小高层住宅结构体系选型分析

虞丹 赖颖 汤小林 贺醴 熊子薇

摘 要 本文对近年来大开间剪力墙、短肢剪力墙、异形柱框架剪力墙在小高层住宅中的应用研究进行简介，进一步总结，为小高层住宅结构选型提供依据。

关键词 小高层住宅;大开间剪力墙;短肢剪力墙;异形柱框架剪力墙

前言

小高层住宅，它是从多层住宅和高层住宅中分化出来的一种住宅建筑类型，主要指7层到18层的单元式住宅和通廊式住宅，相较高层住宅层数较低又兼具多层住宅特点。随着我国经济发展进入新时代，城镇化进程不断加快，城镇人口数量的增加也给住房带来巨大的市场需求，更高的楼层也成为必然发展趋势。伴随着经济的高速发展和我国当前社会主要矛盾的转变，人们对美好生活品质的追求同土地资源稀缺的矛盾也愈加尖锐。小高层住宅能够很好地平衡这一矛盾，既提高了建筑容积率，符合我国当前人多地少的基本國情，又符合人体尺度，带来更好的居住体验。

近年来，小高层住宅结构选型相关研究有了一定进展，本文从大开间剪力墙、短肢剪力墙、异形柱框架剪力墙三个方面进行论述。

1大开间剪力墙

张培信[1]对上海孙家宅三幢大开间剪力墙高层住宅进行抗震计算和风荷载计算，并与小开间剪力墙进行了技术经济对比发现混凝土用量减少，经济合理，同时使用功能灵活，结构性能符合规范要求但是从配筋来看，墙体的潜在性能尚未得充分发挥。

范卫东等[2]对大开间剪力墙结构进行系统总结，重点阐述了大开间剪力墙的研究意义与设计理念，提出大开间灵活隔断住宅的经济与社会效益。楼板的自重可以得到有效控制，混凝土用量节省，提高经济效益，同时有利于改善住宅内部功能布局，增加有效使用面积。能满足内部使用功能的变化，长远看有利于延长住宅建筑使用寿命，提高社会效益。

2短肢剪力墙

李亚娥等[3]针对同一建筑不同结构方案进行了结构抗震分析和经济分析，阐明了小高层住宅中短肢剪力墙不仅能较好地满足功能需求，还符合规范中关于周期比、轴压比、位移比、剪重比的要求，并且一定程度上降低了工程造价。但在设计过程中要注意短肢剪力墙数量适中，过少刚度不足，过多不利于抗震，墙肢对称布置，避免出现一字墙。

朱震宇[4]详细介绍了断指剪力墙的基本特点，选择三维有限元模型对小高层住宅工程实例进行计算分析，应用SATWE程序，通过对周期和振型、水平位移、水平地震作用、刚重比和轴压比的计算分析阐明其合理性，并有针对性地提出了墙肢布置原则。

陈亦梅等[5]对短肢剪力墙的布置进行了深入研究，结合霍山凤凰城小高层工程实例，运用SATWE软件计算分析轴压比、位移、层间刚度比等设计指标，并通过时程分析法下的结构的动力特性来判别三种短肢剪力墙的布置方案的合理性。分析对比结果表明，在三种布置方案中，只要短肢剪力墙在小高层建筑中布置的合理，当底层短肢剪力墙所承担的倾覆力矩比例小于50%时，结构的各项设计指标就能满足要求;当底层短肢剪力墙所承担的倾覆力矩比小于3%时，结构的各项设计指标会更优化。

3异形柱框架剪力墙

梁峰等[6]从抗震设计和经济性两方面论述了异形柱框架剪力墙结构在小高层抗震设计中的可行性及优越性，对优化抗震能力提出对应措施，比如，将边梁的边支座设计成铰接，降低轴压比，当轴压比大时加设暗柱。经济上分析得出12层的小高层采用异形柱框架剪力墙更为经济。

许娟[7]对异形柱框剪结构设计中应注意的问题做出总结，并对其设计进行探讨，认为带少量异形柱的剪力墙结构中异形柱的位置改为短肢剪力墙，只需要进行微调。阐述了异形柱框架剪力墙结构与带少量短肢剪力墙结构的差异，提出对位于较不利位置、受荷面积较大的短肢剪力墙要按短肢剪力墙较多的规定进行加强。

4结束语

大开间剪力墙可以避免多次改造对建筑竖向结构的破坏，同时符合环保理念，减少建筑垃圾。在适用范围及抗震性能方面，短肢剪力墙结构要优于异形柱框架剪力墙结构。在结构布置方面，异形柱框架剪力墙结构比短肢剪力墙结构更灵活;同时，异形柱的截面积要小于短肢剪力墙结构的截面积，造价更低。三者均有各自优势，可以根据建筑区域所在地，考虑规范，造价，建筑性质按需选择。

参考文献

[1] 张培信.大开间剪力墙高层住宅结构设计[J].结构工程师，1994，（3）：34-37.

[2] 范卫东，任建淼，杨永葆.大开间剪力墙在保障性住房中的应用[J].住宅科技，2019（4）：22-25.

[3] 李亚娥，张立俊，王栋.短肢剪力墙在小高层框剪住宅设计中的应用[J].甘肃科学学报，2008（2）：64-67.

[4] 朱震宇.短肢剪力墙结构体系在小高层住宅中的住宅设计中运用[J].建材发展导向，2019，（23）：156-157.

[5] 陈亦梅，王晴.短肢剪力墙在小高层住宅中的合理性布置研究[J].山西建筑，2016（4）：29-32.

[6] 梁峰，禤东旭.抗震设计中异形柱-框架剪力墙结构在小高层住宅中的应用[J].广西城镇建设，2005（11）：34-36.

[7] 许娟.小高层异形柱框剪结构体系带少量短肢剪力墙结构设计探讨[J].煤矿现代化，2013（5）：78-79.