1、浅谈“短肢剪力墙”结构在高层建筑设计中的应用【摘要】文章介绍了短肢剪力墙结构体系的运用，简要介绍了该结构的构成、特点及设计原则等有关问题，提出了短肢剪力墙结构在高层住宅建筑中的广泛应用。 【关键词】短肢剪力墙；结构设计；抗震设计 短肢剪力墙结构是一个结构领域的新名词，确切的应称其为较多短肢的剪力墙结构。 高层建筑混凝土结构技术规程 （以下简称高规 ）中 7.1.2 条规定，短肢剪力的高厚比是 58，且墙厚不小于 200mm。它不仅具有可使室内不出现柱楞，又可增加使用面积的特点，而且具有改善建筑功能并使室内布置灵活的特点，受到建筑师和开发商以及广大用户的欢迎。 1.短肢剪力墙结构的优点 短肢剪力
2、墙常见的形状有“T” “L”“Z”“十” 。与一般的剪力墙体系相比，短肢剪力墙体系具有如下优点： 1.充分利用墙肢的承载能力，避免传统剪力墙结构中墙体过长而通常为构造配筋的浪费。 2.减轻结构自重，降低主体结构和基础造价，尤其对于地基承载力较低的地区经济效益显著。 3.结构自振周期相对加大，弥补剪力墙体系抗侧刚度大，从而地震反应加大的缺点。 4.主体结构中大多数墙肢呈受弯工作状态，从而保证墙体具有足够的延性；同时大多数连粱的跨高比大于 2.5，保证整体刚度的同时降低连梁的自身刚度，避免连梁的剪切破坏，使连梁也具有足够的延性，以此来弥补剪力墙体系延性的不足。 2.短肢剪力墙的布置原则 （1）短肢
3、剪力墙结构一般可以根据建筑平面和房间分隔形式来布置墙体，尽量选用纵横刚度较一致且稳定和刚度较好的墙肢形式，如 T 型、L 型等。未布置剪力墙的部分，除门窗洞口外，采用轻质填充墙，填充墙与剪力墙采用拉筋连接。 （2）短肢剪力墙墙肢间距不宜过大，在房间中部隔墙的交点上，要布置一定数量的短肢墙，既可以利于梁的支撑，使梁的传力比较明确，避免出现多级次梁，又可以分散荷载，避免墙肢轴压比超限。 （3）短肢剪力墙的总体数量要适当，避免结构太刚或太柔，要满足承载力和正常使用的要求，使结构的周期，层间位移，剪重比在规定的范围内。 （4）短肢剪力墙的分布要尽量均匀，使其刚度中心和建筑物的形心尽量接近，必要时可以布
4、置一些剪力墙或混凝土柱来调整刚度中心。 3.短肢剪力墙的结构计算 短肢剪力墙结构体系的计算方法应能对结构进行正确的计算假定与分析。在设计中优先采用基于空间工作的计算机分析方法。 SATWE 是专门为多高层建筑结构分析而研发的空间组合结构有限元分析软件，适用于各种复杂体型的高层钢筋混凝土结构体系计算。SATWE 以壳元原理为基础构造了一种通用墙元来模拟剪力墙，这种墙元对剪力墙的洞口尺寸和位置无限制，具有较好的适用性。墙元不仅具有平面内刚度，也具有平面外刚度，可以较好的模拟工程中剪力墙的真实受力状态，而且墙元的每个节点都具有空间 6 个自由度，可以方便的与任意空间梁柱单元连接，无需任何附加约束。
5、SATWE 软件可以自动搜索短肢剪力墙，但不能事先判断，因此在短肢剪力墙较多时，可以暂时将结构体系设定为短肢剪力墙进行计算，查看计算输出的柱及短肢剪力墙的倾覆力矩，墙倾覆力矩，柱及墙倾覆力矩的百分比等其他数值，由设计者进行判断是否符合短肢剪力墙结构的条件。 在设计中，经常会遇到连梁超限的情况， “高规”第 7.2.25 条提出了三种处理方法：（1）减小连梁高度，降低连梁的刚度。对于高度很大的连梁，可以双连梁的办法来解决。双连梁可近似折算为一根梁，梁宽等于两倍墙厚，梁高取实际梁高，计算所得配筋均分给上下两根连梁。在构造上应注意两根连梁应采用轻质材料填缝。 （2）对连梁弯矩及剪力进行调幅，但在整体
6、计算时已将连梁刚度进行折减的，不应再考虑调幅。无论用什么方法，连粱调幅后的弯矩及剪力设计值不应低于正常使用状态下的值，也不宜低于比设防烈度低一度的地震作用组合所得的弯矩设计值。因此“高规”建议在一般情况下，可掌握调幅后的弯矩不小于调幅前弯矩的 0.8 倍（67 度）和 0.5 倍（89 度） 。同时，当部分连粱降低弯矩设计值后，其余部位的连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高。（3）当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时（如跨度较小的洞口连梁），可考虑在大震作用下该连粱不参与工作，按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的结构内力分析，墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计，连梁则可根据实际截面按构造配
7、筋，做到“强剪弱弯”即可。以上三种方法在不同软件中，实现的方式是不同的，在具体设计过程中，还应参照软件说明书进行调整。 4.短肢剪力墙设计时的注意要点 综上所述，在短肢剪力墙的设计中，应注意以下几点： （1）计算时应采用三维计算方法进行结构的动力特性分析和杆件内力计算。墙肢的数量和形式可以根据建筑需要用程序计算确定，建议采用墙元模型程序（SATWE）计算，当结构复杂时可以采用薄壁杆系模型程序（TAT）记性对比分析。 （2）相关试验及资料表明，短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节是建筑平面外边缘及角点处的墙肢，当结构有扭转效应时，这些部位的墙肢首先开裂，应采取足够的抗震构造措施。 （3）高层短肢剪力墙结
8、构在地震作用下，将以整体弯曲变形为主。位于底部外围的小墙肢截面积小且承受较大的竖向荷载，应适当加大墙肢厚度或提高混凝土强度等级，加强小墙肢的延性构造措施。 5.结束语 随着设计方法的不断更新，短肢剪力墙结构体系中的运用将会越来越广泛。但是由于国家一直没有统一的规程、规范，因此导致其在应用方面受到了一定的制约，应尽快制定出相应的规范，以使该设计方法在实际应用中更合理、更安全。 参考文献 1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，2007（5） 2邝超民.短肢剪力墙结构分析与设计J.广东建材，2008（2）：8182. 3中华人民共和国住房和城乡建设部.GB5002232008 建筑工程抗震设防分类标准S. 4赵兵，牟京芳.采用 SATWE 软件进行结构中震设计的探讨J.建筑结构，2006（6）：35.
