小高層建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘要：剪力墻又稱抗風(fēng)墻或結(jié)構(gòu)墻，房屋建成后，剪力墻主要是承受風(fēng)荷載等引起的水平或垂直荷載的墻體，而短肢剪力墻是指那些墻截面的厚度≤3m，各肢解高度與厚度之比的最大值在4-8范圍之間的剪力墻，其作用是防止墻面遭到結(jié)構(gòu)剪切的破壞。本文作者經(jīng)過多年經(jīng)驗(yàn)主要介紹了短肢剪力墻的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)時(shí)的常見問題，希望可以對相關(guān)人員的運(yùn)用提供參考與幫助。

關(guān)鍵詞：小高層;建筑;斷肢剪力墻;結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)

短肢剪力墻，顧名思義，就是剪力墻中那些特定范圍內(nèi)的相對于長墻面稍短一些的墻體，因?yàn)槠涠绦〉奶攸c(diǎn)，一般在小高層建筑中應(yīng)用較為廣泛。短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)也比較短，一般在建筑中都是簡單的墻面形狀，例如“T、Z、一”等字型。由于信息技術(shù)的發(fā)展，人們獲取高層建筑類信息越來越多，對住宅的要求也越來高，希望住宅在結(jié)實(shí)牢固的基礎(chǔ)上，可以更加美觀大方的特點(diǎn)。特別是小高層建筑，這類建筑中裸露的房梁與房柱既不實(shí)用也不美觀，而短肢剪力墻具有很強(qiáng)的靈活性與安全性，并且不會露出房梁、房柱等影響美觀的物體，使用短肢剪力墻代替長墻可以減輕建筑的重量，所以，建造時(shí)多使用短肢剪力墻既可以滿足大眾的審美要求，也可以使建筑更具安全性。

一、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的特征與優(yōu)點(diǎn)

1、因?yàn)槎讨袅Ω哽`活性，所以在使用過程中，可以結(jié)合需要設(shè)計(jì)成橫向，也可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成豎向的結(jié)構(gòu)，由于間隔與形狀可以靈活設(shè)計(jì)，所以不會影響其他建筑設(shè)施的使用功能，比如電線水管等設(shè)施，可以根據(jù)這些設(shè)施的擺放需求進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)規(guī)劃，大大提高了房屋的舒適度與靈活度。

2、短肢剪力墻的長度有一個相對較廣泛的范圍，它的長度并不是固定不變的，可根據(jù)需要來調(diào)整長短，只要滿足墻截面的厚度小于3m，肢解高度與厚度的比在4-8之間就可以，并且在建造的過程中短肢剪力墻的數(shù)量也可以變化，但是要符合抗側(cè)力的規(guī)定范圍，相對普通剪力墻具有很大的靈活性，短肢剪力墻還有一個特點(diǎn)是，可以根據(jù)不同的尺寸與布置來調(diào)整剛度中心。

3、由以上兩點(diǎn)可以看出短肢剪力墻的靈活性大，可以根據(jù)不同的需要與設(shè)計(jì)需求做出相應(yīng)的調(diào)整與變化，所以設(shè)計(jì)師可以設(shè)計(jì)多種方案進(jìn)行比較與篩選，可以滿足不同的開發(fā)商與建筑商的要求與需求，而且可以根據(jù)不同設(shè)計(jì)師的作品選擇最優(yōu)的方案。斷肢剪力墻由于可以減少建筑的重量，所以可以很好的承受水平以及重力荷載，并且可以很好的支撐房屋的整體結(jié)構(gòu)。

4、短肢剪力墻在墻面建設(shè)的過程中可以更好的連接墻面與墻面之間的房梁，可以隨墻肢位置而設(shè)于間隔墻的豎向平面內(nèi)。并且具有隱蔽性，大大提升了房間的美觀性。

5、短肢剪力墻可以依據(jù)平面抗側(cè)剛度的要求，通過利用中心剪力墻，形成抗側(cè)力構(gòu)建，調(diào)整過程相對輕松，比較容易滿足剛度與強(qiáng)度的不同要求。

二、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)布置

1、短肢剪力墻的數(shù)量不能過少，避免為了追求美觀而影響建筑的安全性，結(jié)構(gòu)不能多以剛硬也不能過于柔軟，使墻面可以承受水平以及豎直的荷載，并且抗側(cè)力要達(dá)到安全建筑設(shè)計(jì)的要求。

2、短肢剪力墻的布局要合理而且不能影響美觀，不論是橫向還是豎向的墻面都要均勻的設(shè)計(jì)擺放，軸向應(yīng)力不能差距過大。

3、每個短肢剪力墻的之間的距離不能太大，尤其是墻體的邊緣和角點(diǎn)這些容易發(fā)生破損的地方，一定要設(shè)計(jì)出相應(yīng)數(shù)量的短肢剪力墻，這樣既可以保證短肢剪力墻更好的承重，也可以使墻體分散更多的荷載，使得短肢剪力墻的整體性大大提高了，同時(shí)也符合建筑建設(shè)中平面剛性的標(biāo)準(zhǔn)。

