简论现代城市高层住宅建筑中的短肢剪力墙结构体系

简论现代城市高层住宅建筑中的短肢剪力墙结构体系

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关键词：高层住宅建筑；短肢剪力墙；结构体系

引言：短肢剪力墙最大的优点是建筑的结构布置限制小，在施工方案设计中，能够更加自由的调节结构受力，在低成本投入条件下，提升建筑内部空间自由度，在小高层住宅建筑中，这一优势更为明显。

1、短肢剪力墙结构的主要特点

作为短肢剪力墙结构由于可以结合在建筑平面当中，再应用间隔墙的主要位置从而设置竖向的构件，一般不会影响建筑的使用功能。而墙肢一般要根据抗侧力的需要确定，再根据尺寸的大小以及设置从而调整刚度的中心位置，在应用梁连结时，它是隐蔽型的。再者，因为剪力墙的数量有所减少，所以可以应用轻质填充墙取而代之，它不仅可以减轻房屋的总重量，还可以降低结构的刚度，从而促使降低了地震的作用，通过这种设计它不仅是对基础有利，同时也有利于结构的抗震性，也减少了工程的造价。此外，因为在外墙面的部分面积当中应用了轻质的保温材科从而取代了钢筋混凝土墙面，所以，也提高了房屋的隔热保温利于节能。

在短肢剪力墙结构当中的墙肢必须要按照需要进行布置，在达到抗震需要的同时要促使其结构可以刚柔并济，而对其布置的主要原则主要有几方面，对于短肢墙在数量上应适当，可以达到抗侧力以及竖向荷载的要求便可，并且分布应均匀，而轴向的应力不能出现较大的差距。在出现抗震要求以及出现较大风力时，在平面的边缘以及角点的位置，必须要对其布置短肢墙以达到平面刚性的需要以及提高整体性。对于各短肢墙尽量要拉直和对齐，从而可以与连梁构成一个较为规整的抗侧力片，但是，如果不能完全做到时，可以在局部进行错开处理。墙肢不能过厚，要做到少凸出或者是不凸出于间隔墙的表面，但也不能太薄从而失去稳定性以及增加施工的难度。在设计抗震时，由筒体和剪力墙所承受振型底部的地震倾覆力矩则不能小于结构底部的地震倾覆力矩的50％

2、某建筑项目短肢剪力墙结构体系分析

图1所示为一幢31层（高度约100m）住宅的典型结构平面（每层8户）。该设计除中心筒外，全部布置短肢L形及T形剪力墙，且基本对齐拉直，在外凸的尽端设置了短肢墙，内凹的采光廊外边处设置外露的连梁以保证平面整体刚性。采用肋形楼盖，均为跨度不大的单向或双向楼板，该建筑按7度抗震设防，基本风压0.5kN/m。

图2所示亦为每层8户的30层住宅，情况与图1例基本相同，但由于平面间隔及门、窗洞所限，设置了部分方柱及“-”形墙肢。

3、高层建筑短肢剪力墙结构体系

3.1体系的构成及其特点

短肢剪力墙属于剪力墙结构体系，只不过是采用较短的肢（短肢的定义并不很严格，一般可理解为其肢长约2m左右或以下），而且通常采用T形、L形、]形、Z形等形式，偶尔也会出现+形，当有斜向隔墙时，也可能有一形或人形的（当然也可以采用一形），但这种形式短向刚度及稳定性不够好，除条件限制外，一般不宜采用）。当这些墙的肢相当短（肢长<4倍墙厚）时，它已接近于柱的形式，但并非是方形或矩形，因此，亦称之为“异形柱”。以异形柱及连系它们的梁组成的框架结构，就称之为“异形柱框架结构”。笔者认为：实际的高层住宅，尤其是当高度较高时，由于抗侧力的需要，所布置的往往不全是异形柱，而经常需要混合或主要采用短肢剪力墙，故从广义角度，宜将这种结构体系称之为“短肢剪力墙结构体系”。

短肢剪力墙主要布置在房间分隔墙的交点处。视抗侧力的需要及与分隔墙相交的形式而布置适当数量的相应形式的短肢墙，并在各肢处布置连系梁，把这些墙连结成一个整体以构成结构体系。未用来布置剪力墙的间隔墙则用轻质砌体来填补。在这种体系中，根据需要并对结构有利的情况，也可以混合布置部分长肢墙或方（矩）形柱。这种结构体系并不是一种新的结构体系，但是它结合建筑的特点，形成一种较为特殊的形式，实质上是剪力墙结构体系的一种分支。其特点是：结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本不与建筑使用功能发生矛盾；墙的数量可多可少，肢可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置；能灵活布置，可选择的方案较多，较易处理楼盖的支承；连结各墙的梁，亦随墙肢位置而位于间隔墙竖平面内，属于隐蔽型的；由于减少了剪力墙而代之以轻质砌体，房屋总重量可以减轻，加快施工速度，同时也增加了建筑平面及抗侧力的需要，对中心竖向交通区可处理成为筒体或做成短肢剪力墙。此种体系同样适用于层数较少的梯间单元式高层住宅。

由于上述特点，在结构布置方面灵活性及可调整性大，因此不难得出合理的结构方案。在抗震方面，普通剪力墙已有成熟的经验，而异形柱也已通过实验研究，证明其抗震性能可靠。不过，正是因为它的灵活性较大，随之结构布置也可能有很大的差别，从而导致有不同的效果。

结束语

综上所述，短肢剪力墙体系顺应了建筑功能的多样化和城市发展的需要，有着较大的市场需求，在设计中，设计人员应熟悉两种体系的结构性能、计算理论、计算方法，正确使用软件，才能设计出合理的结构，保证建筑物的安全质量问题。

参考文献

[1]吴志伟.钢筋混凝土短肢剪力墙结构设计研究[J].科技资讯.2011

[2]刘金浩，李冬璇.高层住宅建筑中的短肢剪力墙结构体系[J].城市建设理论研究，2012

[3]秦雅蕾.高层住宅建筑中的短肢剪力墙结构体系[J].建材与装饰，2017