的对策，希望能够给有关企业起到一定借鉴作用。

高层建筑；短肢剪力墙；应用

在城市化进程的推进下，我国建筑业中高层建筑越发增多，再加上现代人们对建筑住宅环境和质量要求越发提高，以前的普通框架结构建筑模式已经不能满足现代人们对住宅建筑的要求。并且，普通剪力墙结构由于其在分割空间中有限制而无法满足人们对合理化利用住宅空间的要求。所以，在具体实践过程中，人们结合普通剪力墙与框架结构整体特征，研究出了短肢剪力墙结构，这一新型剪力墙结构正好能够满足人们对住宅环境与合理化利用空间的要求。因此，本文浅谈了短肢剪力墙在高层建筑中应用优势。

1 概述短肢剪力墙

在当前的有关规定中明确提出：①短肢剪力墙指的是厚度不超过 300mm，每肢的截面高度与厚度比值最大值应大于4且小于等于8的剪力墙。②具备较强短肢剪力墙的结构房屋应控制好起比例。③对于高层建筑，抗震设计时，其结构不能全部采用短肢剪力墙，对于短肢剪力墙较多的剪力墙结构，应设置好一般剪力墙，由一般剪力墙与短肢剪力墙一起抵抗水平力，进行结构计算时，在规范要求的水平地震的作用下，短肢剪力墙要承担起不小于 30%的结构底部总地震倾覆力矩。④在短肢剪力墙较多的结构体系中，应均匀分布剪力墙，并达到框剪结构体系中剪力墙间距规定的要求。

2 布置与设计短肢剪力墙结构体系的原则

2.1 要保证短肢墙的数量

在布置结构过程中，不能都利用短肢剪力墙，应使用竖向交通设置筒体，其抗侧力构件应利用完整的核心筒体。这样第一道防震线就以短肢剪力墙过梁为主，第二道抗震防线就以短肢剪力墙为主，第三道抗震防线以一般剪力墙构成的筒体为体系[1]。但在筒体布置过程中，要保持均衡性的刚度，不能集中在某处布置，避免出现太大的扭转作用。并且要保证核心筒体整体刚度，控制好平面尺寸，确保短肢剪力墙整体结构。在短肢墙设计过程中，应结合施工需求与住宅空间针对性、有目的设计，不能盲目进行，确保短肢墙设计符合建筑要求，可以为广大住户提供一个舒适的空间。2.2均匀分布短肢墙

在布置短肢剪力墙中，要力保做到均匀与合理，控制好偏心率。短肢剪力墙结构应该以T形、+形、L形为主，这样就能够稳定短肢剪力墙结构。同时，还要保证短肢剪力墙整体数量要相当，需要达到承载力的要求，确保控制好结构受剪承载力范围。在设计高层建筑结构抗震结构中，其楼层侧向刚度平均值要大于上相邻三层侧向度高度 85%的平均值。并且，在设计过程中，要保证结构竖向抗侧力构件需要连通，并且每一道短肢剪力墙都有两个方向连接上梁，形成特别规整的抗侧力片，沿着竖向逐渐减薄强厚度，但厚度变化不能过度，并且改变厚度应该与混凝土等级不能在同一楼层中，防止出现结构突变，若是突变结构，其后果不堪想象，因此，在施工中必须要重视起这一问题。

2.3 强化抗震构造能力

在建筑平面外边缘处的墙肢，这是短肢剪梁结构抗震能力最低的部位，在出现扭转效应后，会导致已经有的翘曲弧线变形，开裂了墙肢。所以需要强化抗震构造整体效能。而因为竖向荷载力较大，开裂了底部外围强肢，需要在墙厚增加措施下来避免。在设计抗震过程中，短肢剪力墙截面钢筋配筋率不能小于底部强化位置的2%。

2.4 科学设计连梁

在连梁上连接上各墙肢，形成了一个联肢墙，进而增加了限制墙肢的条件，提高了强肢整体效能。所以在高层结构体系中，连梁是一个非常消耗能量的部件，但在短肢剪力墙结构体系中，因为在抗震设计过程中，梁的跨度高度要结合实际情况设计，梁的跨高设计按照两种情况的不同进行，当跨高大于 5时应结合框架梁来设计，小于 5时按照连梁进行设计。在连梁有刚度变化后，总体结构抗侧移刚度有影响后，因此在设计连梁时应结合强剪弱弯需求，并按照相应原则，设计小墙肢剪力墙整体结构。

