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【摘要】：在建筑物的结构设计上，短肢剪力墙结构不仅可使室内不出现柱楞，又可增加使用面积，而且具有改善建筑的功能。本文分析了建筑短肢剪力墙结构的具体特点、设计方案布置与设计要领，以供参考。
【关键词】建筑工程短肢剪力墙结构设计
中图分类号： S611文献标识码：A 文章编号：
一、前言
在现代的建筑工程中，大多采用短肢剪力墙结构的设计方式进行施工，更大程度的满足现代都市人对于住宅建筑内部更高的空间利用率和更灵活多样的室内设计的需求。短肢剪力墙结构，是在普通剪力墙结构的基础上根据人们对建筑日益增长的需求而发展而来的，并且逐渐成为现代建筑结构设计中的主要设计方式。
二、短肢剪力墙结构的定义
短肢剪力墙仍属于剪力墙结构体系，只不过采用较短的剪力墙墙肢而已，《高规》第7.1.8条注1的规定：短支剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙，通常采用“T”型、“L”型、“十”字型、“z”型、折线型、“一”字型。对于T 型、L 型等双肢剪力墙只要有一个墙肢的长度与墙厚的比值大于8 就不是短肢剪力墙，当一个剪力墙截面厚度不小于层高的1/15，同时又不小于300mm，高度与厚度之比大于4 时仍属于一般剪力墙。当短肢墙较小时，如短肢墙承受的第一振型底部倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的15% ～ 40%，则可以按普通剪力墙结构设计。下限规范没有规定，用户可以灵活掌握。如果剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应看成短肢剪力墙结构，而应作为一般剪力墙结构处理。通常短肢剪力墙与简体（一般剪力墙）结构体系称之为“短肢剪力墙简体”（或一般剪力墙结构体系）。
三、短肢剪力墙结构的特点
符合建筑的需要：连结各墙的梁，也随墙肢位置而位于间隔墙竖平面内，属于隐蔽型的，利用隔墙位置来布置竖向构件，使结构受力需要与建筑使用功能较好地统一起来，避免了框架结构中梁柱突出墙面的问题。当下部层数要求为大空间时，较易通过转换结构来处理上下结构的关系；节能降耗：由于减少剪力墙而代之以轻质砌体，房屋自重可以减轻，地震作用也随之减小，因而有利于降低造价。另外，由于外墙墙面相当一部分面积采用了轻质保温材料，代替钢筋混凝土墙面。房屋的保温隔热性能也得到改善，这有助于建筑节能目的的实现；结构布置灵活：结合建筑平面、利用间隔墙位置来布置竖向构件，墙的数量可多可少，肢长可长可短，根据抗侧力的需要而定，还可以通过不同的尺寸和布置调整刚度及刚度中心的位置。
四、短肢剪力墙结构体系的优点
随着短肢剪力墙结构体系在小高层建筑结构设计中的广泛应用，可以从实践中看出该结构体系的优点主要体现在满足建筑的功能需求和满足结构设计需求这两大方面。
首先，在建筑功能方面，短肢剪力墙的墙肢设计是与填充墙的厚度相同的，且短肢剪力墙与各个墙体之间的梁的连接是处于墙体的竖立平面内的，这就很好的实现了框架结构中梁柱外露的问题；在短肢剪力墙结构的施工中，大都是采用的较为轻质的建筑材料，以减少结构的负重荷载；短肢剪力墙由于其自身特性而在一定程度上增大了施工难度，但其能够很好的扩大建筑内部的有效使用面积，因此，仍然是具有很大推广价值的。
其次，在结构设计方面，短肢剪力墙结构要比普通框架-剪力墙具有更好的隐蔽性，使墙肢与梁可以隐藏在墙体内，方便了用户对内部结构的灵活设计应用。且在设计中，短肢剪力墙对于墙的数量和肢长的确定也更加灵活， 可以通过计算建筑的抗侧力需求来确定数量的多少以及肢长的长短，同时，墙体刚度的大小和刚度中心位置的确定，也都可以根据实际情况灵活调整，使建筑结构设计更加贴合实际的需要。
五、短肢剪力墙的结构布置的原则
1、短肢剪力墙通常可以按照建筑物的具体功能来进行合理的布置
2、其次,短肢剪力墙在数量上应该追求适度的原则,不可以将结构设计的忒软或者忒刚硬,只需要能够承受住水平方向和垂直方向的承载力足矣
3、再有,短肢剪力墙在布置的时候应该尽量保持均匀,轴方向上的应力突变应该尽量小化,从而方便支撑水平的结构
4、如果水平方向的负载较大的时候,抑或建筑平面的布置不够规则的时候, 可以在平面的外边缘以及角点的地方布置短肢剪力墙从而使得结构能够更加的完整和使得平面的刚度得到预定要求的满足
