摘要：随着社会经济的发展，我国的高层建筑越来越多，而大多数都用到短肢剪力墙的结构形式，主要是要考虑其综合因素，这样才能降低生产成本和施工周期，确保建筑物的质量得到可靠保证。本文就高层建中常用到的建筑短肢剪力墙进行剖析，对其基本特点和使用原则进行探析，为短肢剪力墙在高层建筑中的实际应用提供一些可靠的支撑和有益的参考。
关键词：短肢剪力墙；高层建筑；结构设计；安全可靠；经济合理；抗侧刚度；整体稳定性
引言
近年来随着人们对住宅，特别是小高层及多层住宅平面布置与空间的要求越来越高，原来普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是经过不断的实践和改进，以剪力墙为基础，并吸取框架的优点，逐步发展而形成一种能较好适应小高层住宅建筑的结构体系，即所谓“短肢剪力墙”结构体系。然而目前的短肢剪力墙普遍抗震性能薄弱，横向抗受压能力较小，容易发生墙体扭曲，造成高层建筑倒塌，所以，应该选择正确的分析软件，合理分析短肢剪力墙的结构与应用，设计适当的数目与布局，逐步改善抗震能力。
1短肢剪力墙结构
短肢剪力墙结构在高层住宅工程中一经使用，就受到了住户与房地开发商的青睐，其应用也逐渐得到普及。《高规》规定，短肢剪力墙指截面厚度不大于300mm、各肢横截面的高度与厚度之比的最大值介于4～8之间的剪力墙，其变形特征和受力特征与框架—剪力墙结构类似，但与框架结构相比，短肢剪力墙结构的内力分配与刚度分配更为合理。基于混凝土短肢剪力墙进行高层住宅工程的施工，相比传统的建筑施工结构，具有较多优点：（1）利用间隔墙的位置，结合住宅建筑平面，能够改变竖向结构特征，从而有效避免正常使用过程中的部件冲突问题。（2）根据建筑施工的需要对墙体的数量、位置及其肢长进行灵活的调整，从而有效地计算出高层住宅的实际抗侧力，使得整个结构更加稳固。（3）混凝土剪力墙的布置方式更加灵活自由，能够适应更多的建筑设计方案，更加符合现代人的审美观念，达到住户对其住宅的要求。
2短肢剪力墙的受力特点及计算方法
短肢剪力墙在高层建筑当中，可以看成是一种悬臂结构，其受力分布主要与其几何尺寸和结构有关，其开洞的大小、形状、位置等有直接关系，最主要的影响因素是其开洞大小。通常上用ρ来表示孔洞的大小情况，ρ在建筑工程中定义为墙面洞口面积除以墙面不计洞口的总面积。对于不同的开孔孔洞，其ρ大小不同，主要的孔洞结构有：（1）整截面墙。对于整截面墙老说，墙体开洞太小（ρ﹤15%），于此同时，洞口之间的距离与孔洞最外边的长度要大时，其截面结构受力特点满足材料力学的计算方法，可以使用平面假定的基本原则，变形具有弯曲性。（2）整体小开口墙。当洞口较大时（ρ介于15%到30%之间），采用平面假定计算得到的应力和变形时，需要对得到的应力结果进行修正，最终使得变形为弯曲形。（3）联肢剪力墙。当洞口面积过大时（ρ介于30%到50%之间），利用平面假定时，得到的结果与实际情况偏差太多，这时平面假定就不适用了，这就必须用墙肢的微分方程，才能得到满足实际情况的结果，结构的变形从弯曲型变成剪切型。（4）壁式框架。当洞口尺寸很大时（ρ﹥50%），可以按照连肢剪力墙进行计算，但是其受力的基本情况已经更近似于框架结构了。只是框架梁和框架柱都比较宽而已，因此在梁与柱交界处会形成不产生弹性变形的刚域，这样梁的端部及柱的端部就会形成一定范围的刚域，通常来讲被叫做壁式框架，它的受力变形所形成的曲线已经很接近剪切型。短肢剪力墙的受力计算方法主要有以下几个方面：（1）平面假定。短肢剪力墙在空间结构时，其受力状态属于空间体系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了计算短肢剪力墙在承受侧向力产生的应力和变形，在不影响其计算误差的前提下，可以对短肢剪力墙进行合适的假设，其假设主要有楼板平面内的刚度远远要大于平面之外，并且平面外刚度可以忽略不计，以及各短肢剪力墙也是平面内绝对刚性。（2）平面协同刚度分析。短肢剪力墙结构位移和应力进行计算时，对不同的截面形状要进行分析计算，存在整截面墙、联肢墙等时，需要按照具体情况进行协同计算，得到符合实际情况的结果。
