高层结构设计中短肢剪力墙的运用分析

高层结构设计中短肢剪力墙的运用分析

范智泓

广州富力地产股份有限公司广东省广州市510623

摘要：随着国内房地产业的迅速发展，很多高层建筑拔地而起，短肢剪力墙技术应用也随之发展。短肢剪力墙是一种抗震设计的墙体结构，对于提高建筑防震能力、促进建筑节能、增强建筑安全性具有重要意义。本文主要探讨如何从技术上提高高层建筑的短肢剪力墙结构设计水平。本文首先阐述了短肢剪力墙结构体系的特点，然后分析了短肢剪力墙在高层结构设计中存在的问题，最后针对性地提出了解决问题的对策。

关键词：高层结构设计；短肢剪力墙；运用分析

一、短肢剪力墙结构体系的特点

高层建筑的结构体系主要有两种，一种是框架结构，另一种是剪力墙结构，虽然两种结构各自有利有弊，但是剪力墙结构在抗侧力方面的表现要更好，而且经过改进的剪力墙结构还能吸收框架结构的优点，所以其逐渐成为高层建筑的主流结构设计选择。

短肢剪力墙结构属于剪力墙结构的一种，在高层建筑设计中与“异形柱框架结构”共同构成“短肢剪力墙结构体系”，其特点主要有以下六点：

第一，竖向构件可以置于间隔墙位置，贴合建筑平面；

第二，墙的数量、长短都可调节；

第三，墙的连接梁是隐蔽的；

第四，能够减轻建筑重量，并降低工程造价；

第五，中心竖向交通区可以做成短肢剪力墙；

第六，短肢剪力墙结构体系可带转换层[1]。

二、短肢剪力墙在高层结构设计中存在的问题

（一）设计墙体数量时不规范

在最近几年的小高层、高层建筑设计中，短肢剪力墙结构越来越受欢迎，因为短肢剪力墙更贴合建筑平面，使建筑的整体造型更加美观、简洁，增加新高层建筑的时尚气息，但是短肢剪力墙结构也存在着不容忽视的缺陷，而这种缺陷却经常被建筑企业忽视，造成了一定程度上的安全隐患。

短肢剪力墙结构的缺陷主要在于其横向抗震压能力偏弱，如果不能按照设计规范配合必要的普通剪力墙进行设计，就容易导致建筑硬件脆弱、抗震力低的后果，而现代建筑企业片面追求时尚、美观，忽视了高层建筑基本的承重抗震要求，这是需要改进的。

（二）墙体布局时不规整

现代建筑企业在短肢剪力墙结构的设计中为了追求户型的完美，往往舍弃了短肢剪力墙结构的规整性，导致墙体布局出现不对称、不均匀的现象，这样的布局会导致建筑楼体的重心偏离正常位置，重心不在其位会导致建筑稳定性差、抗震能力下降，另外，墙体分布不均匀会导致建筑空间内一部分墙体过于集中，而另一部分空间过于空旷，出现建筑楼体刚性过强的现象，容易造成重大安全事故，所以规范化的短肢剪力墙布局对于提高高层建筑稳定性、促进剪力墙技术发展是非常重要的。

（三）墙体设计的计算过程不科学

所有的建筑设计都应以科学技术为基础，设计过程是否科学合理决定着建筑的安全程度，现代建筑企业普遍存在的一个问题是短肢剪力墙的结构计算过程不够科学，例如选择的计算软件不合适，或者对结构数据的计算不精确等，这严重影响了剪力墙技术的稳定有序发展，也不利于高层建筑的发展与进步[2]。

三、优化高层结构设计中短肢剪力墙的运用的对策

（一）规范化墙体设计数量

现代建筑企业要提高安全意识，重视遵守建筑设计规范和标准的严肃性和必要性，杜绝随意设计的行为。在设计短肢剪力墙体数量时，要严格遵守国家标准，并在此基础上通过增加短肢剪力墙的数量来实现建筑的高度稳定性。同时，墙肢长度的设计也要规范化，按照科学的方式进行度量和设计，以降低墙体过刚性，预防墙体出现横向扭曲和裂缝。

从根本上讲，现代建筑企业要秉承新的高层建筑设计理念，以建筑的安全性为第一原则，把美观性放在次要原则，不断发展、更新短肢剪力墙的技术水平，将短肢剪力墙和普通剪力墙有机结合，发展兼顾建筑稳定性和建筑美观度的新方案。

（二）合理设计墙体布局

合理设计墙体布局对提高建筑的抗震性能非常重要，为了建筑企业的长远发展，必须提高墙体布局的规范意识，提高设计人员的专业素养，设计方案要符合科学、安全、美观的原则。

墙体布局的合理化要规避两点错误设计，一是避免出现墙体布局不对称的现象，二是避免出现墙体分布过于集中的现象[3]。

墙体布局的不对称会导致建筑的重心出现偏移，只有重心居中的建筑才有较好的稳定性，重心出偏的建筑在外力作用下容易向一侧倾倒，在地震中这样的建筑容易出现侧塌，对居民的生命和财产安全造成重大安全隐患。

墙体分布过于集中会导致建筑刚性过强的问题，对于高层建筑而言，刚性过强会降低建筑的横向受力能力，同时也容易导致重心偏移，所以保证短肢剪力墙的均匀分布是非常必要的。

（三）应用科学的计算方式

在短肢剪力墙的设计中要重视采用科学的计算方式，要提高企业内部对高层建筑结构设计方案的制作要求，加强对设计方案审查，确保方案的准确性、科学性，提高企业的设计水平和建筑质量。

第一，要精确管理有关数据的采集工作，数据采集要兼顾全面完整性和真实准确性，并确保测量所得的数据能够被准确录入系统，只有确保原始数据是精准的，才能保证计算结果的准确性。

第二，要选择科学合理的计算软件系统，面向短肢剪力墙结构分析的专业软件主要有TAT和SATWE两种计算模式，它们都是非常专业、科学的分析模式，能够在手动输入必要的数据后，自动模拟分析短肢剪力墙的结构与受力的承受能力，但是两种方式的侧重点不同，要根据实际情况选择最适合的计算模式，以获得准确的计算结果，确保短肢剪力墙设计的科学性。

四、结语

本文主要研究如何从技术上提高高层建筑的短肢剪力墙结构设计水平的问题，在明确短肢剪力墙结构体系的特点的基础上，分析短肢剪力墙在高层结构设计中存在的问题并提出针对性的解决对策。现代建筑企业要在遵守国家标准的基础上适当增加短肢剪力墙数量，规范墙肢长度设计，并结合普通剪力墙做好墙体设计方案。合理设计短肢剪力墙布局对提高建筑稳定性和抗震能力具有重要意义，必须确保墙体布局兼顾对称性和均匀性。在短肢剪力墙的结构设计中要选择科学的计算方式，在确保数据采集准确的前提下，数据输出结果才具有价值。短肢剪力墙因其独特的优势在高层建筑结构设计中已经被广泛采用，结构工程师要不断总结经验，提高技术水平，以促进我国短肢剪力墙技术的快速发展。

参考文献

[1]农伟.建筑结构中的短肢剪力墙设计[J].智能城市,2018,(23)

[2]郭东亮,马彦飞.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].建材与装饰,2018,(13)

[3]万昊昱.短肢剪力墙高层住宅的设计体会[J].价值工程,2018,(24)