5、短肢剪力墙应该尽量的拉直和对齐相应的布置, 在每道短肢剪力墙上应该在两个方向的梁与其相连, 而连梁应该尽量的布置于墙肢的垂直平面之内, 从而方便形成片状的结构来抵抗侧力的结构。
六、短肢剪力墙结构布置中需要注意的问题
在短肢剪力墙的结构设计中， 结构布置的合理性是非常重要的，这是因为短肢剪力墙结构的抗震性能相对较差，为此，在结构布置中应充分考虑到加强抗震性的设计内容，注意结合相关技术概念和理论的应用，尽可能的提高结构的性能。一般来讲，在其结构布置中，需要注意到以下几点：
1、短肢剪力墙应均匀布置，使墙的轴向应力差别不宜过大。竖向布置短肢剪力墙，尽可能做到墙肢上、下对齐、连续，尽量避免洞口错位，与连梁一起构成连续跨数较多的抗侧力体系。
2、每道短肢剪力墙宜有两个方向的梁与之相连接， 连梁尽可能布置在墙肢的竖向平面内。短肢剪力墙应该尽量在另一方向上设置翼缘，尽可能避免有一字形短肢剪力墙出现。结构布置上考虑纵横墙的共同作用。
3、短肢剪力墙应设计成强墙柱弱连梁的体系。所谓强墙柱，是指墙柱可采用强度等级高的混凝土，加强墙柱配筋：尽可能减少连梁高度，使分配的地震力不至于太大，也使短肢剪力墙体系计算更合理。
4、高层建筑结构不应全部采用短支剪力墙，不能采用短肢剪力墙结构。
5、 最大适用高度比高规表中剪力墙结构的规定值适当降低，且7 度和8 度抗震设计时分别不应大于100m 和60m。
七、结构计算模型和软件应用中易忽视的问题
短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。其计算模型同于普通剪力墙结构，将结构作为空间体系，粱和柱均采用空间杆单元，剪力墙单元模型。在计算上可采用的三维空间分析软件有开口薄壁计算模型，空间膜元，板壳单元模型以及墙组元模型。而目前短肢剪力墙结构广泛采用的是TAT(多层及高层建筑结构三维分析与计算软件)和SATWE(高层建筑结构空间有限及分析与设计软件)。但在实际的计算应用中，设计人员往往会视乎一些问题，主要体现在
以下两点：
1、总体计算中总信息的输入
（一）连梁的刚度折减
高层建筑中的连梁是一个耗能构件，连梁的剪切破坏会使结构的延性降低，对抗震不利，设计时应注意对连梁按“强剪弱弯”的延性要求进行计算。多、高层结构设计中允许连梁的刚度有所下降，程序中通过连梁刚度折减系数来反映开裂后的连梁刚度。但应注意短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对较小，连接各墙肢的梁已类似普通框架粱，而不同于一般剪力墙问的连梁，不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低，应按普通框架梁的要求，控制混凝上压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70％、80％来解决。
（二）短肢剪力墙的抗震构造
抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比普通剪力墙抗震等级提高一级；底部加强层应按规定调整剪力设计值，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一级抗震等级应分别乘以增大系数1.4 和1.2；短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm；抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2％。其他部位不宜小于1.0％：新“抗震规范”出现了约束边缘构件这个概念，对抗震等级为二级及以上的短肢剪力墙，由于墙肢长度较短，约束边缘构件沿墙肢两个方向近于整段墙肢，为了加强墙肢抗震性能，可以把整段墙肢作为约束边缘构件考虑。
2、程序输入和输出时应注意的问题
转换层所在层号、框支梁、框支柱、角柱的指定。框支梁、框支柱、角柱是带转换层的复杂高层建筑抗震设计时需特别加强的构件。《抗震规范》和《高规》按“强剪弱弯”的原则，对其抗震等级和组合设计内力值进行调整，并采取相应的结构构造措施。因此，程序输入过程中正确指定转换层所在层号、框支梁、框支柱和角柱，对计算结果的合理输出是相当重要的。也是设计人员容易忽视的问题。
八、结语
随着短肢剪力墙结构在建筑中的运用越来越广泛，我们在设计中应根据其受特点充分了解其破坏机理，选用合理的结构形式，正确掌握计算分析方法和截面配筋，其结构才能有可靠的安全保证。
参考文献
[1]董海棉．高层建筑短肢剪力墙结构设计[J]．甘肃科技，2009
