短肢剪力墙结构体系设计

【关键词】短肢剪力墙；判定；受力性能；布置；改善 

　　短肢剪力墙结构是在普通剪力墙结构的基础上，吸收了框架结构的优点，近年来逐步发展形成的新结构型式。文章从短肢剪力墙结构体系特点、短肢剪力墙和短肢剪力墙结构的判定、受力性能、短肢剪力墙的布置、抗震薄弱环节和改善方法着手，对高层建筑设计中剪力墙结构应用进行分析。 

　　1 剪力墙布置 

　　剪力墙布置除应符合规程中有关规定外，在本文中进一步对剪力墙的布置提出了一些要求，其中关于短肢剪力墙和梁、墙布置都属于本文着重阐述的内容。 

　　1.1 双向布置剪力墙及抗侧刚度 

　　高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。在抗震结构中，应避免单向布置剪力墙，并宜使两个方向抗侧刚度接近，即两个方向的自振周期宜相近。 

　　另一方面，剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使结构具有适宜的侧向刚度。 

　　1.2 竖向刚度均匀 

　　剪力墙布置对结构的抗侧刚度有很大影响，剪力墙沿高度不连续，将造成结构沿高度刚度突变，所以应要求剪力墙自上到下连续布置。允许沿高度改变墙厚和混凝土等级，或减少部分墙肢，使抗侧刚度沿高度逐渐减小。 

　　1.3 墙肢高宽比 

　　细高的剪力墙容易设计成受弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。在抗震结构中剪力墙结构应具有延性，设计中墙的高宽应比不宜小于 3。当墙的长度很长时。 

　　为了满足每个墙段高宽比大于 3 的要求，可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的独立墙段，每个独立墙段可以是整体墙，也可以是联肢墙。 

　　1.4 剪力墙洞口的布置 

　　剪力墙洞口的布置，会极大地影响剪力墙的力学性能。 

　　因此，布置剪力墙洞口时应满足以下 3 方面要求。 

　　（1）规则开洞，洞口成列、成排布置，能形成明确的墙肢和连梁，应力分布比较规则，又与当前普遍应用程序的计算简图较为符合，设计结果安全可靠。同时宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置； 

　　（2）对于错洞剪力墙和叠合错洞墙，二者都是不规则开洞的剪力墙，其应力分布复杂，容易造成剪力墙的薄弱部位，常规计算无法获得其实际内力，构造比较复杂。其主要特点是洞口错开距离很小，甚至叠合，不仅墙肢不规则，洞口之间形成薄弱部位，叠合错洞墙比错洞口墙更为不利，设计时应尽量避免。当无法避免叠合错洞布置时，应按有限元方法仔细计算分析并在洞口周边采取加强措施或采用其他轻质材料填充将叠合洞口转化为规则洞口的剪力墙或框架结构； 

　　（3）具有不规则洞口剪力墙的内力和位移计算应符合规程的有关规定。目前除了平面有限元方法外，尚没有更好的简化方法计算。对结构整体计算中采用了杆系、薄壁杆系模型或对洞口作了简化处理的其他有限元模型时，应对不规则开洞墙的计算结果进行分析、判断，必要时应进行补充计算和校核。 

　　1.5 剪力墙和加强部位 

　　（1）抗震结构中出现塑性铰的部位应作为加强部位。而剪力墙顶层、楼电梯间墙等不宜作为加强部位，这样作的目的是对塑性铰部位可以有更明确的措施，与由于温度、收缩等需要的加强措施区别； 

　　（2）剪力墙塑性铰出现后，剪力墙应具有足够的延性，剪力墙底部塑性铰出现都有一定范围，该范围内应当加强构造措施，提高其抗剪切破坏的能力； 

　　（3）为安全起见，设计剪力墙时将加强部位范围适当扩大，抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的 1/10 和底部两层二者的较大值。 

