探析短肢剪力墻結構在高層建筑中的特點和應用

呂臻 王軍 米建軍

摘要：隨著人們對高層建筑的需求化越來越多樣，對高層建筑的結構設計以及質量控制等方面提出了更具挑戰性的要求。短肢剪力墻，是當前應對高層建筑設計結構復雜性的一個重要技術手段，高層相關施工人員一定要重要對短肢剪力墻結構在高層建筑中的具體應用控制措施，將實際施工條件和短肢剪力墻的應用特點以及原則有機結合起來，注意應用效果的記錄和總結，以便于為高層建筑質量控制提供可靠的結構設計技術支持。

關鍵詞：短肢剪力墻，結構，高層建筑，特點，應用

一、短肢剪力墻的基本特點

在進行高層建筑結構的設計過程中，因空間布局原因，短肢剪力墻是一種運用較多的豎向抗側力構件形式。通常在進行設計布局的過程中，只要能避免短肢剪力墻帶來的抗震性能差的缺點，通過合理的短肢剪力墻的布置，能夠更好的實現建筑平面布置。通過設計經驗來看，其特點主要由如下四點：

第一，短肢剪力墻的合理布置能夠滿足建筑功能及空間布局的各項要求，較好地與建筑平面結合，實現建筑意圖。從而促使在進行應用過程中可以合理的基于小高層建筑不同剪力墻體的布置來進行豎向構件的設計，這有助于確保建筑有較為出色的應用表現，通過結構手段盡最大可能避免建筑功能與布局的矛盾，從而達到建筑優化的目的，提高使用價值與經濟價值。

第二，在短肢剪力墻的結構方案布置與計算過程中，由于其出現反彎點的可能性較大，在計算時更類似于一個異形柱，所以短肢剪力墻會同時承受較大剪力與軸力，因此在計算時應特別注意，該墻體的偏心受壓、偏心受拉以及斜截面受剪和軸心受壓等不同受力模式下的驗算。而當短肢剪力墻遇有集中荷載時，還應進行局部受壓驗算，通過計算，為短肢剪力墻設置暗柱或端柱，以滿足其抗震承載能力的要求。

第三，在進行建筑結構設計的過程中，考慮到短肢剪力墻的一系列特點，在進行具體設計的過程中，設計者可以綜合多種不同的方案來進行墻體的靈活布置，能夠基于不同的方案運用實現空間布置，這對于更好達成支撐樓蓋設計處理來說也有積極的價值和意義。

第四，相對一般剪力墻結構而言，在進行高層建筑設計布局上引入短肢剪力墻布置能夠更好的實現剪力墻數量的縮減，同時也可以確保所布置的剪力墻能夠充分契合高層建筑設計過程中對豎向構件及抗側力構件的要求。短肢剪力墻的數量布置過多對結構的抗震有不利影響，應避免布置于建筑平面兩端或外邊緣，在抗震驗算過程中，地震的扭轉效應會使剪力墻的翹曲變形會變得突出，因此，短肢剪力墻墻肢會屈服開裂，因此，在實際的設計過程中，應加強短肢剪力墻墻體的抗震構造措施，對局部的結構構件應提高一度來予以加強，通常可采用增加縱筋的配筋或和箍筋的配筋來予以實現。另外，也可以通過調整建筑的使用功能酌情減小載荷來。通過這些調整措施，能夠促使小高層建筑在具體使用過程中有突出的抗震表現。

二、高層建筑中的短肢剪力墻結構應用

（一）應用原則

短肢剪力墻結構作為現如今城市中高樓大廈建筑中最典型的代表，滿足了高層建筑的抗側力需求。短肢剪力墻結構在高層建筑的應用越來越多，逐漸形成了“兩個必須”應用原則。第一，必須按建筑功能確定短肢剪力墻的數量。建筑功能，實質上就是指高層建筑結構中的豎向結構與整個建筑的基礎承載力相適應。按建筑功能確定其數量，是使建筑穩定性達到相關規定的重要保障。第二，必須以建筑整體的剛性需求為依據來展開建筑結構設計工作。在建筑結構的整體設計之初，就要對其結構的穩定性加以控制，而只有將建筑整體的剛性需求作為控制穩定性的基礎和前提，才能保證高層建筑整體結構設計朝著科學和合理的方向趨勢繼續建設發展。