3短肢剪力墙结构抗震设计
应该加强短肢剪力墙的合理布局意识，不断提高设计者的综合素质水平，提高设计者关于短肢剪力墙的知识水平，正确选择短肢剪力墙的应用位置，避免集中使用现象出现，导致刚性过强，高层建筑横向受力能力降低，并且容易使得重心偏移位置，要不断优化短肢剪力墙的布局模式，逐步达到短肢剪力墙的均匀对称，保证重心的稳固，有效的增强短肢剪力墙的抗震性能与高层建筑的质量水平。要改善短肢剪力墙的抗震性能设计，就要选择适当的短肢剪力墙分析软件，结合短肢剪力墙、普通剪力墙的结构，进行综合性的分析与比对，发现短肢剪力墙的抗震薄弱环节，并且通过有效的手法进行创新与改革，不断修复弱点，实现短肢剪力墙抗震性能的提升，以及促进高层住房建筑的整体抗震水平提升。基于此，笔者结合某工程实例利用ABAQUS有限元软件对一字型短肢剪力墙这种抗震性能较弱的构件进行抗震分析。
4高层建筑中短肢剪力墙配筋方式
在建筑结构的底部必须进行部位加强，短肢剪力墙的纵向配筋率必须大于等于1.2%，其他部位应大于等于1.0%。如果短肢剪力墙的数量并不多，轴压比小，墙肢高厚比大，抗震等级低，所在位置也不在角部等情况，应根据实际情况进行抗震设计。抗震等级要求高的，应严格进行要求，抗震等级较低，则可以从宽处理。剪力墙高厚比为3～4的墙肢，因为墙肢的抗侧刚度小，会比较容易形成剪跨比比2小的“短柱”或剪跨比更小的“超短柱”，造成剪切破坏，因其相对比较差的抗震性能，在结构设计过程中应尽可能避免采用。假如很难避免，就以短肢剪力墙的措施为参照进行设计。剪力墙筒体中对高厚比为4～8的墙肢，或者刚度比较大的，也不需要遵循短肢剪力墙的钢筋设置方法进行配筋，可以根据一般的剪力墙进行配筋上的适当调整。
5短肢剪力墙电算分析力学模型
短肢剪力墙一筒体或一般剪力墙结构体系的电算分析力学模型建议采用高层建筑结构空间有限元分析软件SATWE；短肢剪力墙结构体系各部位宜取两种力学模型分析结果的不利工况；短肢墙之间的梁应根据跨高比的不同分别按连梁、框架梁计算内力和配筋一般情况下当短剪力墙洞口形成跨高比小于5的连梁，应按梁进行设计；当跨高比小于5时，宜按框架进行设计，短肢墙仍属于剪力墙的范畴，配筋可采用一般剪力墙的计算方法，但是对于长宽比小于3的短肢墙则必须按柱的方法进行设计。注意整体计算需考虑填充墙对建筑基本自振周期的影响，折减系数可取0.8～0.9。
结语
综上所述，在高层建筑中，有效地利用短肢剪力墙结构，可以使建筑结构在满足设计要求的前提下，给设计师提供了更加广阔的设计空间，于此同时节约了实际成本，提高结构设计工作效率，其建筑的结构也更能符合国家在对建筑材料环保方面的要求，增强建筑的社会和经济效益。，有助于推动城市的经济平稳快速发展。
参考文献：
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［3］仇安兵.带转换层的短肢剪力墙抗震分析[J].山西建筑，2005.
论文作者:邱晓光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/25
标签：剪力墙论文; 结构论文; 刚度论文; 平面论文; 建筑论文; 洞口论文; 截面论文; 《基层建设》2019年第4期论文;