探析短肢剪力墙结构在高层建筑中的特点和应用

探析短肢剪力墙结构在高层建筑中的特点和应用
摘要：在我国进入21世纪的新时期，我国的建筑行业发展十分迅速，当前阶段在我国高层建筑施工过程当中，对短肢剪力墙的施工还存在一定的不足，本文从实际施工角度来进行分析，重点分析了高层建筑短肢剪力墙的结构特点，并且提出了有效的控制策略来进行解决。

通过实践分析可以看出，只有在充分认识到高层建筑短肢剪力墙的结构特性，才能够使其在高层建筑当中发挥出应有的作用。

关键词：短肢剪力墙；高层建筑；运用特点
引言
近年来，高层住宅建筑发展迅速，同时人们对住宅空间与平面等也提出更高要求。

传统框架结构中普通剪力墙结构和露柱露梁结构限制了建筑空间，难以满足住宅用户对建筑空间提出的新要求。

短肢剪力墙结构在经过一系列改良后，应用在高层住宅建筑设计中，能有效规避传统框架的不足，具有重要的应用价值。

因此，有必要对高层住宅建筑中的短肢剪力墙结构体系进行深入探究。

1高层建筑中短肢剪力墙的基本特点
在最新的《高规》中，短肢剪力墙已明确指出为墙肢的高度与上墙肢的高度之比，其比值范围在四到八范围之内，不管怎样，短肢剪力墙从结构划分上来看，仍属于剪力墙体系中的一种。

短肢剪力墙的厚度范围主要在180mm到250mm之间；肢长范围主要在800mm到2000mm之内。

短肢剪力墙主要结构有T形、L形、Z型等，在建筑结构中其主要出现在外墙和内墙相连接处和在建筑结构墙体转角处较多。

在高层建筑中，其结构受力需要考虑诸多因素，使得在进行结构设计需要考虑到各个方面的情况。

在设置短肢剪力墙时需要注意在具有竖向交通区域时，其分隔墙需要设计成剪力墙，因为这样可以使建筑结构是相对完整的，这样就可以用来抵抗侧向力和竖向载荷。

外墙周围的竖向受力构件根据短肢剪力墙结构承载力的需要和建筑平面特点而定，把短肢剪力墙按照规范和要求布置在结构的平面，连接梁设在墙体之间，用来将短肢剪力墙相互连接起来，形成整体。

通过以上对短肢剪力墙的基本性质和设计要求，其主要的特点有几下几个方面：（1）隔墙位置设置竖向构件。

这主要结合高层建筑的平面结构特点，并且在与建筑所发挥的功能不重合的前提下，可以在隔墙位置设置竖向构件。

（2）短肢剪力墙的数量和肢的长短。

根据高层建筑结构的抗侧力要求，需要设置短肢剪力墙所需要的数量以及肢的长短。

（3）满足结构的需要。

在高层建筑中，将中心竖向的交通区域做成筒体，可以满足整体结构平面的需要，也可以满足建筑结构抗侧力的设计要求。

（4）具有较强的灵活性。

短肢剪力墙在高层建筑结构布置上具有较强的灵活性，使得在进行楼盖支撑时，减少了结构上的复杂度，保证工期按时间节点完成。

（5）转换层容易程度。

在进行高层结构整体设计时，如果出现要求下部楼层为大空间结构时，与普通的剪力墙相比，短肢剪力墙更容易利用转换层来连接上下结构之间的关系。

（6）使高层建筑物重量减轻。

与传统的剪力墙相比，短肢剪力墙使高层建筑物整体重量得到大大地减轻，这样使在进行施工时，可以较少施工周期和更利于施工，还可以较少工程成本。

2高层住宅建筑中短肢剪力墙结构体系设计要点
2.1合理布置结构
在高层住宅建筑中采用短肢剪力墙结构体系进行设计时，首先需对结构进行合理布置。

所使用的短肢剪力墙数量需合理，所有短肢墙的分布需尽可能均匀，尽量减少轴向应力彼此
的差距。

如果建筑平面凹凸、所处位置风力较大或有抗震要求，需将短肢墙布置在平面角点
位置及外边缘，尤其要布置在外凸部位。

所有短肢墙需尽可能拉直、对齐，使其同连梁共同
形成连续多跨且比较规整的抗侧力片，若无法完全对其连接，可允许部分短肢墙相互错开。

所有短肢墙都要和两方向对应梁相互连接，并且最好在墙肢竖平面中布置梁结构，通常要求
连梁宽度等于墙肢厚度。

墙肢厚度要适中，最好与隔墙表面持平，通常选择300，250，
200mm。

对于异形柱或较长的墙，可在局部位置进行混合布置。

对于抗震设计，一般剪力墙
及筒体所承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于其底部地震倾覆力矩的1/2。

