谈高层建筑结构短肢剪力墙设计要点

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摘要：短肢剪力墙是剪力墙结构中一种比较特殊的结构，其有着抗震性强、造价低和空间广的特点。文章以小高层建筑结构中短肢剪力墙的设计要点进行分析，提出了短肢剪力墙在设计过程中注意的事项和问题，希望可以提高短肢剪力墙的应用效果。

关键词：小高层；建筑结构；短肢剪力墙；设计要点

引言

随着人们生活水平的提高，人们对房屋建筑的要求越来越高，和传统的普通框架结构建筑物相比，现代建筑不仅可以满足于人们对建筑物体美观的要求，同时也可以满足于人们对建筑物体的实用性要求。在传统的剪力墙结构设计中受到分隔房屋空间的限制，很难满足人们对房屋空间的需求，所以出现了短肢剪力墙结构型式。这种结构型式解决了传统的普通剪力结构中的不足和问题，减少了施工的成本，所以，得到了很多建筑企业和用户的喜爱和青睐，近年来在小高层建筑结构中被广泛的应用。

1小高层建筑结构中短肢剪力墙介绍

1.1建筑结构中短肢剪力墙概念

《高层建筑混凝土架构技术规程》中提出了关于短肢剪力墙的相关要求。该规程中对短肢剪力墙的厚度、高度等其他方面的要求等进行了明确。例如：该规程中其厚度应该在30厘米左右，肢截面的高度在与墙面的厚度进行对比时，其比值不会超过4-8。短肢剪力墙主要采用很多种模式对其进行布局和设计，如L字型、T字型、Z字型以及十字型。短肢剪力墙的不同使用情况或者规范中对于短肢剪力墙设计的要求中可以看出，短肢剪力墙承受的力具有明确的标准，即第一振型底部地震倾覆力矩芨结构总底部的地震倾覆力矩12。在实际应用中进行计算的时候，如果短肢剪力墙是以抗侧立构件承担的倾覆力矩不低于结构底部总倾覆力矩的30%时，这种短肢剪力墙的抗震性能会比较差，这样建筑的高度设计就需要降低，比较适用于小高层建筑中。

1.2短肢剪力墙设计原则

（1）短肢剪力墙设计要均匀，以此来保障建筑物体的刚度和强度一致性，减少建筑物体在发生地震时出现扭转变形；（2）在结构布置上要重视其灵活性和可调整性，并保障楼盖支撑的易处理性；（3）在空间间隔墙的交接位置设置竖向构件和间隔墙，以此来减少建筑物体空间和功能的矛盾，此外墙肢的数量也应该控制在合理的范围内；（4）墙肢的厚度要进行控制，不能太厚，这样才可以减少墙肢超过间隔墙表面的厚度问题，满足建筑的刚度和强度；（5）如果小高层建筑物体的形状是不规则或者是水平荷载力比较大的时候，需要对短肢剪力墙进行布置时在平面各个边缘位置和各个角点位置进行结构的整体性加强，以此来满足于结构平面刚度的要求。

2短肢剪力墙的设计要点

2.1剪力墙洞设计要点

在设计剪力墙洞的时候，需要注意以下几点要求（见表1）。

2.2抗震设计要点

文章在对小高层建筑结构短肢剪力墙的墙洞开展有效的设计后还需要对抗震性进行设计，尤其是在抗震薄弱的位置要提高其抗震性。（1）为了能够在不同的方向对上梁进行连接，其需要对短肢剪力墙墙肢竖向平面等进行有效的设计。这两个方向上需要把短肢剪力墙联系起来，以此来保障翼缘方向的一致性，短肢剪力墙也会减少出现一字排开的现象。（2）均匀布置短肢剪力墙，使各个墙轴能够逐步缩小与应力之间的差距。而在设计竖向短肢剪力墙时应该对上下建筑墙肢提出更高的需求，特别是要保障上下的一致性。这种一致性能够防止出现孔口发生错位的现象，以此能够形成抗侧力，从而使得短肢剪力墙能够发挥出自身的抗震性能。（3）对短肢剪力墙进行设计的时候，因其自身的抗侧力刚度并不大，所以需要借助于核心筒来把其自身的长度进行提升，以此能够保障墙体具有较强的抗震性、保障结构具有较强的刚度，使得建筑结构不在受到地震的影响，变形情况也不会再出现。（4）轴压比出现不断降低的趋势，能够保障墙肢的厚度或者配筋厚度达到标准范围内，抗震性能也不断提升。

