高层建筑短肢结构墙结构设计要点分析

董 艳 军

(中煤科工集团北京华宇工程有限公司，北京 100120)



·结构·抗震·

高层建筑短肢结构墙结构设计要点分析

董 艳 军

(中煤科工集团北京华宇工程有限公司，北京 100120)

阐述了高层建筑采用短肢结构墙结构设计应满足的条件，从控制轴压比、加强抗震性能、判定内梁属性等方面，分析了短肢结构墙的结构设计要点，有助于短肢结构墙的合理规划与运用，保证了建筑物的可靠性与安全性。

短肢结构墙，轴压比，抗震性能，模板

0 引言

城市化的进程正在以不可思议的速度推进，而且人们的生活水平也在不断提高，人们对生活质量的要求也随之提高，在建筑设计中，逐渐衍生出一种符合人们需求的短肢结构墙结构设计，加强了建筑的安全性和合理性，备受社会各界的青睐。

1 短肢结构墙结构概述

《高规》规定：短肢剪力墙是指截面厚度不大于300 mm、各肢横截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。当前高层建筑中，短肢结构墙结构设计屡见不鲜，主要因为短肢结构墙的结构运用能够灵活地满足人们对空间布局的需求，从而被广泛采纳，短肢结构墙结构设计应满足以下几方面的要求：确保结构墙墙肢的截面高度为截面厚度的5倍～8倍；短肢结构墙不能独立使用于高层建筑，仍需要其他结构墙形式；假如短肢结构墙的空间占用比过高，则要在设计布局中应用普通结构墙，然后进行搭配，确保建筑物抵抗水平作用的能力可以达到设计预期水准。

在高层建筑中采用短肢结构墙结构，应该满足以下几个条件：根据抗震理念，在进行结构底部地震倾覆力矩设计时，应控制短肢墙承受的底部倾覆力矩的大小，要求其不宜高于底部倾覆力矩总值的1/2；根据建筑物中短肢结构墙承受地震倾覆力矩的大小对建筑物结构体系进行判别，当判断为较多短肢剪力墙的剪力墙结构时，应按短肢剪力墙结构体系予以设计。

2 短肢结构墙结构设计

高层居民建筑采取短肢结构墙结构设计过程中，首先，需要科学合理的规划设计建筑中全部的结构墙，并且将足够的长肢结构墙融入于短肢结构墙结构体系中。因为短肢结构墙通常是根据房间间隔墙位置建立的竖向构件，通常情况，短肢结构墙均会于居民建筑间隔墙的交接处进行布置，所以，不会对建筑的正常使用功能造成任何影响。按照建筑结构抗侧力提出的要求，需要明确短肢结构墙数量的多少，并且要求其数量控制在合理的范围内。假如短肢墙数量较少，将容易发生结构墙结构过刚的问题，反之，则容易发生结构墙结构过柔的问题。布置短肢结构墙过程中，要确保布置均匀，从而保证建筑结构的刚心和质心均统一，防止建筑结构因为地震现象发生过大的扭转变形。因为短肢结构墙的布置方案较为灵活多变，所以，在进行楼盖支撑处理过程中也十分便捷。

如果高层居民建筑的结构设计不合格，比如水平荷载过大，应对短肢结构墙进行特别处理，通常在建筑结构的边缘处及各个交点处设置短肢结构墙。保证建筑结构的整体性，满足平面刚度标准。进行设计过程中，为了避免各间隔墙表面存在墙肢凸平面外出问题，通常利用适宜墙肢厚度的墙。一般来说，为了使抗侧力构件满足刚度和强度的要求，通常依据平面抗侧刚度标准，然后设置合理的中心剪力墙。

3 短肢结构墙结构设计要点

1)控制轴压比。利用短肢结构墙设计高层居民建筑过程中，要严格控制短肢结构墙的轴压比，特别是无翼缘的一字形短肢结构墙以及端柱。当前的高层居民建筑设计中，短肢结构墙受到的负荷往往不尽相同，如果负荷小于偏压会致使短肢结构墙延性不理想。如果负荷大于偏压时则会致使混凝土受压的边缘区域具备较高应力。一旦混凝土的约束力不足，将容易发生混凝土裂缝，从而难以承受高强度的应力，降低短肢结构墙结构的承载力。想要短肢结构墙具备理想延性，首要任务便是严格控制短肢结构墙的轴压比。

