对于高层房屋短肢剪力墙结构设计的分析

■闫红玉 ■江苏省苏中建设集团股份有限公司上海建筑设计分公司，上海 200072

短肢剪力墙是指剪力墙的截面高度不大于300 毫米，各剪肢中横截面高度与厚度的比值在4 与8 之间的剪力墙。随着时代的高速发展，对于普通剪力墙在使用的过程中表现出的墙体厚重、柱子外凸的问题，致使其已无法满足人们对住宅空间和建筑美观的需求。短肢剪力墙不仅融合了传统框架结构的优势而且又满足了人们对建筑空间的需求，因此使其在剪肢墙的应用中一跃而出，被广泛应用在高层建筑中。

现以上海市华宇小区6 号楼该为例，工程为一高层住宅楼，建筑地上为十五层，建筑物主体高度为49.5m，其主体结构的合理使用年限为50 年，抗震设防烈度为7 级，耐火等级为一级，结构主体采用钢筋混凝体短肢剪力墙抗震结构体系。建筑场地类别为III 类，基本风压为0.55KN/m2，基本雪压为0.4KN/m2，地面粗糙类别为B 类。结合该工程实例对短肢剪力墙的概念、特性、优势、结构设计要点等方面进行了一系列的分析和探究。

1 短肢剪力墙结构的概念及特点

1.1 概念

短肢剪力墙结构是指连续梁等结构将一些不为整体的钢筋混凝墙段连接结成一个整体的结构体系的抗震结构。墙体间的洞口是用一些墙体材料例如砖等来代替门窗进行填充的。短肢剪力墙的结构形式目前来说最常用的包括“T 型”、“L 型”和“一字型”等。

1.2 短肢剪力墙的特点

对建筑实际使用短肢剪力墙后的现状进项分析，不难发现:从经济方面来说，短肢剪力墙具有使用面积高而造价低的特点;从结构方面来说，短肢剪力墙具有可以将房间的布置更加的合理更加的节约的优点。经过在营运的过程中不断的实践与改进，短肢剪力墙不但已经能够很好的适应高层建筑的需求，而且具体来说已经拥有多方面的优点。

1.2.1 布置方面

短肢剪力墙的建筑平面具有布置灵活的优点，在建筑功能的使用方面其结构形式能够合理的达到要求。再者填充墙的厚度与墙肢的厚度基本上可以达到一致，对房间的面积使用和家具布置具有很大的益处。同时可以有效的避免框架剪力墙和剪力墙结构中出现的梁柱凸出的不良现象。

1.2.2 减轻扭转引起的不利影响

对结构来说其抗侧刚度的大小可以确定短肢剪力墙墙肢的数量，而且其墙肢的长短随意性强，因此此种结构可以有效的调整刚度中心，使其与结构的质量中心位置相近，从而对扭转引起的不利影响可以有效降低。

1.2.3 减轻自重

在实际的施工过程中，相对于之前在剪力墙的上部结构中使用的混凝土材料现可采用轻质隔墙来代替，再减轻工程自重的同时减少钢筋和混凝土的用量，从而可以在一定程度上降低工程造价。显然由于上部结构重量的减少，不仅对上部结构对于基础也有很大的益处，重量减少从而降低了基础的施工难度，减少了基础的费用。

2 短肢剪力墙的研究现状

目前对于在高层建筑中普遍使用的短肢剪力墙结构，我国也正在进行更加深入、广泛的研究与探索。

(1)在我国最早提出短肢剪力墙这一体系概念的为容柏生院士。容院士对于短肢剪力墙布置的结构特点和一般原则进行了相关的介绍，对结构设计中的楼盖形式、结构分析的模型以及结构的转换层形式等做了相关的讨论，并对短肢剪力墙结构在当时的应用做了相应的概述。

(2)对短肢剪力墙结构的详细的工程应用做全面介绍的是中国建筑科学研究院的赵西安教授，他的相关作品俨然成为当时社会中介绍短肢剪力墙结构体系的权威之作。赵西安教授当时介绍的内容包括短肢剪力墙结构体系的构造和计算等多方面。

3 短肢剪力墙的结构设计要点

由于短肢剪力墙的应用还不太成熟，各方面还需要比较比较成熟的科学技术进项指引，尤其是在使用的过程中更加要注重其设计要点，以保证结构体系的安全性和短肢剪力墙结构体系的有效性。

