探究短肢剪力墙在高层结构设计中的应用

宋骏宇

【摘要】短肢剪力墙是高层结构中较为常见的一种设计形式，对提高高层结构的稳定性及安全性具有十分重要的作用。因此，在进行高层结构设计的时候，要对短肢剪力墙给予合理、有效的应用。本文探讨了短肢剪力墙在高层结构设计中的应用，以期提高高层结构设计的有效性。

【关键词】短肢剪力墙；高层结构；应用

1.前言

短肢剪力墙具有较好的稳定性、整体性及刚性，并且具有抗风及抗震能力强、刚度较好等优势，同时，短肢剪力墙的布置形式极为简单，能够较好的满足高层建筑的室内空间使用需求，因此，在高层结构设计中获得了较为广泛的应用。在高层结构设计中对短肢剪力墙给予充分应用，能够提高高层结构设计的科学性及有效性。

2.短肢剪力墙具有的主要特点

相比普通的剪力墙，短肢剪力墙的特点主要表现为以下几方面：

首先，短肢剪力墙结构的自重相对较小。短肢剪力墙抗侧力的刚度小，所以受到地震的影响也比较弱，因地震产生的相关内力作用也比较小。

其次，短肢剪力墙的平面布置、开洞尺寸比较灵活。由于短肢剪力墙具有平面布置、开洞尺寸比较灵活的特点，因此更能满足高层建筑的功能要求[1]。将其有效应用建筑中，除了能够较好的发挥出建筑空间的观感效果、利用率，还能进一步提高门窗空间布置的自由度。

再次，通常情况下，短肢剪力墙的构件主要是高剪力墙，其破坏形式主要为弯曲型的，连梁的跨高及跨度也相对较大，所以连梁也同样呈现出弯曲型的破坏形式。这在一定程度上也表明短肢剪力墙具有较好的延性。近几年来，随着高层建筑数量的日渐增多，应用短肢剪力墙的数量也呈日渐上升的趨势。

3.高层结构设计中短肢剪力墙的结构设计分析

3.1墙肢设计

通常情况下，高层结构设计中短肢剪力墙的结构设计主要包括墙肢以及连梁等两种基本设计。在进行墙肢截面设计的时候，在设计之前要对其进行受剪及受弯计算、试验，并对正截面的偏心受压、受拉及其局部受压的承载力程度实施科学、详细的计算，才能不断提高短肢剪力墙的结构性能。此外，在设计的过程中，还要以满足短肢剪力墙最小的配筋率为基本前提，要确保短肢剪力墙的相关结构能够较好的达到墙肢的钢筋受力要求，就要利用截面的抗剪能力对墙肢的钢筋分布进行计算，才能达到提高短肢剪力墙受力能力的目的。

3.2连梁设计

在高层结构设计之中，连梁设计会对相关短肢剪力墙的力学性能产生较大的影响 ，这主要由于高层结构的各墙肢均是通过连梁连接来进行工作的，连梁除了对墙肢约束产生影响以外，对高层结构的抗震性也产生着极大的影响。因此，在进行连梁设计的时候，倘若连梁跨高在5以上，就要以框架梁为根据进行连梁的具体计算；倘若连梁跨高在5以下，则要根据连梁实际情况进行相应的设计[2]。在连梁设计的过程中，如果发生破坏之前出现连梁剪切受损的情况，应根据斜截面的受剪情况来进行计算，这样才能达到强剪弱弯的目的。

此外，如果在计算内力时就进行了连梁刚度的折减，那么调幅范围就要进行一定限制，或不对其实施调幅，这有这样，才能有效避免使用短肢剪力墙的时候出现过多的问题。如果降低了部分连梁设计的值，就需要对其余设计部位的值进行合理提高，才能确保设计的合理性及有效性。

3.3配筋构造设计

在高层结构设计中，对短肢剪力墙进行设计的时候，要提高配筋的质量，除了要以结构计算的结果为依据进行配置以外，还要根据设计的具体构造进行配置。在进行短肢剪力墙配筋构造设计时，和普通的剪力墙一样，短肢剪力墙的配筋构造设计也要充分考虑边缘构件配筋的具体要求，才能提高配筋构造设计的总体质量。有研究显示，角点处的墙肢、平面的外边缘以及连梁都是短肢剪力墙结构抗震的薄弱环节，因此要进行科学、合理的抗震设计，才能提高短肢剪力墙的整体质量[3]。

4.短肢剪力墙设计时需要注意的问题

4.1对轴压比进行有效控制

在高层结构设计的时候，对轴压比控制的程度应高于普通的剪力墙，尤其是端柱以及无翼缘等短肢剪力墙，为使短肢剪力墙具有较高的延性，设计过程中应对其相关短肢剪力墙轴压比实施严格的控制，并避免超出轴压比相关限值短肢剪力墙的出现，同时对短肢剪力墙的结构布局进行合理布置，才能降低局部短肢剪力墙轴压比太大的几率[4]。

4.2连梁刚度设置

在进行短肢剪力墙模型数值的模拟计算时，要以相连墙肢的抗震力以及连梁所在的位置为依据，对连梁提供给高层建筑结构的相关刚度贡献进行合理判断，对连梁刚度的折减系数进行有效设置，以确保该数值模拟的计算结果与具体结构的实际受力、刚度情况等更为相符，更符合实际情况及相关需求，最终提高短肢剪力墙设计的经济性及合理性。

4.3短肢剪力墙抗震设计

短肢剪力墙抗震设计是高层结构设计的重要内容，直接关系到高层结构设计的整体质量。进行布置短肢剪力墙的整体结构体系时，不仅要遵守“强柱弱梁”、“ 强剪弱弯”等相关原则，还要对短肢剪力墙及其框架梁进行合理、有效的布置，并避免一字型以及孤立等短肢剪力墙的出现，尽可能减少应力集中、薄弱区域的出现，以确保短肢剪力墙的可靠性及整体性[5]。此外，高层建筑角点处、外边缘短肢剪力墙墙肢主要部位构件要适当的加强，才能保证短肢剪力墙质量。

4.4框架梁以及连梁给予正确区分

进行框架梁设计的时候，如果跨高的比在5之上，由于框架梁整体的抗侧移的刚度受连梁刚度的影响较为明显，所以要按连梁刚度进行设计。此外，对框架梁及其连梁的截面选择、配筋均合理、有效、准确，并使其符合短肢剪力墙构建的实际工作状况，并对框架梁及其连梁进行正确、有效的区分，才能提高短肢剪力墙的抗震性能。

结 语

短肢剪力墙是高层结构设计的重要内容之一，在高层结构设计中，要想取得较好的高层结构设计效果，就要对短肢剪力墙的主要特点进行有效把握，并对其设计工作给予高度重视，同时对轴压比的控制、连梁刚度设置及短肢剪力墙抗震设计等问题给予重点关注，才能提高高层结构设计的整体水平。

参考文献

[1]陈江铭.浅谈“短肢剪力墙”结构在高层建筑设计中的应用[J].房地产导刊，2014，12（5）：84.

[2]赵阳.浅谈短肢剪力墙结构设计在小高层结构设计中应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013，9（21）：89-90.

[3]李钦华.探讨异形柱与短肢剪力墙结构设计相关问题[J].四川建材，2010，15 （5）：112-113.

[4]王欢庆.浅议高层短肢剪力墙结构设计[J].黑龙江科技信息，2013（4）：30-31.

[5] 胡庸，贺灵荣.小高层建筑短肢剪力墙结构分析及优化研究[J].工业建筑，

2011（3）：38-40.