深圳市汇宇建筑工程设计有限公司
摘要：本文主要对短肢剪力墙结构体系的优势及其设计应注意的问题进行了分析，并结合工程实例进行了探讨，以供同仁参考。
关键词：短肢剪力墙；结构设计；注意问题；实例分析；
一、前言
随着我国经济实力与技术力量的不断发展与进步，高层建筑设计的技术要求也在不断提升，而高层建筑短肢剪力墙结构设计能够全面提升高层建筑本身的使用性能与安全性能，受到了建筑设计人员的广泛关注。本文作者根据自身研究短肢剪力墙结构设计多年的实际经验，对于剪力墙结构设计展开了深入的研究和分析，并结合实际情况给出设计人员在进行结构设计时应该注意的事项，进而全面优化短肢剪力墙结构设计的设计方法，全面提升剪力墙结构总体的设计质量。
二、短肢剪力墙结构体系的应用优势
短肢剪力墙主要是指一类在现代房屋建筑工程中具备规范标准的截面高值以及厚度指标的墙体，主要的特点就是其墙肢相对较短，同时也是一种实用性强的的体系结构，其设计要点和优化方案主要来自于异形柱体的设计特征和技术要点，并且更为的灵活，其施工成本较之其他结构模式更低。具有短肢剪力墙结构的墙体，本身的结构消耗较少的建筑材料，并且所选择的材料具有较低的自重，整体结构相对较轻，更柔韧且易于调节，并且具有较轻重量，被广泛应用房屋建设中，同时对预防地震和其他自然灾害起着良好的防护作用。在房屋建设中，短肢剪力墙由于本身的特点，占用的内部空间小，在施工中可以增加施工作业面，从而提高空间的使用效率。此外，短肢剪力墙结构的优点还体现在提高梁、柱部件的性能，不仅增加了房屋的空间布局及利用率，还提高房屋整体的稳定性。另外，由于它本身具有很强的支撑力，因此可以减少承重材料的使用，从而降低整体建设成本。
三、短肢剪力墙结构体系的设计应考虑的问题
由于短肢剪力墙结构抗震性能较差，故应加强抗震薄弱环节，注重概念设计，以满足高规要求。首先，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。其次，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。第三，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。第四，B级高度高层建筑及9度抗震设计的高度高层建筑，不能采用短肢剪力墙结构。第五，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、8度(0.2g)和8度(0.3g)抗震设计时分别不应大于100m、80m和60m。第六，当短肢剪力墙结构当转换层位置较高时，转换层附近层间位移角及内力分布急剧突变，内力的传递仅靠转换层一层楼板的间接传力途径很难实现；转换层下部结构易于开裂和屈服，转换层上部几层墙体易于破坏。因此建议在6度抗震设防区，短肢剪力墙结构中转换层设置高度不宜超过5层，避免高位转换；另外，短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，因此应加强其抗震构造措施，如减小轴压比、增加纵筋和箍筋的配筋率；第七，主要抗侧力结构筒体一般利用楼、电梯间等，但要注意刚度的均衡性，不要集中在一处布置使建筑产生过大的扭转效应，同时筒体要有足够的刚度，其平面尺寸不宜过小，要使筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%，形成多道抗震防线，为了确保水平力可靠传递，核心区楼板适当加厚，与核心筒相连的连梁按强剪弱弯设计，短肢墙之间的梁净跨不宜过小，使其具有一定的耗能作用；第八，短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙的抗震等级提高一级采用，主要目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性；
短肢剪力墙结构各短肢墙应尽量对齐、拉直，使之与连梁一起构成较规则且连续均匀的抗侧力片。并且每道短肢墙宜有两个方向的梁与之连接；短肢墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可以通过不同尺寸和布置调整刚度和刚度中心位置；短肢墙受力以承担竖向荷载为主，承担水平荷载为辅，其截面尺寸要适当，墙肢截面高度与厚度之比宜在5～8左右为好，且墙厚不小于200mm，当墙肢截面高度与厚度比小于等于3时，应按柱的要求进行设计，短肢墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.45、0.50、0.55。对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，因其延性更为不利，因此轴压比限值要相应降低0.1；短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙的抗震等级提高一级采用，主要目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性；短肢剪力墙结构体系考虑各部位宜取两种力学模型分析结果的不利情况，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（即一般情况下当短剪力墙洞口形成的跨高比小于5的连梁，应按连梁进行设计；当跨高比不小于5时，宜按框架梁进行设计），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影响，折减系数可取0.8～0.9。
四、短肢剪力墙结构设计应用实例分析
上图1为某商住楼的二层墙柱结构平布置图的前面部分，图中表示的墙为建筑图首层的墙，本建筑首层层高为6m，如果按照一般剪力墙的概念来操作，本层的墙厚要做到450mm，由于首层此位置为商铺所在，为让商铺在平面及空间上尽量不露出墙柱或墙柱不宜往外突出太多以至影响商铺的使用及墙柱轴压比限制原因，本层剪力墙在墙厚满足了1/20的层高，即厚300mm后，不再执行墙厚满足大于等于300mm厚且墙厚满足了1/15的层高可认为是一般剪力墙的补充规定，将此墙做成短肢剪力墙。如图1中的墙1，此墙1短肢方向为300×600，长肢方向为300×1600，在设计计算时并将此墙的抗震等级提高为二级抗震，并采取了相应的抗震构造措施，如设置约束边缘构件等措施，这就可以解决了首层商铺的平面使用功能，得到客户的认可。
五、结论
总之，短肢剪力墙具有许多优点和特殊性能，其可以灵活布置，墙肢可长可短，并且房间内不会出现露梁露柱的现象。因此，在进行短肢剪力墙结构设计时，应多结合住宅特点，使结构刚柔适中，并运用抗震概念设计的原则，采取有效的抗震措施，注重细部设计，从而做到结构设计安全、经济、适用。
参考文献
[1]陈耀.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].福建建材，2011.
[2]戴刘毅.高层建筑剪力墙结构优化设计分析[J].城市建筑，2014.
[3]傅剑斌.浅谈建筑短肢剪力墙结构设计[J].建材发展导向.2013.
[4]林靖.谈高层建筑中短肢剪力墙结构设计[J].建筑工程技术与设计，2016.