2.3加强设计要点

小高层建筑结构短肢剪力墙设计作为小高层建筑施工设计的重点，在加强设计的过程中应该注意以下几点内容：（1）地震倾覆力矩>50%。（2）调整和完善底部加强部位，对短肢剪力墙的剪力设计值予以重视，保障截面厚度能够控制在2厘米。这样就可以提高短肢剪力墙的稳定性和坚固性。（3）为了能够保障短肢剪力墙的延性，需要对一级抗震等级等进行延续，其短肢剪力墙的重力荷载为0.5左右；对于二级抗震等级，其短肢剪力墙的重力荷载为0.6左右；对于二级抗震等级，其短肢剪力墙的重力荷载为0.7左右。其重力荷载随着抗震等级的级别增加而增加。但是针对于不同形状的短肢剪力墙，其设计值具有不同的标准。即一字型的短肢剪力墙，其设计值都会控制在0.1左右。（4）加强对建筑抗震结构塑性铰位置的剪力墙，其应该避开剪力墙和楼梯间的墙壁位置。此外，如果需要，还应该把需要加强剪力墙的范围进行扩大，加强部位的高度要控制在整体墙高的10%以内。

3短肢剪力墙布置中需要注意的问题

首先，合理的设计短肢剪力墙可以满足建筑功能和空间布局的各种需求，可以和建筑平面进行有效的结合，从而实现建筑的目的，并在其应用的过程中根据小高层建筑不同剪力墙的布置来进行竖向构件的设计，保障建筑功能可以得到很好发挥，避免结构方式选择和建筑功能布局之间的矛盾，对建筑结构起到了重要作用，保障建筑结构能够具有较大的经济价值。其次，短肢剪力墙很容易出现反弯点，在对其结构方案进行有效的布置或者对结构方案进行计算时应该予以重视，特别是在墙体的偏心受压或者偏心受拉的过程中对其进行有效的计算。还需要对局部位置的受压力情况进行验算，为短肢剪力墙设计暗柱和端柱，这样才可以满足于其抗震承载能力的要求。另外，在对小高层建筑结构进行设计的时候，需要对短肢剪力墙的特点进行充分的考虑，并在设计的过程中，设计人员还要根据不同方案的情况来进行墙体的布置和调整，这样才可以满足于对空间的不同需求，这样更好的实现支撑楼盖。此外，和普通的剪力墙相比，在小高层建筑结构设计的过程中短肢剪力墙的设置可以减少剪力墙的数量，并保障所有剪力墙的布置可以满足小高层建筑结构设计对于抗侧力或者竖向构件所提出的各项需求，当短肢剪力墙的数量不断减少时建筑结构的抗震性就会产生较大的影响，短肢剪力墙尽量不设置在建筑平面两端和外边缘的位置上，这样才可以在抗震验算的过程中，地震的扭转效应减少对剪力墙翘曲变形的影响。所以在设计时应该对短肢剪力墙的墙体抗震构造引起重视，在对局部的结构构件进行不断的强化后，能够使纵筋的配筋或者箍筋配筋的强度等不断提升。然后通过调节建筑使用功能，以此来减少荷载。通过这些措施使得建筑结构的承载力不断提升。

4结束语

小高层建筑结构设计需要重视短肢剪力墙的有效设计，其作为建筑结构设计的重点，结构工程师一直在对短肢剪力墙进行分析和研究。为了满足小高层建筑空间和使用功能的需求，在结构设计的过程中应用了短肢剪力墙，但是因为短肢剪力墙对建筑结构抗震性的不利影响，所以要对短肢剪力墙的设计要点进行重点分析。基于此，文章在对小高层建筑结构短肢剪力墙设计相关的问题进行剖析后，对此进行了重点的讨论和分析，通过对短肢剪力墙的特点介绍来了解短肢剪力墙的性能，并以此为基础对提高其抗震性能的措施进行了介绍，以此来弥补短肢剪力墙在抗震性能方面的不足，从而提高小高层建筑结构设计的意图。

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作者：冯寅和 单位：南京长江都市建筑设计股份有限公司