民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术的应用

民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术的应用
随着人口的逐年增加，民用建筑的规模越来越大，如何更加安全合理的建造民用建筑，如何应用短肢剪力墙技术是本文主要阐述的内容。

标签：民用建筑；结构设计；短肢剪力墙
一、前言
本文从介绍短肢剪力墙的优缺点、短肢剪力墙的界定、民用建筑中的短肢剪力墙技术、短肢剪力墙结构在设计中应用等方面进行了具体介绍。

二、短肢剪力墙介绍
1. 短肢剪力墙的优点和缺点
短肢剪力墙结构与普通剪力墙结构相比，有自重较低的优点，普通剪力墙一般自重在13～16KN/m2，而短肢剪力墙结构自重一般為10～12KN/m2，上部自重减轻可使基础费用降低；除了自重，短肢剪力墙的造价也较低，一般15层左右剪力墙结构用钢量约为65kg/m2，而采用短肢剪力墙结构时，用钢量约为53kg/m2；有优点也不能忽略其缺点，比如会增加工程的综合造价，还有短肢剪力墙结构的抗震性能较差，所以在地震区高层住宅中，剪力墙不宜过少，墙肢不宜过短，必须设置一定数量的普通剪力墙。

因而，在选择结构型式时，必须因地制宜，扬长避短。

2. 短肢剪力墙的界定
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.1.8条的文字解释：“1、短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。

SATWE根据规范对如何判定短肢剪力墙做了内部标准：对于L形、T形等双肢剪力墙，只要有一个方向的墙肢的长度与其厚度之比大于8，就不判断为短肢剪力墙。

对于墙肢数量大于2的多肢剪力墙（如十字剪力墙等），无论其墙肢长度与其厚度之比是否大于8，程序均布判断为短肢剪力墙。

通过计算，若短肢剪力墙得出的第一振型地震倾覆力矩只占结构底部总倾覆力矩的40%，则不能定义为短肢剪力墙结构，结构体系只能认定为普通剪力墙结构，体系内包含的短肢剪力墙的抗震等级不必提高一级；如果计算结果中短肢剪力墙得出的第一振型的倾覆力矩大于等于结构底部总倾覆力矩的50%，那么说明方案不合理，需要调整，直到计算的第一振型的倾覆力矩与结构底部总倾覆力矩的的比值小于50%且大于等于40%为止。

短肢剪力墙结构中，短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩占结构底部总倾覆力矩的百分比，可在程序输出的WVOZQ.OUT文件查看。

三、民用建筑中的短肢剪力墙技术
1.短肢剪力墙结构设计要求
在目前的建筑结构设计中，剪力墙的应用极为广泛，特别是在大型的高层建筑物中，其身影更是随处可见。

剪力墙，又称为抗风墙、抗震墙或者结构墙，顾名思义，它在房屋与各大建筑物中主要起着承受风荷载，或由于地震作用而引起的水平荷载，为建筑物起着主要的支撑作用。

（一）民用建筑高度要求剪力墙结构震害会随着建筑高度的增加而增大，因此要对剪力墙结构建筑的高度严格限制。

（二）结构布置合理性民用建筑结构的布置要尽量简洁、规则，这样才能保证结构质心和刚心接近。

对于剪力墙结构而言，要保证剪力墙方案中的墙片大小、墙量多少和布置的合理性，并坚持均匀、对称和分散的基本原则，墙片不能过长。

另外还要控制好剪力墙的间距，并在外纵轴设置相应的开洞剪力墙，这样才能增强结构的横向抗倾覆能力，避免在边柱的位置产生较大的应力。

2.短肢剪力墙结构的抗震设计
短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节是底部外围的小墙肢、建筑物角点处的墙肢以及连梁等构件，尤其是发生扭转时，建筑物外角点处和边缘的墙肢就会首先开裂。

