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1、高层建筑中短肢剪力墙结构设计探究 高层建筑中短肢剪力墙结构设计探究 摘要：短肢剪力墙是剪力墙结构中的一种典型结构，是剪力墙结构中的主要模式。在目前的高层建筑工程中，短肢剪力墙得到了前所未有的广泛应用，其在应用的过程中及保存在了传统异形柱和剪力墙不凸出墙体墙面的施工优势，同时有在应用的过程中有效的克服了异形柱框架结构抗剪力以及抗震性能不佳的现象。因此在目前的施工过程中，其在高层建筑结构中应用更为广泛。本文对短肢剪力墙结构在高层建筑结构中的应用优势、短肢剪力墙的抗震性能分析及短肢剪力墙结构在高层建筑结构设计中要注意哪些内容进行了分析和探讨。 关键词：高层 短肢 剪力墙 设计 中图分类号： S611
2、 文献标识码： A 正文： 短肢剪力墙在工程应用的过程中，有着很多的优点，在高层建筑中应用短肢剪力墙结构不仅仅可以满足建筑的根本功能，而且可以减轻结构的自重，抗震性能好，同时具有良好的经济性。 一、短肢剪力墙结构在高层建筑结构中的应用优势 剪力墙结构自身较轻，在实际应用的过程中，可以降低建筑结构中产生的荷载，减少地震作用力；由于短肢剪力墙结构较短，有着良好的灵活性，在建筑工程施工的过程中，施工人员可以根据工程的施工情况对其进行有效的调整；短肢剪力墙的有着良好的延性，墙肢的宽度以及高度都比拟大；短肢剪力墙结构在建筑结构中是以受弯破坏为主，在地震的作用下其剪力墙结构可以起到很好的耗能作用，以保障建
3、筑结构结构的稳定性。 短肢剪力墙结构的位置、长短以及数量，可以根据工程的施工情况，来对其进行判断，并且通过相应的方法对其进行适当的调节从而满足工程施工的要求。 由于短肢剪力墙结构在布置方面有着很好的灵活性，因此在工程施工有着很多的工程的施工方案，以便于对建筑楼盖的支撑处理。 和普通的剪力墙结构相比，这种短肢剪力墙结构可以对建筑结构的梁柱起到一个很好的隐蔽效果。 更好地表达建筑的功能。一是保持墙肢和填充墙体厚度的一致性，连接各个墙体的柱粱之间在同一个竖直平面上，协调了建筑结构；二是选取轻型材料，到达建筑使用性能的要求；三是虽然短肢剪力墙的设计稍微加大了建设难度，但是增加了可用的建筑面积。 到达高
4、层建筑结构设计的标准。可以将短肢剪力墙的柱粱与墙肢隐藏起来，在规划结构时较为灵活地进行施工设计，全面分析抗侧力的大小，视具体情况来确定应用多少面墙，而且还可以按照墙肢结构尺寸大小来协调墙体的刚度。 应用面广。根据建筑平面位置，采取间隔墙的方式对竖向结构设施进行布局，同样符合建筑使用功能的要求；墙的数目与墙肢长度可变性大，可以满足结构的抗侧力大小的标准；可根据具体情况具体分析，结构设计较为简便；具有连接支撑作用的柱粱可布置在间隔墙的竖直平面上，表达出较强的隐蔽效果；按照高层结构抗侧移能力的要求，凭借中心的剪力墙，建立抗侧力结构体系，到达设计结构的刚度值大小与强度上下的标准。 二、短肢剪力墙的抗震
5、性能分析 短肢剪力墙在抗震性能方面有一定的优势，主要是在设计过程中对影响抗震性的各个因素的详细、周密布置。主要表现在截面形式、墙体配筋等方面： 1、短肢剪力墙的“短主要指墙肢截面高、厚度比在58之间，一般有“Z、“L、“T、“一等截面形式，它仍属于剪力墙结构体系。实验研究说明：短肢带翼墙的结构性能优于无翼墙，在工程中要尽量不使用一字型的截面墙体。短肢剪力墙应在多个方向设计有梁相连接，防止与没有连接梁相连的延性差的墙相连。 2、大多数短肢剪力墙的延性较差，为改善这种情况一般采用加强体积配箍率的方法。当配箍率提高后，虽然受弯承载力并没有得到明显的提高，但是混凝土峰值在应力下的应变值以及应力-应变曲
6、线得到明显改善，相应的延性也有了显著的提高。因此在设计中，可以参照?高层建筑混凝土结构技术规程?中关于约束构件配箍率的局部来对短肢剪力墙配箍率进行改善。 3、一般短肢剪力墙的结构在翼墙和腹板交界处都会有多处纵向裂纹，要在这个部位采取加设暗柱等措施用以加强稳固。通过对有翼墙和无翼墙做试体破坏实验发现：有翼墙体试体通常只有横向裂缝，且所产生的裂缝形状与无翼墙体所产生的大致相似。这说明，在分析结构受力时翼墙主要负责外加的弯矩，而墙肢主要承当剪力。在设计过程中，要在短肢剪力墙的角落部位和端部加设暗箱，用巩固钢筋布置在暗柱周围用以固定，加密加强结构底部的墙肢箍筋用以承受比拟大的剪力。 4、轴压比对于短肢
