高层住宅建筑中短肢剪力墙体结构体系

马明君

摘要：短肢剪力墙在我国高层建筑中应用日渐广泛，其所具有的自身优点为其他框架结构所不具有。通过高层住宅建筑中短肢剪力墙结构体系优化，则能够进一步保证其应用效果，能够实现人们对住宅空间美观与灵活分隔的要求。

关键词：高层住宅；建筑结构；短肢剪力墙

一、短肢剪力墙的含义及特性

随着我国经济的飞速发展，老百姓生活日趋富裕，对居住条件的需要也越来越高。从而也带动了建筑行业的快速发展。对于建筑施工来讲，建筑结构的好坏决定着建筑质量的高低。短肢剪力墙结构体系作为建筑结构体系的一种，近年来在现代居民住宅区施工中被广泛应用，越来越受开发商和业主的青睐。这种建造结构具有采光性好、节省占地面积、功能丰富和经济适用等优势，且能避免房屋露梁柱线脚，使室内空间干净整洁。

短肢剪力墙的主要特性有：

（1）与建筑平面形成常结合，布置竖向构件时注意利用间隔墙的位置，使布置与使用功能不发生冲突矛盾。由于其横截面积较薄，基本看不出间隔墙表面的突出部分，从而使大截面矩形柱占用使用面积，造成使用不便的问题得到了大的改善。

（2）对于墙的数量的要求没有那么严格，可灵活掌握。且根据结构受力的需要，墙肢的长度也可作调整。当需要调整刚度大小，确定刚度中心位置时，只需要调整短肢剪力墙的尺寸即可。

（3）布置方案选择的灵活性。在实际施工中，在楼盖的选择标准时，可采用肋形梁、大跨度平板楼盖，比较容易符合支撑楼盖要求。

（4）具有很好的隐蔽性，短肢墙力剪的连系梁位置处于间隔墙竖向平面内，肉眼基本出不出来。

（5）可以根据抗面力和建筑平面的大小，对中心竖向交通区可处理成短肢剪力墙。以满足其需要。

（6）因短肢剪力墙的结构使用会使剪力墙减少，改用了轻质砌体，从而也加快了施工的速度。

（7）通过转换层可以轻易的来处理上下部结构的关系。例如：当以下楼层建筑需要大空间要求。

二、高层住宅建筑中短肢剪力墙体结构体系

1.短肢剪力墙结构体系构成

短肢剪力墙结构体系是采用钢筋混凝土结构进行施工，因此短肢剪力墙应具有适宜的侧向刚度，平面布置宜简单、规，宜沿两个主轴方向向其他方向双面布置，两个方向的侧向刚度不宜相差过大。抗震设计时，不应采取仅单向有墙的结构布置。宜自下到上连续布置，避免刚度突变。

2.短肢剪力墙结构设计的一般规定

（1）结构布置。短肢剪力墙结构的布置規则直接影响抗震效果、钢筋的扭转，周边均匀、堆成、规则的实现。短肢剪力墙结构的一般布置原则：所需短肢墙的数量没有具体标准，在实际中满足竖向荷载和抗侧力较为适宜；短肢墙分布应尽量均匀，其造成的轴向应力不应相差过大，当发生地震、大风或平面凹凸较多时，应布置必要的短肢墙在平面外边缘及角点处位置，特别是外凸部分，用以加强其整体性和满足平面刚性的要求：各短肢墙应尽量对齐、拉直，以便于和连梁一起构成较规整、连续跨数较多的抗侧力片，当不能完全做到时也允许局部互相错开，使连梁尽可能布置在墙肢的竖平面内，连梁宽度一般宜与墙肢厚度相等；要注意控制墙肢厚度，厚度不能过厚，尽量不凸出间隔墙表面，但也不能太薄，影响施工质量稳定性和效率。应采用200mm、250mm或300mm为宜；可以混合布置部分较长的墙或异形柱；在抗震设计中，地震倾覆力矩不宜小于结构底部地震倾覆力矩的50%。

（2）适用高度

对于普通高层建筑，短肢剪力墙体系最大适应高度为：Ⅶ度抗震设计最大高度为100m，Ⅷ度（0.2g）为80m，Ⅷ度（0.3g）为60m，

当进行B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高度的高层建筑施工时，不宜采取短肢剪力墙体系，因其结构性能强度满足不了其特高层建筑的抗震需要。

（3）轴压比限值

剪力墙承受的轴压力大小会对建筑质量产生重要影响。根据国内外试验结果显示，当剪力墙所承受的轴压力较大会造成结构延性较差，原因是因为剪力墙处在压弯状态，受压区较高，故呈小偏心状态。所以，要在结构设计时注意轴压比的限制，用以改善结构的延性，在建筑实践中，短肢剪力墙结构设计要根据重力荷载、抗震等级等因素的不同，合理设置轴压比值。

（4）肢厚比限值

肢厚比数值的过大或过小都会对结构质量产生影响。在实际中会造成结构墙肢强度储备不大、材料特性不能充分发挥、经济性差等缺点。所以应综合考虑肢厚比限值，根据实践经验显示：肢厚比为6.0～7.0的短肢剪力墙结构性能较好，同时具有一定的能量储备，材料性能发挥较为充分。

3.短肢剪力墙的配筋计算

按照我国的配筋计算办法的标准文件《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）的规范，当墙厚小于或等于250mm时，应采取的合适计算办法为墙肢端部的暗柱面积Ae=1.5-2.0bw。但是出现不断变化的新情况：由于建筑物的层数的增高，各墙肢厚度加厚，按上式计算办法已经不能很好的适用，会造成材料成本极大的浪费，与此同时还会造成暗柱主筋间距过大（>250mm）等不良情况。因此在设计实践中，可以根据不同墙厚来合理调整取值范围，当bw<250mm时，Ae=1.5-2.0bw，当bw>250mm时，取Ae=1.0-1.5bW0

4.短肢剪力墙的设计提议

根据研究结果显示，短肢剪力墙结构的抗震的强度取决于建筑平面外边缘及角点处的墙肢、底部外围的小墙肢、连梁等部位。当有发生钢筋扭转效应时，首先造成裂开的部位是建筑平面外边缘及角点处，如果发生地震作用时，在强烈的震动下，高层短肢剪墙结构将会整体弯曲变形，由于底部外围的小墙肢以及由于竖向荷载的截面面积小承受外力较大，也会遭到严重破坏，尤其是“一”字形小墙肢破坏最严重；由于墙肢刚度相对较小，连梁受剪造成破坏的可能性在短肢剪力墙结构设计中被无限放大。

三、结语

针对以上情况，在短肢剪力墙结构设计中，要充分考虑影响设计的条件和因素，对这些薄弱和不易把握的环节，要加强设计的合理性研究和必要性措施完善，从而保障设计、施工效果。通过短肢剪力墙结构体系的优化，能够进一步发挥其自身优点，实现建筑质量的提升与强化。