小高层建筑中短肢剪力墙结构设计分析

罗晓清

摘 要：在城市化过程中，小高层住宅建筑得以快速发展。在当前小高层住宅建设过程中，短肢剪力墙结构应用越来越广泛。文中从短肢剪力墙及其特点入手，对其结构设计及结构布置进行具体的分析，并进一步对短肢剪力墙结构的构造要求进行了具体的阐述。

关键词：小高层建筑；短肢剪力墙，结构设计；结构布置；构造要求

前言

短肢剪力墙结构以其良好的稳定性、较高的强度及布置的灵活性等特点在当前建筑工程施工中得以广泛的应用，特别是在当前小高层建筑中，短肢剪力墙结构更是受到广泛的青睐。由于短肢剪力墙在结构体系上具有自身的独特性，因此对其结构设计进行分析，确保建筑稳定性得以提升。

1 短肢剪力墙结构的概况

1.1 短肢剪力墙结构的定义

短肢剪力墙作为剪力墙结构的一种，其墙肢截面的高度和厚度之间的比例在7左右，这类剪力墙结构统称为短肢剪力墙。

1.2 必要条件

在短肢剪力墙在小高层建筑中进行应用时，需要将抗震性能的设计作为必要条件。在建筑总体建筑中，底部地震倾覆力矩的百分之五十左右都属于短肢剪力墙底中地震倾覆力矩，所以在具体设计过程中需要将抗震性能作为短肢剪力墙结构设计的必要条件。

1.3 短肢剪力墙结构的规范

短肢剪力墙结构需要严格依照相关的规范要求来进行设施，一旦短肢剪力墙较小，则会导致其抗震性能不能与工程施工的要求相符，这就会导致在具体施工过程中，只能将短肢剪力墙结构当作普通剪力墙结构进行施工，不能有效的发挥出短肢剪力墙的重要作用。

1.4 短肢剪力墙的优点

（1）相对于普通剪力墙相比，短肢剪力墙结构较轻，在使用过程中有利于建筑荷载的降低，这对提高建筑抗震性能具有极其重要的作用。（2）短肢剪力墙结构较短，灵活性较强，这使其在工程施工过程中能够对其进行有效的调整，为施工带来许多便利。（3）短肢剪力墙自身的延性较好，而且墙肢具有较大的宽度和高度。（4）在建筑结构中，一旦有受弯破坏力产生，短肢剪力墙能够起到有效的耗能作用，可以有效的提高建筑结构的稳定性。

2 短肢剪力墙结构体系的特点

（1）在短肢剪力墙结构体系施工过程中，需要利用间隔墙的公交车来对短肢剪力墙结构的竖向构件进行布置，确保高层建筑能够与短肢剪力墙结构紧密连接在一起，确保建筑结构的使用功能能够更好的发挥出来。（2）在实际施工过程中，需要根据工程实际情况来对短肢剪力墙结构的位置、长短以及数量进行判断，同时还要采取相应的方法来对短肢剪力墙结构进行适当的调节，确保其能够更好地满足工程施工的实际要求。（3）短肢剪力墙结构在布置上具有较好的灵活性，这就使工程施工方案更加多样化，能够更好的实现对建筑楼盖进行支撑处理。（4）利用短肢剪力墙，能够对建筑结构的梁柱起到较好的隐蔽效果，这是普通剪力墙无法达到的。而且短肢剪力墙在应用过程中，能够对建筑结构的刚度和稳定性的提升具有非常显著的效果。

3 结构设计

（1）短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊剪力墙结构，在对短肢剪力墙结构进行设计时，其在计算模型、配筋方式和构造要求上与普通剪力墙结构均相同。利用TAT、TBSA来对短肢剪力墙结构进行计算更具有适合性，在具体计算模型中，多以杆件及薄壁杆件模型为主，而且梁柱为普通空间杆件，对墙单元非平面变形的影响进行了重点考虑，将单元刚度矩阵形成总刚度矩阵时则采用了矩阵位移法，对各种平面布置具有较好的适用性，具有较高的精度。但对于薄壁杆件模型在对结构布置较为复杂的剪力墙进行分析由于对剪切变形所带来的影响没有进行考虑，从而会导致结构布置较为复杂的情况会使变形存在不协调的情况。