[2]易在江．高层住宅短肢剪力墙结构设计分析与应用探讨[J]．四川建材，2009
[3]徐敏．谈建筑工程中短肢剪力墙的结构设计[J]．中国新技术新产品，2009
【关键词】建筑工程短肢剪力墙结构设计
中图分类号： S611文献标识码：A 文章编号：
一、前言
在现代的建筑工程中，大多采用短肢剪力墙结构的设计方式进行施工，更大程度的满足现代都市人对于住宅建筑内部更高的空间利用率和更灵活多样的室内设计的需求。短肢剪力墙结构，是在普通剪力墙结构的基础上根据人们对建筑日益增长的需求而发展而来的，并且逐渐成为现代建筑结构设计中的主要设计方式。
二、短肢剪力墙结构的定义
短肢剪力墙仍属于剪力墙结构体系，只不过采用较短的剪力墙墙肢而已，《高规》第7.1.8条注1的规定：短支剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙，通常采用“T”型、“L”型、“十”字型、“z”型、折线型、“一”字型。对于T 型、L 型等双肢剪力墙只要有一个墙肢的长度与墙厚的比值大于8 就不是短肢剪力墙，当一个剪力墙截面厚度不小于层高的1/15，同时又不小于300mm，高度与厚度之比大于4 时仍属于一般剪力墙。当短肢墙较小时，如短肢墙承受的第一振型底部倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的15% ～ 40%，则可以按普通剪力墙结构设计。下限规范没有规定，用户可以灵活掌握。如果剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应看成短肢剪力墙结构，而应作为一般剪力墙结构处理。通常短肢剪力墙与简体（一般剪力墙）结构体系称之为“短肢剪力墙简体”（或一般剪力墙结构体系）。
三、短肢剪力墙结构的特点
符合建筑的需要：连结各墙的梁，也随墙肢位置而位于间隔墙竖平面内，属于隐蔽型的，利用隔墙位置来布置竖向构件，使结构受力需要与建筑使用功能较好地统一起来，避免了框架结构中梁柱突出墙面的问题。当下部层数要求为大空间时，较易通过转换结构来处理上下结构的关系；节能降耗：由于减少剪力墙而代之以轻质砌体，房屋自重可以减轻，地震作用也随之减小，因而有利于降低造价。另外，由于外墙墙面相当一部分面积采用了轻质保温材料，代替钢筋混凝土墙面。房屋的保温隔热性能也得到改善，这有助于建筑节能目的的实现；结构布置灵活：结合建筑平面、利用间隔墙位置来布置竖向构件，墙的数量可多可少，肢长可长可短，根据抗侧力的需要而定，还可以通过不同的尺寸和布置调整刚度及刚度中心的位置。
四、短肢剪力墙结构体系的优点
随着短肢剪力墙结构体系在小高层建筑结构设计中的广泛应用，可以从实践中看出该结构体系的优点主要体现在满足建筑的功能需求和满足结构设计需求这两大方面。
首先，在建筑功能方面，短肢剪力墙的墙肢设计是与填充墙的厚度相同的，且短肢剪力墙与各个墙体之间的梁的连接是处于墙体的竖立平面内的，这就很好的实现了框架结构中梁柱外露的问题；在短肢剪力墙结构的施工中，大都是采用的较为轻质的建筑材料，以减少结构的负重荷载；短肢剪力墙由于其自身特性而在一定程度上增大了施工难度，但其能够很好的扩大建筑内部的有效使用面积，因此，仍然是具有很大推广价值的。
其次，在结构设计方面，短肢剪力墙结构要比普通框架-剪力墙具有更好的隐蔽性，使墙肢与梁可以隐藏在墙体内，方便了用户对内部结构的灵活设计应用。且在设计中，短肢剪力墙对于墙的数量和肢长的确定也更加灵活， 可以通过计算建筑的抗侧力需求来确定数量的多少以及肢长的长短，同时，墙体刚度的大小和刚度中心位置的确定，也都可以根据实际情况灵活调整，使建筑结构设计更加贴合实际的需要。
五、短肢剪力墙的结构布置的原则
1、短肢剪力墙通常可以按照建筑物的具体功能来进行合理的布置
2、其次,短肢剪力墙在数量上应该追求适度的原则,不可以将结构设计的忒软或者忒刚硬,只需要能够承受住水平方向和垂直方向的承载力足矣
3、再有,短肢剪力墙在布置的时候应该尽量保持均匀,轴方向上的应力突变应该尽量小化,从而方便支撑水平的结构
4、如果水平方向的负载较大的时候,抑或建筑平面的布置不够规则的时候, 可以在平面的外边缘以及角点的地方布置短肢剪力墙从而使得结构能够更加的完整和使得平面的刚度得到预定要求的满足
5、短肢剪力墙应该尽量的拉直和对齐相应的布置, 在每道短肢剪力墙上应该在两个方向的梁与其相连, 而连梁应该尽量的布置于墙肢的垂直平面之内, 从而方便形成片状的结构来抵抗侧力的结构。
六、短肢剪力墙结构布置中需要注意的问题