3 计算短肢剪力墙结构体系

在剪力墙结构体系中，短肢剪力墙也是一种主要结构，通常使用较短剪力墙肢，并且采用 L、T、+形等等。其所运用的配筋方式与计算模式应该达到剪力墙结构要求。通常利用薄壁杆元方法来分析短肢剪力墙结构，将墙面作为薄壁杆件每一端都有七个自由度。在对并不是平面变形影响着墙单元这一因素下，按照矩阵位置移动方法来将楼板平面内刚度无限引入。但结合实际情况来讲，因为在薄壁杆件理论中并未对剪切变形这一因素充分考虑，在此模型剪力墙分析过程中，布置结构过于复杂，势必会引发其他问题。在结构布置复杂问题解决过程中，应利用壳元模型分析方法，但需要对划分好各个单元[2]。如：在短肢剪力墙结构中，若是存在转换层，一般都会采用落地少部分剪力墙的方法。但框支剪力墙中，其受力面积太大，再加上是点连接薄壁杆件中的连接处，因此薄壁杆件模型无法对连续位移很好的处理。所以，带有转换层的短肢剪力墙结构，在施工条件允许的情况下，应利用墙元模型软件实施计算。但需要明确的是，从内力分布状况上而言，若是适当的处理好剪力墙，还是可以整体计算剪力墙结构的。

4 分析短肢剪力墙结构实际例子

随着开发和应用新型墙体材料力度加深下，短肢剪力墙这一新型抗侧力结构体系在国内建筑工程中得到普遍应用。如：在某市高层住宅中：地上高层达到30层，3层地下。在设计过程中使用的是0.35kN/m2基本风压，抗震烈度为第一组8度，二类场地类别，一级的剪力墙抗震等级。在此工程中地下二层与地上三层中为加强底部区域，约400m剪力墙厚度。短肢剪力墙与普通剪力墙对比而言，其具备很多优势，尤其是余墙肢可以灵活布置，房间内不会有柱或者梁体，并且还不会应用太多的墙体，从整体上减轻了就爱短肢剪力墙结构的重量，所以也就减轻了地震作用。但结合实际情况而言，在设计剪力墙结构过程中，依然是参考异型柱的规定，因为短肢剪力墙强肢截面高度要比其厚度高很多[3]。所以，在研究异型柱工程类型后，发现这一工程类型不适合短肢剪力墙。在我国有关文件中也只是在布置短肢剪力墙、轴压比等方面进行了规定，比如：短肢剪力墙抗震等比普通剪力墙高一级，但却没有说明计算短肢剪力墙模型、高度值、构造形状等方面。理论与实践相脱离的情况，对短肢剪力墙整体结构发展严重有着的影响。

5 结语

在建筑业的迅猛发展下，所应用的短肢剪力墙越发增多，也对其进行了深入研究，逐渐有了健全的规范，因此在设计过程中要保证合理布置短肢剪力墙。在全面分析的前提下，要尽可能保证短肢剪力墙的设计规范符合各项指标要求，最大程度上保证结构设计的整体水平。同时，在合理应用短肢剪力墙结构中，在这方面我国也可以借鉴其他国家的经验与方法，以此来弥补我国建筑施工中短肢剪力墙施工的不足，进而提高我国高层建筑水平，为广大住户建设出更为舒适、安心的居住环境。

[1]朱杰.赵卫忠.刘峰，等.小高层住宅短肢剪力墙布置的几点探讨[J].硅谷,2010,(03).

[2]刘忠.短肢剪力墙设计在新高规中的变化[J].林业科技情报,2012,(02).

[3]梁海峰,李文雄.对高层建筑混凝土结构短肢剪力墙定义的商榷[J].四川建筑科学研究,2010,(05).

[4]《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010.中华人民共和国住房和城乡建设部,2011-10-21.

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