（二）應用的集中表現特性

經過探究短肢剪力墻的應用原則并查閱相關管理部門制定的關于短肢剪力墻的設計要求標準，可以總結出四個應用上的集中表現特性。第一，在建筑功能重合的前提下，結合高層建筑的整體結構特征，通過采用豎向構件，最終完成隔墻位置的設置。第二，在綜合考慮了高層建筑對于結構的整體需求和平面要求后，以結構建設的抗側力為前提，最終將中心豎向交通區域設置成筒體。第三，在尊重短肢剪力墻在高層建筑結構布置的客觀規律的基礎上，在利用樓蓋進行支撐時結合短肢剪力強的靈活性，降低結構復雜程度，最終按節點完成了建設進度任務。第四，在與傳統高層建筑中的剪力墻結構比較之下，現在短肢剪力墻結構具有降低建筑物整體重量的功能，在項目施工時利用這一功能提高工程建設的效率，最終通過降低工程造價來進行成本控制。

（三）應用的現實意義和作用

從短肢剪力墻開始出現到現在已被高層建筑大量應用，其自身結構特征已經不斷完善和發展。短肢剪力墻以其獨特的結構和受力分析等特點，滿足高層建筑的功能性需求，能夠與框架式結構下的墻柱與墻體互相作用的結構特征高度契合。各個短肢剪力墻之間通過梁進行了連接，加強了結構的整體性，同時提高了抗壓防彎能力。此外，在裝飾作用上，該結構使整個房屋外觀看起來更加美觀，有助于建筑結構將自身的“整體美”體現的淋漓盡致。短肢剪力墻和其他剪力墻相比還具有靈活多變的特點，這就有利于對房間進行合理的分隔安排。而且在結構的抗側剛度和整體結構剛度上，控制和調整的操作難度減小，因剪力墻剛度過大造成過度浪費現象出現的幾率大幅降低，這樣一來，短肢剪力墻結構的靈活性就為高層建筑的設計靈感和思維提供更多無限的可能性。

三、高層建筑中的短肢剪力墻結構應用要點

（一）建筑結構的底部施工環節

短肢剪力墻結構的底部施工進行時，施工人員要對基礎環節穩定性的調整進行熟練操控，在操作時保證配筋率大于1.2%，并且其他部位的配筋率上也必須大于0.1%，若底部施工環節的配筋量不滿足要求，結構整體就難以處在理想的壓力強度下，抗震功能的效果也會大打折扣。

（二）實際設計工作中

實際設計工作中的設計人員是影響配筋方式是否合理的關鍵因素。有些設計人員不以施工項目的實際情況為基礎，只一味盲目的迎合建設單位控制預算的規定，在高層建筑中盲目、毫無靈活應變性的對剪力墻高厚比進行控制。然而，這種做法不僅不符合剪力墻結構設計原理，還大大挫傷了結構的經濟性，可謂是短肢剪力墻設計能力和水平的倒退。

（三）施工人員具體操作

工作人員在實際的操作環節中，要有高度的責任意識和謹慎性，實事求是地根據高層建筑結構的實際狀況來進行相應的建筑抗震設計建設，為提高建筑主體的安全性貢獻自己的一份力量。

四、結語

高層建筑中短肢剪力墻結構的應用不是直接簡單的替換和使用，而是要從結構應用原則、應用特性和現實意義等多方面綜合把握和考慮的多步驟工序。高效合理應用短肢剪力墻結構，一定程度上保證了高層建筑不受其他外部因素的影響，從而達到預期的質量控制效果，推動高層建筑在建設進程上早日實現可持續性發展。

參考文獻：

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