摘要：随着高层建筑的逐渐发展和人们对住宅使用功能要求的逐步提高，由于短肢剪力墙结构可以灵活布置，墙肢可长可短，可落地也可带转换层，房间内不会出现露梁露柱的现象，且短肢剪力墙的抗震性能也优于异形柱剪力墙结构，因此在设计中根据其受力的特点，充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后，并选择合理的布置形式，正确掌握计算分析方法，它将在多、高层的住宅中有着广阔的发展前景。
关键词：小高层；建筑；短肢；剪力墙
一、短肢剪力墙结构的概念
短肢剪力墙结构是通常指墙肢的长度为厚度的5～8倍剪力墙结构，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型等。在《高规》规定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。高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构。
二、短肢剪力墙结构设计中的注意事项
1、控制轴压比
高层建筑中的短肢剪力墙，对轴压比的控制应该比普通剪力墙更加严格，特别是端柱、无翼缘的一字形短肢墙。为了确保短肢结构墙的延性，设计时应对短肢结构墙的轴压比进行严格地控制，不应出现超过轴压比限值的剪力墙构件，合理布置结构布局，减少局部墙肢轴压比过大的情况。
2、关键部位剪力墙构件的抗震性能应加强
建筑的角点处、结构外边线处的剪力墙均处在应力集中的区域，在地震时会最先出现塑性区甚至破坏。设计时应充分考虑这些部位墙体的受力特性，并采取必要的加强措施，可提高建筑角点处的短肢剪力墙的抗震等级，减小轴压比限值、增大配箍率和纵向钢筋配筋率，特别重视较小墙肢的抗震承载力等。
3、正确区分框架梁和连梁
对梁构件进行设计时，如果其跨高比不大于3，应按连梁的要求对其进行设计。若跨高比大于5，宜按框架梁进行设计。由于连梁的刚度对结构体系的整体抗侧移刚度影响显著，所以，对于梁截面的选择和配筋都应准确合理，符合结构构件在工作中的实际情况，以此对结构整体抗震性能进行准确的判断和设计。
4、短肢剪力墙结构体系整体的抗震设计
结构体系在整体布置时，应遵循合理的原则，除“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等基本原则外，应考虑剪力墙的合理布置、框架梁的合理布置。剪力墙布置时应避免形成孤立的“一”字形短肢剪力墙，避免出现明显薄弱区域和应力集中，以保证结构的整体性和可靠度。在建筑外边缘及角点处的墙肢等关键部位的剪力墙构件应适当加强。
三、工程实例分析
本工程为某市一住宅小区高层住宅建筑工程。本工程建筑面积为876m2，建筑总高度为36.95m，建筑的长度为24.97m，宽度为14.3m。本工程一共有11层。其中1层到11层的层高均相同，为2.9m，而12层的层高则为2.7m。本工程采用的是短肢剪力墙结构体系，楼板采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，而墙、柱、梁均采用混凝土浇筑的方式。本工程抗震设防烈度为7度。
1、主体结构设计
1.1结构选型
根据业主的要求，本工程在房间内是不允许露出柱和梁等结构构件。因此本工程可供选择的结构方案有两种，分别为断肢剪力墙结构和异形柱框架结构。如果采用异性框架柱的话，对于肢高和肢厚以及柱高和柱截面长边尺寸都有一定的规范限制，这在一定程度上限制了截面尺寸。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆结果计算分析，采用异形框架柱结构方案，会出现柱的轴压比超限的问题，同时其高度限制为35m，小于本工程的建筑高度36.95m，因此，本工程不适宜采用异性框架柱结构方案。而对于短肢剪力墙结构方案，经过对轴压比、侧移以及扭转等进行计算，均能满足要求，同时也符合高度限值的要求，因此本工程最终决定采用短肢剪力墙结构方案。
1.2结构布置
根据本工程的具体特点，在进行结构的布置时，应综合考虑承载力、结构变形、扭转以及轴压比等多方面指标的要求，在满足这种指标的基础上，本工程进行结构布置主要采取的措施如下。
