浅析短肢剪力墙结构在小高层建筑中的应用

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1、浅析短肢剪力墙结构在小高层建筑中的应用浅析短肢剪力墙结构在小高层建筑中的应用摘要：文章结合具体实例，分析了小高层住宅短肢剪力墙结构的具体特点、设计方案布置与设计要领，并经济性对比分析进行了简要探讨，以说明其已经逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式。　　　　随着社会的发展，越来越多的住宅小区出现，人们对高层住宅平面与空间的要求也越来越高，原来普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是，短肢剪力墙结构在原有剪力墙的基础上，吸收了框架

2、结构的优点，在很大程度上克服了普通框架与普通剪力墙结构的缺点，受到了建筑师的肯定，更得到了住户与房开商的欢迎，逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式，在现代住宅建筑应用中起到重要作用。　　定义：短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙；　　必要条件：抗震设计时，短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆矩小于结构总底部地震倾覆力矩的50%；　　短肢剪力墙结构的下限：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

3、。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。　　优势：减少了剪力墙而代之以轻质砌体，结构自重相应减轻，从而减小结构整体刚度，增大振动周期，降低地震作用力；墙肢较短，布置灵活，可调整性大，容易满足建筑平面的要求；墙肢高宽比较大，延性较好，对抗震有利；连梁跨高比较大，以受弯破坏为主，地震作用下首先在弱连梁两端出现塑性铰，能起到很好的耗能作用。　　布置原则　　高层住宅一般不应全部采用为短肢剪力墙的结构体系。应根据建筑平面特点，利用

4、中部由楼梯、电梯及管道井等形成的竖向交通区设置较多的剪力墙，组成一个较完整的筒体，是整个建筑受竖向荷载和抗侧力的主要部份，外围部份的竖向构件根据受力的需要和建筑平面布置，在间隔墙交节处布置适量的短肢剪力墙，目前常用L形，T形，也有少量十形，Z形，一形。为了构成整栋建筑的结构体系，各墙肢间布置连系梁，把这些短肢墙以及核心筒连成一个整体。　　短肢剪力墙布置应遵循以下几点原则：①为了避免扭转带来的不利影响，使合力中心尽可能和刚度中心重合，减小偏心距，平面布置上宜使结构的平面形状和刚度均对称，两个主轴方向的布置

5、应协调；②为了使墙肢与梁一起构成较规整、多跨的抗侧力体系，各墙肢应尽量对齐；③竖向布置上，应力求规则，均匀，避免有过大的外挑，内收，以及楼层刚度沿竖向突变。④建筑平面的收进和突出部分L/B≤1，且L/Bmax≤。　　短肢墙体系的扭转效应　　如果结构不对称，在地震作用下除了发生平移振动外，还会发生扭转振动。引起扭转振动的主要原因在于结构的质心和刚心不重合，质心和刚心的偏离会引起楼层相对平移，还引起楼层的转动，楼层扭转产生的位移和平移产生的位移叠加，可使层间位移难以满足要求，导致不利位置结构构件的破坏。结构

6、的质心是地震惯性力合力作用点的位置，质心就是重心，重心可用材料力学求重心的方法求出。结构的刚心是结构抗侧力构件恢复力合力的作用点。因此，设计时可以通过调整短肢剪力墙的尺寸和布置来调整刚度大小和刚度中心的位置。　　结构的动力特性分析和杆件内力计算采取三维计算方法。这时对于竖向构件又有墙元模型与薄壁杆模型，前者是板元与膜元的组合，是一种高精度力学模型；后者是一种简化模型，但精确度较低。　　短肢剪力墙住宅结构体系大多数是每层6～8户，各住宅单元围绕中部简体呈环抱状布置，整个结构基本对称，多为20～30层；当受

7、用地限制时，每层3～4户，通常布置在简体的三边，层数多为12～20层。短肢墙结构不宜做得太高。　　要严格控制短肢墙的轴压比，尤其是无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙。据国内外研究结果显示，在承受压弯作用的剪力墙中，当处于小偏压状态时，墙的廷性较差。不仅如此，即使在大偏压状态下，若轴压比较大，混凝土受压区的边缘应力很高，如果混凝土没有约束或约束不够，可能混凝土先达到极限压应变，出现竖向裂缝，甚至压碎，使构件丧失变形能力和承载能力。因此规范引入剪力墙的变形能力要求，并从变形能力出发规定了轴压比限值，同时提出了按

8、混凝土压应变大小设置的约束边缘构件的设计方法，这是十分必要的，只有这样才能保证短肢墙的延性。　　短肢墙截面形式不宜采用一字形，宜优先采用L、T、十字形等，外墙转角处不应采用一字形；为了有利于保证墙、梁的有效断面，同一构件各方向墙肢的厚度应尽可能相等，墙厚最好大于200mm。　　要正确判定短肢剪力墙结构墙肢平面内梁的属性规程规定：按连梁进行设计剪力墙开洞形成的跨高比小于5的连梁；按框架梁进行设计剪力墙开洞形成的跨高比不小于5的连梁。设计时比较