對于高層房屋短肢剪力墻結構設計的分析

■閆紅玉 ■江蘇省蘇中建設集團股份有限公司上海建筑設計分公司，上海 200072

短肢剪力墻是指剪力墻的截面高度不大于300 毫米，各剪肢中橫截面高度與厚度的比值在4 與8 之間的剪力墻。隨著時代的高速發展，對于普通剪力墻在使用的過程中表現出的墻體厚重、柱子外凸的問題，致使其已無法滿足人們對住宅空間和建筑美觀的需求。短肢剪力墻不僅融合了傳統框架結構的優勢而且又滿足了人們對建筑空間的需求，因此使其在剪肢墻的應用中一躍而出，被廣泛應用在高層建筑中。

現以上海市華宇小區6 號樓該為例，工程為一高層住宅樓，建筑地上為十五層，建筑物主體高度為49.5m，其主體結構的合理使用年限為50 年，抗震設防烈度為7 級，耐火等級為一級，結構主體采用鋼筋混凝體短肢剪力墻抗震結構體系。建筑場地類別為III 類，基本風壓為0.55KN/m2，基本雪壓為0.4KN/m2，地面粗糙類別為B 類。結合該工程實例對短肢剪力墻的概念、特性、優勢、結構設計要點等方面進行了一系列的分析和探究。

1 短肢剪力墻結構的概念及特點

1.1 概念

短肢剪力墻結構是指連續梁等結構將一些不為整體的鋼筋混凝墻段連接結成一個整體的結構體系的抗震結構。墻體間的洞口是用一些墻體材料例如磚等來代替門窗進行填充的。短肢剪力墻的結構形式目前來說最常用的包括“T 型”、“L 型”和“一字型”等。

1.2 短肢剪力墻的特點

對建筑實際使用短肢剪力墻后的現狀進項分析，不難發現:從經濟方面來說，短肢剪力墻具有使用面積高而造價低的特點;從結構方面來說，短肢剪力墻具有可以將房間的布置更加的合理更加的節約的優點。經過在營運的過程中不斷的實踐與改進，短肢剪力墻不但已經能夠很好的適應高層建筑的需求，而且具體來說已經擁有多方面的優點。

1.2.1 布置方面

短肢剪力墻的建筑平面具有布置靈活的優點，在建筑功能的使用方面其結構形式能夠合理的達到要求。再者填充墻的厚度與墻肢的厚度基本上可以達到一致，對房間的面積使用和家具布置具有很大的益處。同時可以有效的避免框架剪力墻和剪力墻結構中出現的梁柱凸出的不良現象。

1.2.2 減輕扭轉引起的不利影響

對結構來說其抗側剛度的大小可以確定短肢剪力墻墻肢的數量，而且其墻肢的長短隨意性強，因此此種結構可以有效的調整剛度中心，使其與結構的質量中心位置相近，從而對扭轉引起的不利影響可以有效降低。

1.2.3 減輕自重

在實際的施工過程中，相對于之前在剪力墻的上部結構中使用的混凝土材料現可采用輕質隔墻來代替，再減輕工程自重的同時減少鋼筋和混凝土的用量，從而可以在一定程度上降低工程造價。顯然由于上部結構重量的減少，不僅對上部結構對于基礎也有很大的益處，重量減少從而降低了基礎的施工難度，減少了基礎的費用。

2 短肢剪力墻的研究現狀

目前對于在高層建筑中普遍使用的短肢剪力墻結構，我國也正在進行更加深入、廣泛的研究與探索。

(1)在我國最早提出短肢剪力墻這一體系概念的為容柏生院士。容院士對于短肢剪力墻布置的結構特點和一般原則進行了相關的介紹，對結構設計中的樓蓋形式、結構分析的模型以及結構的轉換層形式等做了相關的討論，并對短肢剪力墻結構在當時的應用做了相應的概述。

(2)對短肢剪力墻結構的詳細的工程應用做全面介紹的是中國建筑科學研究院的趙西安教授，他的相關作品儼然成為當時社會中介紹短肢剪力墻結構體系的權威之作。趙西安教授當時介紹的內容包括短肢剪力墻結構體系的構造和計算等多方面。

3 短肢剪力墻的結構設計要點

由于短肢剪力墻的應用還不太成熟，各方面還需要比較比較成熟的科學技術進項指引，尤其是在使用的過程中更加要注重其設計要點，以保證結構體系的安全性和短肢剪力墻結構體系的有效性。