（1）根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，高层剪力墙结构不应全部采用短肢剪力墙。因此，本工程在楼梯间处布置有剪力墙，并与电梯间结合在一起，从而形成短肢剪力墙―筒体结构，而在结构的其他地方，则采用小开间布置剪力墙的方式，沿着内外墙的交接处布置短肢剪力墙。通常情况下，应将短肢剪力墙设计成T形或者L形，这种形式可以有效的提高其侧向刚度。
（2）水平抗侧力结构的布置是一个重要方面，合理的抗侧力结构能够有效的减少结构的扭转，因此在进行水平抗侧力结构的布置时，应尽量确保均匀和对称。在进行剪力墙的布置时，为了更好的进行分析，可以采用SATWE程序进行跟踪计算，通过软件分析结果可以对剪力墙的布置效果有个很好的认识，从而对剪力墙的布置能够尽量确保结构的质量中心和刚度中心的重合。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》可以知道，A级高度高层结构在进行抗震设计时考虑偶然偏心影响的话，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移应控制在该楼层平均值的1.2倍以内，本工程经过分析将该控制值取为1.06倍。
（3）剪力墙的轴压比应满足规范的要求。本工程为抗震等级为三级，按12kN/m2进行估算。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，短肢剪力墙的轴压比不得超过0.55，而一字型短肢剪力墙的轴压比不得超过0.45。墙肢的长度应为厚度的5～8倍，同时在进行布置时还应考虑门窗洞口的要求。本工程剪力墙厚度分别取为：外墙250mm，内墙200mm，而地下部分厚度取为300mm。
（4）梁截面宽度的布置分别为：内墙为200mm，而外墙为250mm。梁高初步按净空的1/10进行确定。在本工程结构设计中，剪力墙数量的确定是一个非常重要的方面。如果剪力墙布置的过少的话，会导致侧向刚度偏低，从而引起侧移大的问题；而剪力墙布置过多的话，地震作用大，这又不经济。通常在进行框架―剪力墙结构的设计时，对于剪力墙的布置可以通过壁率、平均压力等指标对其数量的确定进行控制。壁率反映的是墙厚的因素，而平均压力反映的是层数、重量以及结构截面积的因素。与地震力有关的因素包括建筑的质量和结构，因此在进行壁率指标的技术时应考虑建筑高度的因素。同时采用这两个指标进行剪力墙数量的确定时，还可以适当的参考实际工程中的剪力墙数量。
2、与异形框架结构的比较
在同一小区内，其中某栋采用的结构形式为异形框架结构，将之与本工程的短肢剪力墙结构进行对比。通过计算结果的比较可以知道短肢剪力墙结构具有侧向位移小、刚度大的特点。以下将对两者的用钢量、混凝土用量以及模板用量进行对比：
（1）用钢量。短肢剪力墙的墙柱的用钢量为35.5kg/m2，而异形框架的墙柱用钢量则为30.7kg/m2，异形框架较为经济；梁的用钢量短肢剪力墙为3.13kg/m2，而异形框架的则为18kg/m2，短肢剪力墙大大少于异形框架。
（2）混凝土用量。短肢剪力墙的墙柱的混凝土用量为0.185m3/m2，而异形框架的墙柱混凝土用量则为0.081m3/m2，短肢剪力墙稍微多0.1m3/m2；梁的混凝土用量，短肢剪力墙为0.023m3/m2，而异形框架的则为0.045m3/m2，短肢剪力墙比异形框架较少。
四、结语
短肢剪力墙结构在现代建筑行业中已成为了很关键的一种形式，随着用户们对建筑内部结构要求的提高，设计者应该提高设计效果，对概念设计给予足够的重视。结合相应的构件受力情况，对短肢剪力墙的薄弱环节加以控制，学会运用科学的计算方法来科学设计规划。
参考文献：
[1]刘仲臣.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（01）
[2]于文平.对建筑框剪结构设计中剪力墙布置的探讨[J].科技创业家，2011（03）
论文作者:刘秋钊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签：剪力墙论文; 结构论文; 工程论文; 框架论文; 异形论文; 构件论文; 建筑论文; 《基层建设》2019年第2期论文;