　　2 短肢剪力墙设计要求 

　　短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为 4～8 的剪力墙，一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于 8 的剪力墙。当截面高度与厚度之比小于 4 时，应按柱计算（当形成异型柱时，则应按异型柱的要求设计，但高层建筑中不允许采用纯异型柱框架结构），至于剪力墙高度与厚度之比大于4、又小于 5 的短肢剪力墙，由于它们更弱，可以提出不宜采用小于 5 的墙肢，对这种小墙肢的轴压比应修予更严格的限制，因此即使采用短肢剪力墙，也要尽可能使墙肢截面高度与厚度之比大于 5。 

　　虽然近年兴起的短肢剪力墙结构有利于住宅建筑布置又可进一步减轻结构自重，应用逐渐广泛，但是由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，考虑高层住宅建筑的安全，其剪力墙不宜过少、墙肢不宜过短，可以对短肢础设施。其次，村镇土地使用权出让收入，土地增值税，耕地占用税和村镇房地产综合开发中的专项用于村镇基础设施建设应在 50% 以上，并妥善排好专项经费，逐年适度增加投入。第三，依照“人民村镇人民建，公益事业大家办”的方针，坚持国家、集体、个人一起上的原则，多渠道筹集建设资金，采取几个一点的办法（即各级财政投一点，银行贷一点，个人、集体筹一点，有关部门免一点），解决资金问题。最后，要积极开辟融资渠道，加大投入力度。有关部门应制定相应措施，坚持“谁投资、谁开发、谁受益”的原则，把村镇基础设施建设推向市场，鼓励引导外资、个人私营等参加村镇基础设施建设，建立多元化投资体系，调动全社会力量参与农村基础设施建设。 

　　3.开展村镇规划编制，突出体现地方特色 

　　研究与新农村相呼应的村镇规划，充分发挥“龙头”作用，保障建设管理工作的正常实施，为新农村建设提供蓝图依据。根据统筹城乡协调发展和可持续发展的要求，从各镇的实际出发，切实抓好农村建设规划的编制、实施和管理工作。农村规划的编制和实施，应遵循农村建设的客观规律，结合当地自然环境、资源条件，统筹兼顾，因地制宜，坚持以满足农民的实际需要为前提，以改善农村最基本的生产生活条件为核心，以中心村整治为重点，注意保护和改善生态环境，完善农村各类基础设施和公共服务设施，突出地方特色，体现农村风貌。村庄建设的规模、速度应与当地经济发展和自然状态相适应，杜绝盲目照抄照搬城镇建设的模式，严禁大拆大建、大包大揽、贪大求洋、急功近利。统筹安排农村社区服务体系，完善教育、商贸、医疗、文化、体育以及供电、通讯、消防、供水、排污等配套设施。充分利用现有条件和设施，凡能利用或改造的设施和构筑物，都应尽可能予以保留利用，不搞不切实际的形象工程和政绩工程。 

　　4 结束语 

　　如何在新农村建设中加强对村镇建设的控制与引导，以实现社会、经济和环境的可持续发展是目前应当重点研究的课题。我区村镇规划的实践表明：（1）村镇规划管理的核心是土地管理，而现行的土地所有制的“双轨制”及其与之紧密相关的镇、村两级行政体制是造成村镇建设失控的根本原因；（2）建立与地方经济相适应的合理的产业结构是实现经济持续稳定发展以及农村城市化健康发展的前提；（3）对非建设用地的保护与控制是实现社会、经济与环境协调发展的关键环节；（4）建立科学的研究体系、民主的决策体系、高效的行政体系以及严密的法规体系是村镇规划得以有效实施的根本制度保障。 

　　参考文献： 

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　　[2]高明涛.短肢剪力墙结构高层住宅设计[J].《辽宁工程技术大学学报：自然科学版》2011年第30卷第6期 

　　[3]周红萍 剪力墙结构高层住宅的结构设计[J]. 安徽建筑，2004，（06）

　　[4]张亮 浅议高层住宅剪力墙结构设计中应注意的问题[J]. 才智， 2008，（17）