芻議小高層建筑中的短肢剪力墻結構設計

胡雪丁

摘 要：近年來，隨著經濟的飛速發展及城市化進程的不斷加快，人們的生活水平也在逐步提高，對住宅也提出了新的要求，小高層及高層住宅建筑越來越受到人們的歡迎。短肢剪力墻結構設計因其特有的優勢和特點，在小高層建筑中的應用越來越廣泛，本文作者首先簡要介紹了短肢剪力墻結構，接著分析了它的施工特點及優勢，進而討論了短肢剪力墻結構設計在小高層建筑中的應用及注意事項，最后總結出提高抗震能力的方法，供大家參考。

關鍵詞：住宅建筑；室內空間；短肢剪力墻；設計

前 言

進入新世紀，隨著物質生活水平的改善，人們的思想觀念也發生了翻天覆地的變化，住宅方面，更多的人趨向于小高層及高層建筑，傳統的住宅框架結構因其本身的質量缺陷，無法滿足這種需要，短肢剪力墻結構設計應運而生，受到人們的重視，成為工程施工設計的工作重點。

1 短肢剪力墻概述

在目前的工程建設項目中，短肢剪力墻得到了前所未有的廣泛應用，其在應用的過程中及保存在了傳統異形柱和剪力墻不凸出墻體墻面的施工優勢，同時有在應用的過程中有效的克服了異形柱框架結構抗剪力以及抗震性能不佳的現象。因此在目前的施工過程中，其在小高層建筑結構中應用更為廣泛。短肢剪力墻是剪力墻結構中的一種特殊存在，是剪力墻結構中的主要模式。在目前的建筑結構中，剪力墻結構墻體主要是由鋼筋混凝土墻組成，墻肢高度與厚度之間的比例大于1：8。人們通過多年的研究與總結，吸收了傳統框架結構的優勢與相應的科學技術逐漸形成了一種能夠適應人們新的住宅觀念和住宅要求，極為短肢剪力墻結構的發展提供了新模式和新要求。一般來說，就目前的短肢剪力墻結構而言，其在工作中是肢體高度和墻體厚度不大于300mm的施工模式，其施工中截面高度與厚度之間的比例大于4而小于8的一種剪力墻結構。在目前的高層建筑結構中，不應當在施工的過程中全部采用斷肢剪力墻，而是一種因地制宜的施工手段和施工方法。

2 短肢剪力墻施工特點

短肢剪力墻施工結構在目前的工程項目中作為一種組合平面形式的施工方式，其在施工的過程中通常都是以隔墻的位置來進行界定與控制的過程過程，同時在施工的過程中，我們一般都不去考慮建筑工程在使用的時候使用功能發揮，并且是否與使用功能存在著矛盾的問題。在小高層建筑結構施工中，短肢剪力墻的施工與應用是一種數量可多可少、結構可大可小，其中肢長也是可以進行控制的，主要的應用措施和方式通常都是根據抗側力的需求來進行分析和制定的。

3 短肢剪力墻的優勢

剪力墻各肢截面高度和厚度之比的范圍應該在4～8之間。短肢剪力墻結構與傳統的剪力墻結構相比.其優勢在于以下幾個方面：①短肢剪力墻結構的布置非常靈活，并且對結構布置能夠及時調整，從而能夠滿足人們對建筑空間布置的需求。②在短肢剪力墻結構設計中，通常會用輕質砌體替代剪力墻，使建筑結構的剛度降低和重量降低，從能大幅度提高建筑的抗震能力。③墻肢高寬比較大，延性較好，對抗震有利。④連梁跨高比較大，以受彎破壞為主，地震作用下首先在弱連梁兩端出現塑性鉸，能起到很好的耗能作用。⑤墻肢的承載力得到了較充分的發揮。