（2）当短肢剪力墙结构设有转换层的情况下，则需要将电梯间、楼梯间、核心筒及一少部分剪力墙落地，相当于剪力墙框支，其由受力面向受力点进行过渡，这就使其在位移的连续和力的正确传递处理上无法利用薄壁杆件模型完成，通常需要优先采用墙元模型软件来对带有转换层的短肢剪力墙结构进行计算。

4 结构布置中需注意的问题

相比于其他结构而言，短肢剪力墙结构抗震性能较差，这就需要在结构布置时需要对抗震环节进行加强，从而使其更好地满足高层结构设计规范的相关要求。

（1）在对短肢剪力墙进行布置时，需要确保做到均匀性，避免墙轴力应力出现过大的差别。在对短肢剪力墙进行竖向布置时，需要确保墙肢上下要对齐，具有较好的连续性，从而有效的避免洞口位置出现错位的情况。（2）在每道短肢剪力墙与梁进行连接的问题，需要做到有两个方向的梁与之相连，在墙肢的 竖向平面内进行连梁的布置。翼缘尽量设置在另一个方向，避免出现一字形短肢剪力墙的情况。在短肢剪力墙结构布置上需要充分的将纵墙和横墙的作用充分的发挥出来。（3）在对短肢剪力墙进行设计时，需要遵循强墙柱弱连梁的体系。采用高等级的混凝土作为墙柱，同时还要增加墙柱的配筋。而连梁设计时尽可能的降低其高度，避免分配的地震力过大，合理对短肢剪力墙体系进行计算。（4）在高层建筑中短肢剪力墙并不完全具有适应性，在B级高度及9度抗震设计的A级高度等高层建筑中短肢剪力墙结构则不具有适用性。（5）最大适用高度比高规表中剪力墙结构的规定值适当降低，且7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和60m。

5 短肢剪力墙结构的构造要求

对于短肢剪力墙结构的构造要求其与一般的剪力墙结构具有一致性。在当前我国短肢剪力墙结构设计时，通常会在剪力墙端部暗设置上采用两种形式，一种是在端部做暗柱，另一种则是在腹部均匀进行配筋。对于肢长较长的短肢剪力墙，则需要对剪力墙水平和竖向分布筋进行设置。而腹部均匀配筋与异形柱配筋方法具有较好的相似性，利用腹部钢筋的面积来人为对竖向分布筋的配筋来进行设置，计算时采用电算的方式，将所算出的暗柱钢筋面积放在端部，确保配筋形式具有较强的简化性，从而为工程施工提供更多的便利条件。

短肢剪力墙的连梁应进行正截面极限承载力计算和斜截面抗剪极限承载力计算。目前，短肢剪力墙正截面极限承载力计算多采用构件截面分析的一般方法——全过程分析方法；连梁的正截面配筋，按矩形截面构件计算，取上、下配筋的较大值，按对称配筋置于梁截面上、下部位，按斜截面抗剪计算所得的箍筋沿全跨加密设置。另外，短肢剪力墙的连梁在进行抗震设计时，其弯矩和剪力进行塑性调幅，以降低其剪力设计值；当部分连梁降低弯矩设计值后，应相应提高其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值。

6 结束语

在小高层建筑中，短肢剪力墙结构具有广泛的应用，这有效地提高建筑结构的刚度和强度，而且能够与建筑工程施工的要求具有较好的相符性，确保建筑结构更具美观性。但当前短肢剪力墙结构在实际应用过程中还不是十分成熟，这就需要在实际施工中需要严格要求结构设计，有效地规避短肢剪力墙结构中存在的一些不足之处，从而确保整体工程质量能够得到有效的保障。

参考文献

[1]张启华.高层建筑工程结构设计问题研究[J].科技致富向导，2010（17）.

[2]王少林.探讨短肢剪力墙结构设计[J].建筑知识，2010（S1）.

[3]高明涛.短肢剪力墙结构高层住宅设计[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2011.