对于层数较高的短肢剪力墙结构在地震作用下，将主要发生弯曲变形，将破坏严重底部外围的小墙肢，特别是“一”字形小墙肢破坏最严重。

由于墙肢刚度相对减少，在短肢剪力墙结构中，增加连梁受剪破坏的可能性，因此对这些薄弱环节，设计中更应当加强抗震构造和概念设计措施。

在平面上短肢剪力墙结构分布要力求均匀，使建筑物的质心和刚度中心尽量接近，以减小扭转效应。

适当的增加建筑平面外边缘及角点处的墙肢厚度，加强墙肢端部的暗柱配筋量，为了提高墙肢的延性和承载力，墙肢截面的轴压比严格控制。

连梁是一个耗能结构构件，高层建筑中连梁的剪切破坏将会使结构的延性降低，在具体设计工作中对抗震极其不利，应进行“强剪弱弯”的验算连梁，宜在两个方向均有梁与之拉结短肢剪力墙结构中的短肢剪力墙，在各墙肢的竖平面内宜布置连梁，避免采用“一”字形短肢剪力墙，且短肢剪力墙配筋应当符合相应的规范要求。

四、短肢剪力墙结构在设计中应用
1.在短肢剪力墙结构布置上，墙肢平面上分布要力求均匀，使建筑物的刚度中心和质心尽量接近，以减小扭转效应。

通常将一般剪力墙布置在建筑物四角和楼电梯间，短肢墙双向均匀对称布置。

2.为提高建筑物外边缘和角点处的墙肢的抗展能力，应适当增加相应位置墙肢厚度，加强墙肢端部的暗柱配筋量，严格控制墙肢截面的轴压比，以提高墙肢
的延性和承载力。

3.短肢剪力墙截面宜规则、简单，并且刚度不宜过大，优先采用“T”形、“Z”形、“L”形截面，避免采用“一”形墙肢。

4.墙肢的数量应适中，平面布置尽量对齐，竖向应上下连续，剪力墙门窗洞口宜上下对齐，形成明确的墙肢和连梁，避免刚度突变。

5.由于墙肢的刚度及截面高度均相对较小，短肢剪力墙结构中的连梁已类似于一般框架梁，因此在计算过程中不应人为地降低连梁的刚度，宜按普通框架梁进行计算和设计。

6.短肢剪力墙结构的抗震设计
建筑物角点处的墙肢、底部外围的小墙肢以及连梁等构件均是短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节。

尤其是发生扭转时，建筑物外边缘和角点处的墙肢就会首先开裂；在地震作用下，对于层数较高的短肢剪力墙结构将主要发生弯曲变形，底部外围的小墙肢将破坏严重，特别是“一”字形小墙肢破坏最严重；在短肢剪力墙结构中，由于墙肢刚度相对减少，使连梁受剪破坏的可能性增加，因此设计中，对这些薄弱环节，更应当加强概念设计和抗震构造措施。

短肢剪力墙结构在平面上分布要力求均匀，使建筑物的刚度中心和质心尽量接近，以减小扭转效应；适当的增加建筑平面外边缘及角点处的墙肢厚度，加强墙肢端部的暗柱配筋量，严格控制墙肢截面的轴压比，以提高墙肢的延性和承载力。

五、剪力墙混凝土模板质量控制的要点
首先，在施工前应根据混凝土浇筑方式的不同对剪力墙模板体系进行必要的设计计算，然后严格按照设计好的模板方案施工，具体操作上应满足相应规范要求。

其次，优先选用组合钢模板，因其通用性强、装拆方便、周转次数多，特别是其配有齐全的阴阳角模，对常见的剪力墙阴阳角部位漏浆有很好的预防作用，有助于加快施工进度。

最后，工人操作质量直接影响到模板质量，要选用技术熟练、责任心强的工人施工规范严谨的操作，才能使合理的设计转化为高质量的工程。

短肢剪力墙结构因其布置灵活、墙肢薄而易于隐蔽的特点，将会在越来越多的高层住宅中得到得广泛的应用，所以，作为工程人员应该将它研究好、学习透，以应对将来更多更复杂的工程。

根据现今整个建筑工程市场的需要，短肢剪力墙结构的应用还是较多的，这就要求设计人员必须理解和正确把握它的优缺点，在设计中，扬长避短，合理布置，细心分析，熟练短肢剪力墙各种情况下的相应要求，才能真正确保建筑结构的安全性能达到要求。

六、结束语
为了更好的优化建筑的功能，加强学习短肢剪力墙结构设计是非常重要的。

希望企业把握这种设计技术，更好的建筑民用建筑。

参考文献：
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[2]孟灿，黄围，高层建筑短肢剪力墙结构设计[J]，广东科技，2010，04.
[3]刘月云，杨晔琳.高层民用建筑剪力墙结构设计体会[J].辽宁建材，2009（7）.。