民建结构设计中短肢剪力墙设计探析

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1、民建结构设计中短肢剪力墙设计探析　　摘要：随着我国城市化的发展，各种高层民用建筑项目越来越多，短肢剪力墙结构在其中发挥了重要作用。短肢剪力墙结构主要应用于相对较高的建筑结构中，具有设置灵活、安全性较高的优点，并且还可以降低施工费用，本文主要对当前民用建筑中短肢剪力墙结构的设计问题以及应用进行了分析，提出了一些应该注意的问题，希望能对提高民建结构的安全性提供帮助。关键词：高层建筑；短肢剪力墙；设计；特点中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：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，在减少成本投入条件下，提升建

2、筑内部空间自由度，在民用住宅建筑中，这一优势更为明显。1.短肢剪力墙结构概述及特点1.1短肢剪力墙结构7短肢剪力墙结构可以说是国内首创的一种建筑结构技术，最早出现在我国东南沿海城市，该结构技术应用之初主要集中在城市高层建筑中，用于解决房屋内部结构拥挤的问题。较早的应用中通常采用建筑内部中央位置不设交通中心筒，使住宅单元围绕中心筒布置，这样单个住宅的结构设计能够更加自由，在合理的布局下可以实现更为良好的通风采光，而且在特定的建筑面积下，所实现的实际可用格局空间较大，从而曲线降低建筑成本（单位面积的使用率提升，房屋销售收入增加）。短肢剪力墙是一种联肢墙，也有学者认

3、为这一定义方式不够严谨，联肢墙概念在短肢剪力墙的特定结构下才符合，但不完全符合。它是由异形框架柱发展而来，主要用于高层和多层住宅，所以墙厚一般为200mm或不小于200mm；此外，为了经济性的要求，墙肢的高度应尽可能的小，故称为“短肢”。短肢剪力墙在进行抗震设计时，短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。当短肢墙较少时，如短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小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。1.2短肢剪力墙结构特点高层建筑结构中除了目前流行的短肢剪力墙结构外，框架结构和异形柱结构也是相对常

4、见的。框架剪力墙结构可以有效解决框架结构承震能力差的问题，但是剪力墙和框架的同时存在使得空间分布的自由度大幅降低。异形柱结构对于适用高度范围有一定的限制，而短肢剪力墙相对其表现更好，有更高的适用高度。7将剪力墙结构作为平面问题（或者空间问题），采用网格划分为矩形或者三角形单元，取结点位移为基本未知量，建立各结点的平衡方程，用计算机求解，采用有限单元法对于任意形状尺寸的开孔及任意荷载或墙厚变化都能求解，精确度较高。利用ETABS建模，模型取楼层高度为3.0m，楼层数为10层，连梁截面高度为500mm，洞口宽度为2200mm，墙体截面厚度为200mm，混凝土强度等

5、级为C30。A组试件为一字型截面，截面肋高为lwh=nh，n取5，7，8，10，13。对A组各试件采用两种加载模式，第一种是在各楼层处施加相同水平力，以此考虑联肢墙在均布水平荷载下的力学特性；第二种是在各楼层施加荷载大小按楼层递增的水平力，以模拟墙体承受倒三角形水平荷载。由于在一般的有限元程序中，当一个壳单元的角点位于另一个壳单元的边上时，这两个壳单元之间在这个角度上就不存在连接，剖分后节点不匹配的情况，而在ETABS中，提供了自动线约束功能，可以确保位于壳单元边上的单元与该壳单元相连，进而通过对壳单元周边上的点进行约束，使之与该边一起移动，从而确保位移协调。

6、通过模拟测试，得出以下结果：短肢剪力墙的受力特性与一般的联肢剪力墙基本上是一致的，在水平荷载下短肢剪力墙的整体侧移曲线属于弯剪型，侧移曲线存在反弯点。反弯点的相对高度只与整体性系数、肢强系数有关，而与墙高无关。72.短肢剪力墙结构设计原则2.1结构设计原则第一，剪力墙设计应遵循均匀、对称、分散的基本要求。一般剪力墙在设计是，抗侧刚度的要求对于每一片剪力墙应当是平均的，不能出现某个或数个剪力墙与其他剪力墙受力差异过大，这就不符合短肢剪力墙灵活性的基本要求。第二，高层建筑中，剪力墙还应与其他结构相配合，在建筑高度条件变化时，应依据剪力墙数量，判断是否需要筒体与剪力

7、墙共同受力。第三，一般情况下，短肢剪力墙的分布点应当是竖向载荷较大的成立点，而且墙体的数量和长度应当依据实际受力情况来确定。第四，短肢剪力墙在应对侧力时应尽量与梁结构结合，在外凸部分，平面外边缘和角点处，容易产生较大的应力集中，应设短肢墙以满足平面刚性和抗扭的要求。第五，在一般性高层建筑中常采用普通楼板，这一条件下，短肢剪力墙的间距应设定上限，防止楼板过度变形。2.2配筋构造设计短肢剪力墙结构的截面设计及构造措施，应遵循《高层建筑混凝土结构技术规程》和《筑抗震设计规范》中有关章节的规定进行设计。3.短肢剪力墙设计中的常见问题及规避方法7第一，轴压比控制。轴压比

8、指柱（墙）的轴压力设计值与柱（墙）的全