建筑中短肢剪力墙结构设计技术要点探究

吴柏根 葛海静

摘要：随着高层建筑在我国的建筑业中占据了主导地位，人们对其建筑的结构形式越来越挑剔，传统的框架结构，明墙暗柱已经不能满足人们对空间感的要求。近年来许多高层建筑的设计采用了一个全新的建筑形式，就是在墙中包含柱的结构形式。这样的结构设计用于其室内开拓感强，视野开阔而受到人们的追捧。这样的一个新的结构形式，短肢剪力墙就诞生了。

关键词：短肢墙定义；抗震性；设计；应用

1 引言

短肢墙与传统的异性柱有很大区别，其适用方位为12-16层的小型高层建筑，而且在材料用量和施工工艺都比传统施工要高效节省。所以发展短肢墙工艺是未来高层建筑发展的必然趋势。

2 短肢墙定义分析及结构

在《高規》中有明确的规定，短肢墙的墙厚一般小于300毫米，其长墙段和短墙段的施工比例要大于4但是不能超过8。短肢墙的结构特点：结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑功能发生矛盾；墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置；能灵活布置，可选择的方案较多，施工工艺简单；连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内，可隐蔽施工。

3 短肢墙与传统钢筋混凝土浇筑结构墙的不同

短肢墙的抗震性比传统的钢筋混凝土现浇的结构墙要弱。采用传统钢筋混凝土浇筑的结构墙在设计大跨度梁的时候一般使用连肢墙，这样的设计可以使刚构结构墙在建筑中均匀分布，使受力点分散，从而形成强侧力结构系统。但是这样的设计弊病在不适用于小型高层，只适用于大型高层建筑。

4 短肢墙的结构设计要点分析

4.1 高层点（板）式住宅采用短肢抗震墙结构体系，只要抗侧力构件布局合理仍然是比较理想的一种结构体系，但在地震区，高层建筑中，剪力墙不宜过少，墙肢不宜过短，因此不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑，要求设置剪力墙筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（一般剪力墙）共同抵抗水平力的结构。

4.2 短肢墙的布置合理、对称、均匀、力求质量中心与刚度中心重合，短肢墙布置应以T形、L形 、]形、+形为主，这样可增加短肢墙抗扭和出平面外稳定。

4.3 短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，因此应加墙其抗震构造措施，如减小轴压比、增加纵筋和箍筋的配筋率。

4.4 主要抗侧力结构筒体（或长墙）一般利用楼、电梯间，但要注意刚度的均衡性，不要集中在一处布置使建筑产生过大的扭转效应，同时筒体要有足够的刚度，其平面尺寸不宜过小，要使筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%，形成多道抗震防线，为了确保水平力可靠传递，核心区楼板适当加厚，与核心筒相连的连梁按强剪弱弯设计，短肢墙之间的梁净跨不宜过小（一般取4～6m），使其具有一定的耗能作用。

4.5 短肢墙受力以承担竖向荷载为主，承担水平荷载为辅，其截面尺寸要适当，墙肢截面高度与厚度之比宜在5～8左右为好，且墙厚不小于200mm，当墙肢截面高度与厚度比小于等于3时，应按柱的要求进行设计，短肢墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴

压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6、0.7。对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，因其延性更为不利，因此轴压比限值要相应降低0.1。

4.6 短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙的抗震等级提高一级采用，主要目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性。对于短肢剪力墙的剪力设计值，不仅底部加强部位应按规范调整，其他各层也要调整，一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2，主要目的是避免短肢剪力墙过早剪坏。抗震设计时，短肢剪力墙截面的纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0% 。各短肢墙应尽量对齐、拉直，使之与连梁一起构成较规则且连续均匀的抗侧力片。并且每道短肢墙宜有两个方向的梁与之连接。

4.7 短肢墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可 以通过不同尺寸和布置调整刚度和刚度中心位置.短肢剪力墙—筒体（或一般剪力墙）结构体系，电算分析力学模型建议采用高层建筑结构空间有限元分析软件SATWE，短肢剪力墙结构体系考虑，各部位宜取两种力学模型分析结果的不利工况，短肢墙之间的梁应根据跨高比的不同分别按连梁、框架梁计算内力和配筋，（既一般情况下当短剪力墙洞口形成的跨高比小于5的连梁，应按连梁进行设计；当跨高比不小于5时，宜按框架梁进行设计），短肢墙仍属于剪力墙的范畴，配筋可采用一般剪力墙的计算方法，但是对于长宽比小于3的短肢墙则必须按柱的方法进行设计。注意整体计算需考虑填充墙对建筑基本自振周期影响，折减系数可取0.8～0.9。

5 短肢墙的施工管理措施

短肢墙的施工要求和普通剪力墙是一样的。其主要标准如下：

（1）采用现浇钢筋砼短肢剪力墙结构，截面厚度不应小于300mm， 7度和8度抗震设计时，短肢剪力墙应设置翼缘和布置筒体，形成短肢剪力墙与筒体共同抵抗水平力和剪力墙结构。

（2）短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙结构抗震等提高一级采用。

（3）短肢剪力墙自下到上连续布置，避免刚度突变，截面的纵向钢筋配筋率底部加强部位不宜小于1.2%，其他部位不宜小于1.0%。

（4）采用现浇整体楼面结构和屋面结构，楼面梁、屋面梁纵向钢筋应可靠锚固在剪力墙内。

（5）短肢剪力墙结构截面尺寸小，砼保护层薄，砼强度等级也较高，截面尺寸不允许出现负偏差。由于剪力墙结构为双排钢筋，加之约束边缘构件——暗柱、暗梁、端柱、翼缘及连梁等截面尺寸，尤其在节头部位钢筋十分密集，确保每层垂直、水平构件一次浇注完毕，并充分振捣密实。

6 结语

短肢墙在结构上适用于中小型高层住宅，其独特的结构很容易被人们所接受，但在施工中要注意其施工工艺，在设计中要注意短肢墙的分布方式，避免短肢墙的设计误区，还有就是在短肢墙与传统剪力墙的衔接。传统剪力墙有着刚应力强的特点这一项可以弥补短肢墙的稳定性问题。最后设计中的短肢墙有利于建筑空间的释放而且不影响其功能性，而且属于隐蔽工程，所以短肢墙在实际工程中应用，可是对我国传统住房观念的改变，非常值得大力推广。

参考文献

[1]王志杰.短肢剪力墙结构设计中的几个问题探讨[j]《煤炭工程》2002

[2]奚雄.短肢剪力墙在小高层住宅楼中的应用[j]《有色冶金设计与研究》2011

[3]龚一平.平面不规则剪力墙结构计算及分析[j]《煤炭工程》2010