2)加强抗震性能。因为建筑结构的边缘处的短肢结构墙抗震能力并不理想，所以如果发生地震容易损坏。一旦高层建筑短肢结构墙结构的形态存在变化，势必会致使原有结构墙变形，并且发生墙肢裂缝。进行短肢结构墙结构设计过程中，需要结合短肢结构墙的性能，优先选择最合理的措施进行防范。比如通过降低短肢结构墙结构交点轴压比，提高箍筋配筋率等措施，进而加强墙肢的抗震能力，确保高层居民建筑结构的安全性和实用性。

3)正确判定内梁属性。设计短肢结构墙梁过程中，结合墙开洞跨高比例采取针对性设计方式，从而设计高层结构墙结构。如果墙开洞的跨高比例低于5，短肢墙结构内梁设计方法可采取连梁的形式。如果墙开洞的跨高比例高于5，短肢墙结构内梁设计方法可采取框架梁的形式。由于连梁刚度会影响结构的整体抗侧移刚度，所以选择对截面、梁配筋过程中，要进行科学的规划，从而保证居民建筑的结构具备优良的抗震能力。一般来说，为了保证梁截面符合设计要求以及结构安全性，需要降低墙肢的刚度。

4)结构计算。因为短肢结构墙开口比较大，所以经常采用普通短肢结构墙分析方法，采取三维杆—系薄壁柱空间以及空间杆—墙组的分析方法。二者中三维杆—系薄壁柱空间分析的精确度较高，所以一般会选择三维杆—系薄壁柱空间分析法。因为连梁属于耗能较大的构件，所以要求墙肢的刚度要有所降低，与普通框架梁相似但不完全相同。在计算时，不能通过降低连梁刚度的方法降低内力，应该控制硷压区的高度，并且控制梁端负弯矩钢筋塑性于70%～80%范围内，根据强剪弱弯及强柱弱梁的相关标准，计算短肢结构墙结构的延性。

5)提高模板质量。如果模板加固、穿墙螺杆等操作不到位，将会导致发生墙身超厚的状况，模板太早、太晚拆除均会影响混凝土的质量，因此要高度重视，若想确保模板质量，则要保证模板的稳定性，选择材料时优先选择周期次数多、通用性强以及方便装拆的组合钢模板，其次，还要具备阴阳角模，防止发生漏浆，与此同时，通过加工形成整体大模，提高施工速度。优先选择技术熟练、责任心强的技术人员参与施工，对于满堂架拉接、体系加固、墙身模板斜、模板拼缝等主要工序提高监督力度，只有保证操作严谨规范和材料合格有效，才能够保证结构工程的施工质量万无一失。

4 结语

对于高层居民建筑工程中，已经广泛应用短肢结构墙，短肢结构墙相对于一般剪力墙而言，布置更加灵活，更容易满足人们对于空间布局的要求，同时具有独特的受力变形规律，抗震性能较差，在进行设计过程中，要根据实际情况科学合理的规划，并且结合抗震理念，提高高层居民建筑的质量。

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Analysis on design key points of high-rise building short limb wall structure

Dong Yanjun

(CCTEGBeijingHuayuEngineeringLimitedCompany,Beijing100120,China)

This paper elaborated the conditions of high-rise building using short limb wall structure design, from the axial compression ratio control, strengthening the seismic performance, determination the inner beam properties and other aspects, analyzed the structure design key points of short limb wall structure, helpful to the reasonable planning and use of short limb wall structure, guaranteed the reliability and security of building.

short limb wall structure, axial compression ratio, seismic performance, template

1009-6825(2016)05-0032-02

2015-12-07

董艳军(1981- )，男，硕士，工程师

TU318

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