7、剪力墙的延性有一定的影响。假设轴压相对较小时，截面承载力随着轴压比值的增大而增大，在钢筋经过强化后，承受在短肢剪力墙上的弯矩值并没有显著的降低。所以说塑性铰并没有影响短肢剪力墙的抗弯能力；假设轴压相对较大时，截面承载力随着轴压比值的增大而减小，截面承载力将逐渐增大降低程度，延性也会变得较低。根据国家有关规定：在抗震设计过程中，根据抗震等级的不同有不同的轴压比：一、二、三级地震分别对应0.5、0.6、0.7；假设短肢剪力墙为无翼缘或端柱一字形截面形式，其轴压比要相应降低0.1。在轴压比一定的情况下，假设一直增加墙肢高厚比并不能让墙肢剪力墙的延性得到明显的提高。试验证明，墙肢的长度要控制在一定范围
8、内，高厚比为6左右时，短肢剪力墙的综合性能最正确。 三、短肢剪力墙结构在高层建筑结构设计中要注意哪些内容 1、设计短肢剪力墙结构时应注意的问题 在规划高层建筑结构设计时，最好不要全体都设计成短肢剪力墙结构。要求做到以下方面：一是如果需要应用多面短肢剪力墙，就应该设立筒体与短肢剪力墙有机结合的体系，用以抵抗水平作用力；二是当高层建筑机构设计时，遇到较短的剪力墙的情况，应合理调节其最大适用高度，使其能够满足建筑设计使用的标准；三是在规划建筑结构9度抗震设计方案的时候，其A级高度高层建筑和B级高度高层建筑，不宜选取较多短肢剪力墙结构。 2、安放剪力墙洞口 首先要确定剪力墙洞口具体地点，根据建筑施工规
9、定内容来进行开洞，确保应力的分布规律，建立明显的墙肢以及柱梁，保持洞口设施与墙体刚度的一致性。其次在设置洞口时，要严加注意，不要让洞口的错开距离过小或者出现重合，引起墙体的不规那么和出现结构的薄弱环节。最后应该选取科学有效的措施来对剪力墙洞口布局是否合理进行真实的评价，选取一些模型进行简化运算，全面分析研究结果，对一些缺乏要采取有效的应对措施进行修补，最终进行核查，使设计的剪力墙能够满足高层建筑结构设计的相关需求。 3、保证结构设计精度。短肢强结构由于设计的自由度增加，也导致了结构动力特征和受力作用分析无法保证高精度的问题，目前国内在同类设计中一般采用三维计算方法来保证计算精度，一般容易出现精
10、度差的结构主要为竖向构件和薄壁杆组合模型。同时，在设计时，要注意在计算过程中保证与剪力墙接连的内俩计算精度。国家标准要求剪力墙开动形成的跨高比小于5的连梁应按连梁进行设计，这一点在目前各类设计中较少被重视，但这一因素容易导致墙梁抗震能力缺乏，笔者建议在进行实际抗震分析时，不对梁刚度进行折减，这虽然会增加建设要求，但能够更好的满足平安要求。 4、强化抗震薄弱环节 为有效解决短肢剪力墙结构抗震能力不强的劣势，结构工程师在规划高层建筑结构方案的同时，要重点提高结构抗震能力，使其到达国家建筑使用规定的防震标准。这就要求结构工程师做到以下方面的内容：第一，与各个剪力墙相连接的柱梁应该设立在墙肢的竖直平面
11、上，最好墙体两端伸长方向上都有柱梁连接，并要装设相应的翼缘，在设计图不要产生“一字形的短肢剪力墙结构体系；第二，选取强墙柱弱连梁体系设计方式能够有效改善结构抗震能力弱的问题；第三，短肢剪力墙整体布局效果应该与结构整体协调一致，各个结构之间保持受力的相对平衡，短肢剪力墙与整体结构在刚度值大小方面差值不宜过大。竖向设立墙体时，使得墙肢与墙肢之间在空间整体上排列齐整，尽量不要出现洞口错位的问题，形成抗侧力结构模型来抵抗地震时产生的水平作用力；第四，添加适宜数目的长墙，依靠电梯、楼梯组成大型筒体，建立多道抗震体系，来提高高层建筑结构的整体刚度大小，即使在出现较大冲击力的时候，其结构也不会产生较大的变形
12、；第五，应该强化墙体周围墙肢厚度和增加结构中钢筋数目，降低轴压比例，来减缓水平受力的情况，防止底部周围的小墙肢受力过大而引起的墙肢开裂的现象，从而增强了结构整体的抗震能力。 四、结语 在实际设计当中，有于短肢剪力墙的抗震性能不及一般剪力墙，不要特意地去使用短肢剪力墙，最好用一般剪力墙，当建筑条件小允许时，才使用短肢剪力墙。当使用短肢剪力墙时，应注意对剪力墙的边缘构件的加强措施。有效翼墙的判定，应根据翼墙对抗震墙约束程度，来判断是否有效。 参考文献 【1】白海林.高层建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计探讨J.科技与企业，2021 【2】刘世美，黄东升.高层建筑短肢剪力墙结构技术规程编制说明J.工程抗震与加固改造，2021