3.1 截面厚度

對短肢剪力墻來說其界面厚度不應小于200 毫米。對于厚度大于最小構造厚度2 倍以上的墻肢，建議當高厚比＞4 時，可判定為一般剪力墻。

3.2 短肢剪力墻的軸壓比限值

在底部加強部位的軸壓比對于一、二、三級來說應該分別小于等于0.45、0.5、0.55，對一字型短肢剪力墻軸壓比來說相較于其它類型還應相應的減少0.1。對于底部加強部位以上的范圍不宜大于比上述規定值加0.05 的值。

3.3 短肢剪力墻剪力設計值

除底層外其他各層的短肢剪力墻的剪力設計值應分別乘以增大系數1.4、1.2 和1.1，而底部加強部位應該進行相應的調整。

3.4 邊緣構件

短肢剪力墻邊緣的約束構件在進行設置時應符合相應的規范要求。當不能避免在要在一字型短肢剪力墻布置平面外與之橡膠的單側樓面梁時，應設置暗柱并校核剪力墻平面外受彎承載力。

3.5 短肢剪力墻縱筋的配筋率

對于短肢剪力墻的豎向鋼筋的配筋率，底部加強部位一、二級不宜小于1.2%;三、四級不宜小于1.0%;其他部位一、二級不宜小于1.0%，三、四級不宜小于0.8%。

4 短肢剪力墻結構在高層建筑結構中的重要性

4.1 靈活性

對于數量、位置、長短等短肢剪力墻結構的布置根據具體的施工情況進行實施，并通過不斷的調整進行滿足工程施工的要求。由于短肢剪力墻在布置方面具有一定的靈活性，這就是工程的施工可以具有多種選擇的機會，對于不同的施工方案可以靈活的運用到不同的布置當中，對于施工過程的問題可以進行及時的處理，并且對施工方案進行有力的調整，來支撐整個過程順利的完成。

4.2 應用性

短肢剪力墻的應用在目前來說已非常廣泛。對結構的抗測力大小可以通過調整墻肢強度和強的數目來進行改變以滿足其標準;對于具有連接支撐的柱梁可以隱蔽的布置在間隔墻的豎直平面內;在符合高層結構抗側立能力的要求下可以通過中心剪力墻建立抗側力結構體系使結構的剛度值大小、強度高低與標準相符;豎向結構的多樣性使得可以利用間隔墻來達到符合建筑使用功能的目的;各施工建筑都可以根據自己具體的建筑情況進行具體的分析，但總的來說，短肢剪力墻的應用可以使結構的設計變得更為簡便。

4.3 穩定性

短肢剪力墻結構自身的優點眾多，例如靈活性良好、結構較短、自身較輕等，對于建筑結構中產生的荷載可以進行有效減少，并在施工的過程中進行適時對其結構進行調整，以使結構的實施能夠達到最佳狀態;短肢剪力墻墻肢也具有很多的優點，例如墻肢寬度和高度都較大、延性良好等，由于其在結構中主要是受彎破壞，因此可以在地震作用時起到和很好的緩沖作用，以最大程度的保證建筑結構的穩定性。

4.4 可協調性

一是協調建筑結構，統一墻肢和建筑墻體的厚度以保證各個墻體的柱梁在同一豎直平面內，使短肢剪力墻具有隱蔽性。二是協調建筑結構的相關設計，對墻體的剛度根據墻肢結構厚度進行協調，可以利用隱蔽短肢剪力墻的柱梁和墻肢來確定需要的強的面數和結構的布置，靈活的進行結構的施工設計，使結構更加的合理并不斷的進行完善。

5 結語

隨著社會經濟的告訴發展和人們甚或水平的不斷提高，人們對房屋的建筑不僅在實用性而且在美觀性方面都提出來越來越高的要求。在高層建筑的眾多建筑結構形式中，短肢剪力墻的應用相對而言比較廣泛。短肢剪力墻應該在減少扭轉、限值結構位移、控制軸壓比的原則下，對剪力墻的數量和位置進行合理的布置，并且采取相應的構造措施使段之間厘清的結構設計更加的合理、更加的優化。

［1］李淑君.高層居民建筑短肢結構墻結構設計的淺述［J］.黑龍江科技信息，2014(23):219.

［2］侯嘉.高層居民建筑短肢結構墻結構設計的淺述［J］.科學與財富，2014(8):416.

［3］楊正華，張敏，李松峰.短肢剪力墻結構力學性能分析［J］.華東交通大學，2008，25(2):16-21.