在短肢剪力墙的结构设计中， 结构布置的合理性是非常重要的，这是因为短肢剪力墙结构的抗震性能相对较差，为此，在结构布置中应充分考虑到加强抗震性的设计内容，注意结合相关技术概念和理论的应用，尽可能的提高结构的性能。一般来讲，在其结构布置中，需要注意到以下几点：
1、短肢剪力墙应均匀布置，使墙的轴向应力差别不宜过大。竖向布置短肢剪力墙，尽可能做到墙肢上、下对齐、连续，尽量避免洞口错位，与连梁一起构成连续跨数较多的抗侧力体系。
2、每道短肢剪力墙宜有两个方向的梁与之相连接， 连梁尽可能布置在墙肢的竖向平面内。短肢剪力墙应该尽量在另一方向上设置翼缘，尽可能避免有一字形短肢剪力墙出现。结构布置上考虑纵横墙的共同作用。
3、短肢剪力墙应设计成强墙柱弱连梁的体系。所谓强墙柱，是指墙柱可采用强度等级高的混凝土，加强墙柱配筋：尽可能减少连梁高度，使分配的地震力不至于太大，也使短肢剪力墙体系计算更合理。
4、高层建筑结构不应全部采用短支剪力墙，不能采用短肢剪力墙结构。
5、 最大适用高度比高规表中剪力墙结构的规定值适当降低，且7 度和8 度抗震设计时分别不应大于100m 和60m。
七、结构计算模型和软件应用中易忽视的问题
短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。其计算模型同于普通剪力墙结构，将结构作为空间体系，粱和柱均采用空间杆单元，剪力墙单元模型。在计算上可采用的三维空间分析软件有开口薄壁计算模型，空间膜元，板壳单元模型以及墙组元模型。而目前短肢剪力墙结构广泛采用的是TAT(多层及高层建筑结构三维分析与计算软件)和SATWE(高层建筑结构空间有限及分析与设计软件)。但在实际的计算应用中，设计人员往往会视乎一些问题，主要体现在
以下两点：
1、总体计算中总信息的输入
（一）连梁的刚度折减
高层建筑中的连梁是一个耗能构件，连梁的剪切破坏会使结构的延性降低，对抗震不利，设计时应注意对连梁按“强剪弱弯”的延性要求进行计算。多、高层结构设计中允许连梁的刚度有所下降，程序中通过连梁刚度折减系数来反映开裂后的连梁刚度。但应注意短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对较小，连接各墙肢的梁已类似普通框架粱，而不同于一般剪力墙问的连梁，不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低，应按普通框架梁的要求，控制混凝上压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70％、80％来解决。
（二）短肢剪力墙的抗震构造
抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比普通剪力墙抗震等级提高一级；底部加强层应按规定调整剪力设计值，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一级抗震等级应分别乘以增大系数1.4 和1.2；短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm；抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2％。其他部位不宜小于1.0％：新“抗震规范”出现了约束边缘构件这个概念，对抗震等级为二级及以上的短肢剪力墙，由于墙肢长度较短，约束边缘构件沿墙肢两个方向近于整段墙肢，为了加强墙肢抗震性能，可以把整段墙肢作为约束边缘构件考虑。
2、程序输入和输出时应注意的问题
转换层所在层号、框支梁、框支柱、角柱的指定。框支梁、框支柱、角柱是带转换层的复杂高层建筑抗震设计时需特别加强的构件。《抗震规范》和《高规》按“强剪弱弯”的原则，对其抗震等级和组合设计内力值进行调整，并采取相应的结构构造措施。因此，程序输入过程中正确指定转换层所在层号、框支梁、框支柱和角柱，对计算结果的合理输出是相当重要的。也是设计人员容易忽视的问题。
八、结语
随着短肢剪力墙结构在建筑中的运用越来越广泛，我们在设计中应根据其受特点充分了解其破坏机理，选用合理的结构形式，正确掌握计算分析方法和截面配筋，其结构才能有可靠的安全保证。
参考文献
[1]董海棉．高层建筑短肢剪力墙结构设计[J]．甘肃科技，2009
[2]易在江．高层住宅短肢剪力墙结构设计分析与应用探讨[J]．四川建材，2009
[3]徐敏．谈建筑工程中短肢剪力墙的结构设计[J]．中国新技术新产品，2009