浅论高层结构设计中短肢剪力墙的运用

唐磊

摘要：伴随着我国社会经济的稳定发展以及现代建筑理念的深入推广，我国建筑行业逐渐迎来了较大的发展机遇并得到了全方位的创新发展，尤其是在城市化建设进程逐步深入的过程中，以短肢剪力墙为主的高层建筑技术日益得到了广泛应用。其中，基于短肢剪力墙的设计应用，不仅能够使高层建筑拥有很强的防风能力，同时也可于空间隔断、增加建筑美感等多个层面发挥重要作用。对此，我们基于高层结构设计中的短肢剪力墙应用，详细分析了短肢剪力墙的设计原则和应用方法，旨在给予广大高层建筑设计人员可行的帮助和建议，并最终促进我国高层建筑设计及施工工作的发展与进步，

关键词：高层建筑设计;短肢剪力墙;设计原则;设计方法

近年来，基于市场经济的稳固发展，人们的生活质量和生活水平较以往有了显著提高，在此背景下，人们对于高层建筑的设计要求也到了新的高度。其中，对于现代高层建筑来说，其主要以追求抗震性能和防风性能为主要发展方向，因此，通常情况下于高层建筑结构设计中使用短肢剪力墙是大多数高层建筑设计人员的共同选择。而所谓短肢剪力墙，其实质上为具有较大开口的剪力墙，一般具有承载力高、施工简便等优势，因此已经得到了整个建筑行业的重视。由此可见，对高层建筑设计中的短肢剪力墙应用进行分析，既符合高层建筑设计事业的发展需求，也满足现代建筑理念的具体要求，值得我们给予足够重视。

一、短肢剪力墙结构体系概述

从目前来看，短肢剪力墙实则是一种依托于平面住宅特性、借助竖向分隔墙承载竖向荷载的墙体结构，能够于改善墙体承载力和优化高层建筑结构等层面发挥较大作用。同时，目前现行的短肢剪力墙普遍采用L形或T形布置形式，但具体墙体分割形式需要由建筑结构来决定，且需要依赖核心筒体来形成完整的建筑结构。

二、 短肢剪力墙结构的优点

（一）符合主流高层建筑结构要求

从根本上来讲，对高层建筑墙体结构进行优化需要确保梁柱与墙面保持竖向一致，而对于传统框架建筑结构来说，其由于未能够实现梁柱与墙体的交互连接，因此极易出现梁柱超出墙面问题，并影响建筑结构的整体美观性。对此，短肢剪力墙基于其与填充墙一致的厚度，不仅可以有效规避墙体不美观问题，同时也避免了在处理墙体、梁柱连接部位层面上的冗余工作，有助于减少不必要施工作业。此外，短肢剪力墙所用材料虽较为轻便，但却能发挥较大承载效果，而这正好符合当前国内的主流高层建筑结构发展要求。

（二）安装过程较为灵活

在以往剪力墙结构安装过程中不难发现，由于墙肢截面普遍较大，不仅容易出现梁柱超出墙面问题，影响室内美观，同时还会浪费一定的建筑空间，与现代建筑理念相悖。而基于短肢剪力墙的应用，能够依托于可长可短的短肢剪力墙墙肢有效规避剪力墙的不美观问题，同时也能充分优化整体建筑结构，于降低配筋浪费和减少主体造价成本等诸多层面发挥一定作用，有助于减少高层建筑施工成本，并帮助建筑企业获取更高的经济效益。

三、 短肢剪力墙结构的设计原则

（一） 稳定性

诚然，短肢剪力墙的应用能够于降低成本、提高施工灵活性等层面发挥较大价值，但是，从目前国内短肢剪力墙研究现状来看，想要于高层建筑整体结构中应用短肢剪力墙还不现实，尤其是针对电梯间等特殊结构，仅凭短肢剪力墙并不足以保障建筑结构的稳定性，因此，在实际应用短肢剪力墙时，应考虑短肢剪力墙与普通剪力墙的融合应用，在确保建筑结构整体稳定性的前提下发挥短肢剪力墙的最大应用价值。