三、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析

1、tat計(jì)算

tat軟件采用的是三維空間模型，對剪力墻采用薄壁柱單元計(jì)算原理，對梁柱采用空間桿系計(jì)算原理。在tat計(jì)算中，為了使結(jié)構(gòu)受力更合理，應(yīng)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算簡化;對多肢剪力墻計(jì)算最常用的手段是按剪力墻開洞的辦法進(jìn)行，開洞應(yīng)上下對齊，減少上下偏心。剪力墻開洞后，洞口上下剩余部分tat用梁單元來模擬。開洞主要是為了把剪力墻簡化為符合薄壁柱的計(jì)算模型，同時(shí)使簡化后的剪力墻的受力更為明確。

2、satwe計(jì)算

satwe是專門為多高層建筑結(jié)構(gòu)分析而研發(fā)的空間組合結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，適用于各種復(fù)雜體型的高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系計(jì)算。satwe是以殼元理論為基礎(chǔ)構(gòu)造一通用的超單元墻元為模擬剪力墻，它不僅具有平面內(nèi)剛度，也具有平面外剛度，可以較好地模擬剪力墻的受力狀態(tài)。而且墻元的每個節(jié)點(diǎn)都具有空間6個自由度，可方便地與任意空間梁柱單元連接，無需任何附加約束。

四、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

1、因?yàn)槎讨袅哂泻芨叩撵`活性，可以調(diào)整長度與數(shù)量，正因?yàn)檫@樣，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度相對會小一些，這樣會影響小高層建筑住宅居住的安全性，必須引起設(shè)計(jì)者與相關(guān)部門的重視，在設(shè)計(jì)的過程中，對短肢剪力墻的使用數(shù)量要有科學(xué)合理的安排。如果在房間內(nèi)無法增加短肢剪力墻，可以利用電梯，樓梯間形成剛度較大的內(nèi)筒，或者設(shè)計(jì)一些長墻。

2、各墻肢分布要盡量均勻，使其剛度中心與建筑物的形心盡量接近;抗震設(shè)計(jì)中，在規(guī)定的水平地震作用下，筒體和一般剪力墻承受的底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩的50%，必要時(shí)也可以通過增加長肢墻的方法調(diào)整剛度中心位置。

3、短肢剪力墻由于主要用作支撐房間的房梁，所以必須增加它的強(qiáng)度，也就是使用強(qiáng)度比較大的混凝土對其進(jìn)行設(shè)計(jì)建造，并且加強(qiáng)墻柱的配筋，設(shè)計(jì)的過程中將連梁的高度適當(dāng)降低一些，這樣會使短肢剪力墻在承受重力荷載的時(shí)候收到的壓力稍小一點(diǎn)，也大大提高了建筑的使用年限。

五、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求

短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻端部暗柱的設(shè)置有兩種形式：一種是端部做暗柱，設(shè)置剪力墻水平和豎向分布筋，適于肢長較長的短肢剪力墻;另一種有點(diǎn)類似異形柱的配筋方法，以腹部均勻配筋，腹部鋼筋面積根據(jù)電算時(shí)人為設(shè)置豎向分布筋的配筋率來計(jì)算，電算出的暗柱鋼筋面積放在端部，適于肢長較短的短肢剪力墻，且配筋形式較簡化，利于工程施工。短肢剪力墻的連梁應(yīng)進(jìn)行正截面極限承載力計(jì)算和斜截面抗剪極限承載力計(jì)算。目前，短肢剪力墻正截面極限承載力計(jì)算多采用構(gòu)建截面分析的一般方法——全過程分析方法;連梁的正截面配筋，按矩形截面構(gòu)件計(jì)算，取上、下配筋的較大值，按對稱配筋置于梁截面上、下部位，按斜截面抗剪計(jì)算所得的箍筋沿全跨加密設(shè)置。

六、結(jié)語

根據(jù)上文的分析與介紹，可以看出短肢剪力墻具有很強(qiáng)的靈活性與調(diào)整性，可以很好的應(yīng)用在小高層建筑中。小高層主要應(yīng)用于住宅類建筑中，隨著人們對生活水平的要求越來越高，建筑設(shè)計(jì)師必須很好的利用短肢剪力墻的特點(diǎn)與優(yōu)勢，才能滿足大眾需要。短肢剪力墻的長度范圍相對大一些，可以根據(jù)不同的需要對長度進(jìn)行調(diào)整，并且它的承重性也比較強(qiáng)，可以更好的滿足建筑的安全要求。所以，本文作者希望可以通過以上的論述，對小高層建筑的設(shè)計(jì)者更好的掌握短肢剪力墻的特性并且更好的運(yùn)用它起到積極的作用。

參考文獻(xiàn)：

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