4 短肢剪力墻結構設計在小高層建筑中的應用

當我們將短肢剪力墻結構應用于建筑工程實踐時，其結構的施工難度是比較大的。因為在施工時既要滿足和適應建筑工程質量的要求，又要盡量擴寬建筑的室內空間，達到為建筑居民提供一個舒適的居住環境的目的，這便導致了施工人員在對短肢剪力墻進行具體施工時，所需要考慮的因素太多。所以。為了減輕施工人員的施工壓力，在施工之前，相關的工程結構設計人員就應該將短肢剪力墻結構的設計方案提供給施工者，并且在設計時將剪力墻的受力情況考慮完全，計算和分析出剪力墻的受力特點，以便幫助施工者更好的完成短肢剪力墻結構的施工。降低其施工的難度。一般來說，短肢剪力墻結構在設計時，需要注意以下兩點問題：①短肢剪力墻結構是適應建筑要求而形成的特殊剪力墻結構。其計算模型、配筋方式和構造要求均同于普通剪力墻結構。在TAT、TBSA中，只需按剪刀墻輸入即可，而且TAT、TBSA更適合用來計算短肢剪力墻結構。TAT、TBSA所用的計算模型都是桿件、薄壁桿件模型，其中梁、梓為普通空間桿件，每端有6個自由度，墻視為薄壁桿件，每端有7個自由度（多一個截面翹曲角，即扭轉角沿縱軸的導數），考慮了墻單元非平面變形的影響，按矩陣位移法由單元剛度矩陣形成總剛度矩陣，引入樓板平面內剛度無限大假定減少部分未知量之后求解，它適用于各種平面布置，未知量少，精度較高。②對設有轉換層的短肢剪力墻結構，一般都只是將電梯間、樓梯間、核心筒和一少部分剪力墻落地，其于設置為剪力墻框支。框支剪力墻是受力面向受力點過渡，由于薄壁桿件的連接處是點連接，所以用薄壁桿件模型不能很好地處理位移的連續和力的正確傳遞。因此，帶有轉換層的短肢剪力墻結構宜優先采用墻元模型軟件（如SATWE）進行計算。

5 設計短肢剪力墻結構時應注意的問題

在規劃高層建筑結構設計時，最好不要全體都設計成短肢剪力墻結構。要求做到以下方面：

（1）如果需要應用多面短肢剪力墻，就應該設立筒體與短肢剪力墻有機結合的體系，用以抵抗水平作用力；

（2）當高層建筑機構設計時，遇到較短的剪力墻的情況，應合理調節其最大適用高度，使其能夠滿足建筑設計使用的標準；

（3）在規劃建筑結構9度抗震設計方案的時候，其A級高度高層建筑和B級高度高層建筑，不宜選取較多短肢剪力墻結構。

6 如何強化抗震能力

要重點提高結構抗震能力，使其達到國家建筑使用規定的防震標準。這就要求結構工程師做到以下方面的內容：①與各個剪力墻相連接的柱梁應該設立在墻肢的豎直平面上，最好墻體兩端伸長方向上都有柱梁連接，并要裝設相應的翼緣，在設計圖不要產生“一”字形的短肢剪力墻結構體系；②選取強墻柱弱連梁體系設計方式能夠有效改善結構抗震能力弱的問題；③短肢剪力墻整體布局效果應該與結構整體協調一致，各個結構之間保持受力的相對平衡，短肢剪力墻與整體結構在剛度值大小方面差值不宜過大。豎向設立墻體時，使得墻肢與墻肢之間在空間整體上排列齊整，盡量不要出現洞口錯位的問題，形成抗側力結構模型來抵抗地震時產生的水平作用力；④添加合適數目的長墻，依靠電梯、樓梯組成大型筒體，建立多道抗震體系，來提高高層建筑結構的整體剛度大小，即使在出現較大沖擊力的時候，其結構也不會產生較大的變形；⑤應該強化墻體周圍墻肢厚度和增加結構中鋼筋數目，降低軸壓比例，來減緩水平受力的情況，避免底部周圍的小墻肢受力過大而引起的墻肢開裂的現象，從而增強了結構整體的抗震能力。

7 結束語

隨著社會經濟的高速發展.人們的生活生產水平顯著提高.因此人們對房屋建筑業提出了更高的要求.在現代的建筑工程中.傳統的框架結構已經不能滿足人們對住宅平面和空間的要求。因此，為了滿足人們對建筑平面和空間的要求.在現代建筑工程中通常會應用到短肢剪力墻結構設計，進行建筑的設計規劃。小高層建筑是現代小區中的主流建筑.因此在小高層建筑工程中，應用短肢剪力墻結構設計意義重大。通過本文對小高層建筑中短肢剪力墻結構設計的深入探析.相信讀者對其也有了進一步的認識，總而言之，隨著社會的發展。可以預見，在將來的小高層建筑中短肢剪力墻結構設計一定會更加完善.從而能夠在滿足人們對建筑平面和空間需求的同時大幅度提高建筑工程的質量。

參考文獻

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