（二）灵活性

对于短肢剪力墙来说，灵活可变是其最大的应用优势，因此在实际运用短肢剪力墙过程中，也应秉承灵活性原则，合理选择短肢剪力墙的大小、数量及位置，对此，建筑设计人员需依托于现场情况制定更加复杂的设计方案，尽量对不同规格的短肢剪力墙进行精准性定位，最终在发挥短肢剪力墙多样化应用价值的同时避免盲目施工所致的材料浪费问题。此外，在实际施工过程中，也应实时针对实际问题就施工计划进行调整，借助施工方案的科学优化保障施工工作的科学完成。

（三）应用性

从目前来看，在高层建筑结构设计中应用短肢剪力墙已经成为大势所趋，但是，所谓应用并不是盲目应用，而是应尽量根据具体情况进行具体分析。例如，针对间隔墙，可于其竖直平面内借助柱梁布置来保障结构连接的稳定性。

四、 短肢剪力墙结构的设计要点

（一） 剪力洞设计要点

于剪力洞层面，首先，需严格按照行业设计规范进行洞口设计，其中一般可遵循排状、列状分布原则就剪力洞进行设计，但需注意的是，应尽量避免洞口间距设计过大所致的短肢剪力墙墙肢刚度过大问题出现;其次，在实际短肢剪力墙设计过程中，若需要就错洞剪力墙和错洞墙进行叠合，要确保剪力洞洞口保持一致，并尽量减少二者的叠合面积，最终借此防止复杂洞口结构导致的整体结构失稳问题出现，同时，若洞口薄弱部位较多，一般可采用轻质材料进行填补，或采用补救加强措施进行处理，即应确保洞口位置的稳定，以免影响整体结构稳定性;最后，在剪力洞施工完毕后，应依托于BIM模型和相关检验技术就其进行系统审验，其中对于不合格洞口应进行适当补救，如采用轻质材料进行填充等等。

（二）墙体布置要点

针对短肢剪力墙墙体布置过程，保障竖向荷载力达标是墙体布置的主要原则。首先，应尽量将短肢剪力墙的承载力占比控制在整体墙体承载力的30%以内，且应采用短肢剪力墙与普通剪力墙相交互的方式進行具体墙体设计，但需注意的是，应尽量保持短肢剪力墙与普通剪力墙的对齐、拉直，进而形成连续而完整的抗侧力体系，以免出现墙体结构错位问题;其次，在设计墙肢时，除了厚度不宜过大控制在200到300单位厚度外，还应在墙肢肢端设置一定的暗柱钢筋用于提高墙体刚度，此外，对于部分高层建筑会涉及的屋顶小塔楼结构，可采用上下贯通式短肢剪力墙或筒体结构就上下结构进行连接，以免出现竖向结构错位问题。

（三）配筋构造要点

于短肢剪力墙配筋构造过程，由于短肢剪力墙侧墙刚度稍大于异性框架柱，因此在实际配筋构造过程中，应充分加强对于边缘构件的配筋设计，借助配筋数量的最优化设计保障短肢剪力墙侧墙的稳定性。同时，在振动台模拟地震试验中我们发现，建筑平面角点处及边缘处墙肢是短肢剪力墙结构体系中薄弱位置，因此，需就该区域进行着重配筋构造设计，以免在扭转效应下墙体结构发生“一”字型剪力破坏。

（四）抗震设计要点

对于短肢剪力墙来说，墙肢竖向承载力是确保短肢剪力墙抗震性能的主要前提，因此，需就短肢剪力墙墙肢结构进行优化设计，一方面尽可能防止孔口错位问题出现，另一方面依托于梁结构与墙肢的有机结合构建完成的抗侧力结构体系。同时，可采用核心筒设计就薄弱梁结构进行延长，并借助降低轴压比方式适当增加墙肢厚度，借此同样可以起到一定的改善短肢剪力墙抗震性能作用。

五、结语

综上，本文基于高层建筑设计中的短肢剪力墙技术，详细分析了短肢剪力墙技术的应用原则和应用优势，同时也具体指出了短肢剪力墙技术的应用要点，其中，对于短肢剪力墙在当前高层建筑设计中的重要应用价值，有关建筑设计人员需进一步提高重视，立足于实际，构建更加完整的短肢剪力墙技术体系，进而有效确保短肢剪力墙技术的推广和应用。

参考文献：

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