3.1 截面厚度

对短肢剪力墙来说其界面厚度不应小于200 毫米。对于厚度大于最小构造厚度2 倍以上的墙肢，建议当高厚比＞4 时，可判定为一般剪力墙。

3.2 短肢剪力墙的轴压比限值

在底部加强部位的轴压比对于一、二、三级来说应该分别小于等于0.45、0.5、0.55，对一字型短肢剪力墙轴压比来说相较于其它类型还应相应的减少0.1。对于底部加强部位以上的范围不宜大于比上述规定值加0.05 的值。

3.3 短肢剪力墙剪力设计值

除底层外其他各层的短肢剪力墙的剪力设计值应分别乘以增大系数1.4、1.2 和1.1，而底部加强部位应该进行相应的调整。

3.4 边缘构件

短肢剪力墙边缘的约束构件在进行设置时应符合相应的规范要求。当不能避免在要在一字型短肢剪力墙布置平面外与之橡胶的单侧楼面梁时，应设置暗柱并校核剪力墙平面外受弯承载力。

3.5 短肢剪力墙纵筋的配筋率

对于短肢剪力墙的竖向钢筋的配筋率，底部加强部位一、二级不宜小于1.2%;三、四级不宜小于1.0%;其他部位一、二级不宜小于1.0%，三、四级不宜小于0.8%。

4 短肢剪力墙结构在高层建筑结构中的重要性

4.1 灵活性

对于数量、位置、长短等短肢剪力墙结构的布置根据具体的施工情况进行实施，并通过不断的调整进行满足工程施工的要求。由于短肢剪力墙在布置方面具有一定的灵活性，这就是工程的施工可以具有多种选择的机会，对于不同的施工方案可以灵活的运用到不同的布置当中，对于施工过程的问题可以进行及时的处理，并且对施工方案进行有力的调整，来支撑整个过程顺利的完成。

4.2 应用性

短肢剪力墙的应用在目前来说已非常广泛。对结构的抗测力大小可以通过调整墙肢强度和强的数目来进行改变以满足其标准;对于具有连接支撑的柱梁可以隐蔽的布置在间隔墙的竖直平面内;在符合高层结构抗侧立能力的要求下可以通过中心剪力墙建立抗侧力结构体系使结构的刚度值大小、强度高低与标准相符;竖向结构的多样性使得可以利用间隔墙来达到符合建筑使用功能的目的;各施工建筑都可以根据自己具体的建筑情况进行具体的分析，但总的来说，短肢剪力墙的应用可以使结构的设计变得更为简便。

4.3 稳定性

短肢剪力墙结构自身的优点众多，例如灵活性良好、结构较短、自身较轻等，对于建筑结构中产生的荷载可以进行有效减少，并在施工的过程中进行适时对其结构进行调整，以使结构的实施能够达到最佳状态;短肢剪力墙墙肢也具有很多的优点，例如墙肢宽度和高度都较大、延性良好等，由于其在结构中主要是受弯破坏，因此可以在地震作用时起到和很好的缓冲作用，以最大程度的保证建筑结构的稳定性。

4.4 可协调性

一是协调建筑结构，统一墙肢和建筑墙体的厚度以保证各个墙体的柱梁在同一竖直平面内，使短肢剪力墙具有隐蔽性。二是协调建筑结构的相关设计，对墙体的刚度根据墙肢结构厚度进行协调，可以利用隐蔽短肢剪力墙的柱梁和墙肢来确定需要的强的面数和结构的布置，灵活的进行结构的施工设计，使结构更加的合理并不断的进行完善。

5 结语

随着社会经济的告诉发展和人们甚或水平的不断提高，人们对房屋的建筑不仅在实用性而且在美观性方面都提出来越来越高的要求。在高层建筑的众多建筑结构形式中，短肢剪力墙的应用相对而言比较广泛。短肢剪力墙应该在减少扭转、限值结构位移、控制轴压比的原则下，对剪力墙的数量和位置进行合理的布置，并且采取相应的构造措施使段之间厘清的结构设计更加的合理、更加的优化。

［1］李淑君.高层居民建筑短肢结构墙结构设计的浅述［J］.黑龙江科技信息，2014(23):219.

［2］侯嘉.高层居民建筑短肢结构墙结构设计的浅述［J］.科学与财富，2014(8):416.

［3］杨正华，张敏，李松峰.短肢剪力墙结构力学性能分析［J］.华东交通大学，2008，25(2):16-21.