1、1建筑工程中短肢剪力墙的结构设计论述摘要：肢剪力墙结构在现代建筑行业中是一种比较常用的结构形式,其不但能够避免室内存在柱楞,还能增大建筑内部的使用面积,同时对于建筑物内部的使用功能以及布置情况都可以不断改善。诸多优势使得这一结构成为了很多建筑师和开发商的欢迎。而在实际运用过程中,人们发现了短肢剪力墙结构存在的弊端,其在抗震性能方面的能力较弱。接下来，本文对短肢剪力墙的结构设计情况展开了分析。 关键词：建筑工程 短肢剪力墙 结构 设计 中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号： 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
2、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。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。 一、短肢墙的定义与结构特点 在人们对住宅环境要求不断提高的过程中,对于多层住宅平面与空间的要求也更为严格。早期常规框架结构的露柱露梁、剪力墙结构会给建2筑空间带来不利影响,限制了其内部空间结构大小,这显然满足不了用户当前
3、的实际需要。因而,在设计者和建筑者们长期的研究探索中,其把剪力墙当成基础,对框架的优势不断积累改进后创建了全新的结构模式,即 “短肢剪力墙一简体（或一般剪力墙） ”结构体系。 1、 短肢剪力墙高厚比的标准 在短肢剪力墙设计过程中需要对高厚比加以严格控制,其具体控制方法包括:（1）把短肢剪力墙、常规剪力墙互相区分开来。在建筑施工标准中提到了,短肢剪力的高厚比通常为 58,常规剪力墙的高厚比需在 8以上。 （2）把短肢剪力墙、异型柱之间加以区分。工程标准中的规定内容为:异型柱是截面几何形状为 L 形、T 形和十字形,同时要求截面各肢的高厚比要低于 4 的柱,以满足结构之间的衔接需要,通常墙肢高厚比
4、在45 之间的构件需要根据具体的结构形式加以设计。 2、 短肢剪力墙在实际中的判定 短肢剪力墙的判定在实际中,由于 L 形、T 形、十字形和 Z 形的短肢剪力墙的大量应用,比一字形短肢剪力墙的抗震性能强,延性及平面外稳定性较好,所以规范要求短肢剪力墙尽可能设置翼缘。PKPM（结构计算软件）规定,短肢剪力墙必须是不超过两个墙肢且每个墙肢高厚比都小于 8的剪力墙,软件按此定义搜索和判断短肢剪力墙。 二、短肢墙的抗震性 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
5、3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。 由于短肢剪力墙抗震性能差，在地震区应用经验不多，因此在设计时，首先要选则适合的计算软件，合理地选则计算分析方法，确定计算模型和相关参数，并加强对计算结果合理性判断，特别要加强概念设计。对一些不利部为加强构造措施，在符合规范要求的情况下，短肢墙是没问题的。这就好比纯框架结构，对地震来说也是不利的结构形式，但大家不也一直在用。所以任何一种结构体系都有它的适用范围，只要我们能合理设计，安全应该没问题。 三、关于结构计算分析 短肢剪力墙结构的计算,首先要选用合适的计算软件,合理地选择计算分析方法,确定计算模型和相关参数,并
6、加强对计算结果合理性的判断,特别要加强概念设计。一般来说,短肢剪力墙是由于对一般剪力墙进行大开口而形成的,所以,基本上与普通剪力墙结构分析相同,可采用三维杆系薄壁柱空间分析方法,或空间杆墙组元分析方法。其中空间杆墙组元分析方法的计算模型更符合实际,精度更高。 四、短肢剪力墙延性的相关设计 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。 42、短肢墙的布置合理、
7、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。 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、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
8、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 46M） ，使其具有一定的耗能作用。 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 58 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。 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
9、，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5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。 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
10、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 0.80.9。 结语 短肢剪力墙结构在现代建筑行业中已成为了很关键的一种形式,随着用户们对建筑内部结构要求的提高,设计者应该提高设计效果,对概念设计给予足够的重视。结合相应的构件受力情况,对短肢剪力墙的薄弱环节加以控制,学会运用科学的计算方法来科学设计规划。 【参考文献】 61 中华人民共和国住房和城乡建设部GB500223-2008 建筑工程抗震设防分类标准S 2 程绍革.高层建筑短肢剪力墙结构振动台试验研究J.建筑科学,2000,16(1):12-16. 3 艾黎异形柱与短肢剪力墙结构受力分析与设计探讨J广西城镇建设,2005（8）.