2.2受力特点与计算方法控制
在高层建筑中短肢剪力墙结构可作为一种悬臂结构作用，其与受力分布与几何尺寸结构
密切相关。

此外，还与开洞大小、位置以及形状等存在直接关系，尤其是，开洞大小，会直
接影响高层建筑短肢剪力墙结构的作用效果。

通常情况下，计算分析过程主要采用r来表示
孔洞的大小情况。

这里的r是指，建筑物中墙面洞口面积除以墙面不计洞口的总面积。

此过程，因开孔孔洞的差异，使得r的大小存在差异。

这里的孔洞结构有以下四种：整截面墙，
其墙体的开洞较小，即r＜15%。

同时，由于洞口间的距离与孔洞最外边长度要大，因此，截面结构的受力特点与材料力学的计算方法一致，即能够采用平面假定原则来控制变形的弯曲性。

整体小开口墙，如洞口较大，即r在15%-30%之间，工程建设者应采用平面假定计算获
得应力与变形。

此外，还要对应力结果进行修正处理，进而使变形成为弯曲形。

联肢剪力墙，如洞口面积过大，即r在30%-50%之间。

如此，平面假定就可获得与实际情况偏差过多的结果。

由此可判断，平面假定不适用，需采用墙肢微分方程，以获得实际情况相适应的结果。

对于短肢剪力墙结构的受力计算，应采用平面假定方式进行控制。

此布置条件控制下，空间
结构的受力处于空间体系，能够在短肢剪力墙结构设计人员计算侧向力承载过程，控制应力
变形影响。

为保证各个短肢剪力墙结构平面的绝对刚性，需在不影响误差计算的情况下，对
短肢剪力墙结构进行假设。

2.3短肢剪力墙结构的抗震性能
（1）规定墙体结构厚度标准。

若抗震等级处在一、二级状态时，墙体底部加强部位厚
度规定必须大于200毫米。

当抗震等级上升到三、四级时，墙体截面厚度规定调整为必须在180毫米以上。

另外，在没有设置抗震等级的墙体结构中，其截面厚度是被规定在大于160
毫米即可。

（2）调整轴压比短。

精确合理的轴压比是保证结构完整性的前提。

在抗震等级
为一级时，规定轴压比要小于等于0.45；抗震等级为二级时，轴压比调整为小于等于0.50。

此外，对于一字型结构的短肢剪力墙，轴压比是在上述基础上更加严格了，相应具体数值规
定为在上述轴压比基础上减去0.1。

（3）提高剪力安全系数。

短肢剪力墙的抗震设计方案，
一定要结合实际结构的几何特征，对薄弱环节的剪力要格外注意，如果想整体结构完好无损，刚度处在合理范围，就一定要对薄弱环节的剪力进行安全系数的提高。

若划定抗震设计等级
是一等时，剪力设计值则乘以常数1.4；若抗震设计等级为二等，剪力设计值就调整为乘以
系数1.2；如果处于第三等级，剪力设计值需要乘以系数1.1。

（4）合理设计钢筋配筋率。

抗震设计进入钢筋用量设计环节时，要注意短肢剪力墙底部作为薄弱部分，钢筋布局要更为
合理。

抗震设计等级为一、二级时，配筋率应大于等于1.2%；抗震等级为三、四级时，配筋
率应大于等于1.0%。

结语
通过短肢剪力墙结构的设置，有效降低了高层建筑的整体重量，和以往的高层建筑剪力
墙的设置形式相比，通过短肢剪力墙的结构设置可以有效降低建筑体的承重负载大小。

因此，在后续的生活过程当中可以有效降低施工周期，同时为工程施工的成本控制提供出了更加有
效的保障。

参考文献
[1]李俊龙.短肢剪力墙结构体系在高层住宅建筑中的应用[J].城市住宅，2019，26（04）：149-150.
[2]马云童.短肢剪力墙结构在高层建筑中的特点和应用[J].四川水泥，2019（02）：189.。