高层住宅短肢剪力墙结构抗震设计分析

高层住宅短肢剪力墙结构抗震设计分析

晏辉煌

佛山市顺德区碧桂园物业发展有限公司

广东省佛山市 528312

摘要：短肢剪力墙结构是近些年来在我国房屋建筑中较为流行的一种施工结构，该结构最大的特性的就是能够减轻结构本身的自重，进而获得较好的抗震效果。本文以此为出发点，围绕高层住宅短肢剪力墙结构抗震设计的具体分析，从短肢剪力墙结构的优点、设计应用、设计时应当注意的问题以及设计方法四个方面，对其展开详细阐述，为短肢剪力墙结构在高层住宅建筑中应用的科学性、合理性进行阐述。

关键词：高层住宅；短肢剪力墙结构；抗震设计

引言：

随着我国经济的发展与城乡一体化建设工作的深度开展，高层建筑作为占地面积小，功能强的建筑类型，逐步成为当下房屋建筑中最主要的一种建筑形式，而与此同时出现的，是人们对其安全性、稳定性、动能性等诸多方面的担忧与质疑，如何提高高层住宅建筑质量就成为现阶段高层住宅所面临的主要问题。

一、短肢剪力墙结构的优点

短肢剪力墙结构也属于剪力墙结构当中的一种，是一种基于高层建筑的创新的设计体系。基于实际工程的需求不同，短肢剪力墙结构并没有具体的表现形式，往往能够根据户型或空间的限制来进行不同形状的调整，如“L型”“Z型”等，相对较为灵活，这是短肢剪力墙结构在高层住宅应用中所体现的第一个优点^[1]。

第二个优点在短肢剪力墙结构本身并不十分占据空间，且还能够通过轻质砌体，来进一步减轻剪力墙的负担，让其代替一部分强力墙发挥作用，如此一来，对于高层建筑而言，建筑物的负重被分散开来，进而如果发生地震，地震的振动频率会有所下降，起到了较好的抗震效果。

此外，短肢剪力墙结构还有一些具体的优势特性，如延展性较好、人力物力成本较低、框架构建能够与不同房屋建筑相一致等等。因此短肢剪力墙结构是当下建筑行业中的“明星”，受到诸多青睐。

二、抗震设计分析

对于抗震设计的分析主要从以下三个方面来进行，分别是增强短肢剪力墙结构抗震性、改善传统剪力墙的抗震效果以及对于建筑结构整体抗震性的提升。

（一）增强短肢剪力墙结构抗震性

增强短肢剪力墙结构抗震性主要是通过抑制裂缝扩大，承载墙体自重来实现的。在最初设计剪力墙的时候，本身有技术设备的匮乏，建筑物在长期投入使用后就会出现裂缝，而裂缝如果没有得到及时处理或解决，会逐渐扩大，最终失去支撑力，造成重大的安全隐患。而短肢剪力墙结构能够给予其足够的支撑力，从而缓解裂缝扩张的情况，延长建筑物的使用寿命^[2]。与此同时，通过两肢墙、多肢墙的存在，能够围绕不同情况提供一个稳定的支撑环境，进而全面提升对应建筑物的抗震性。

（二）改善剪力墙抗震结构

改善剪力墙抗震借口则是主要通过延展性来提升，剪力墙本身有一个很大的缺点，就是延展性不足，因此，在发生地震的时候，剪力滞后，通过墙体自身的抵抗力和刚度，实现了对于墙体非唯一的保障。而通过短肢剪力墙结构的应用，能够较好地改善现阶段剪力墙结构，解决延展性不足的问题，进而促使其在遇到地震的时候，能够有效避免共振问题，大大降低了地震对于建筑物的损耗。

（三）提高整体结构抗震性

对于高层建筑而言，整体建筑的抗震性更为重要，只有建筑整体结构都具备较为稳定的抗震性，才能够在面对地震时，充分发挥其优势^[3]。具体到实际中，根据剪力墙发挥作用时所呈现的特性，即剪力墙本身所占面积越大，剪力墙结构应用越多，那么在面对地震时，自震周期就越发大，因此短肢剪力墙结构能够较好地提高整体高层住宅的抗震性。

三、注意的问题分析

短肢剪力墙结构需要注意的问题主要分为两个方面，其一是短肢剪力墙结构并不适用于所有的高层建筑，其二是抗震设计中也存在一定的薄弱环节。

（一）不适用

对于短肢剪力墙结构，也有自己适用的领域和不适用的领域，这两者之间并不矛盾，这是因为短肢剪力墙结构的应用往往需要搭建在剪力墙本身，通过过渡的形式完成应用，而剪力墙的强度则需要与短肢剪力墙结构能够保持一致，从而发挥作用。但是在实际应用过程中，在对于其数值进行计算时，发现如果房屋高度过低，那么剪力墙的适用高度就需要进行对应的调整，也就是说短肢剪力墙结构在实际应用过程中，会呈现出过短的情况，从而无法很好地发挥作用。因此，对于短肢剪力墙结构来说，一般最为适宜的标准，应当是对于高度进行分析，对于方案择优选择。

（二）薄弱环节

短肢剪力墙结构也有自身的薄弱环节，如基于空间限制，当短肢剪力墙呈现出“一”型时，剪力墙的强度就会同比下降，进而在抗震性的表现上就会有所“打折”，而与此同时，如果在设计过程中，布置分布不均，那么在这一现象下，抗震效果的就会促使剪力墙受压程度非常不均，在实际中可能会导致错位的情况发生。

四、设计方法

在短肢剪力墙结构的设计过程中，往往会采用两种较为常见的方法，一种是平面的，一种是三维立体的。平面接口的设计，实际上就是建立在高层住宅的主体结构上，对于建筑结构进行简要划分，通过对于建筑结构模型所体现出的交叉结构效果，结合实际诉求，进行设计应用。而三维立体的模型，则是通过房屋建筑结构中空间协调感出发，除了基于平面结构空间内容的计算外，还加入了对于安全性的考量。

在具体计算过程中，就是通过现如今较为常见的建模软件和设计软件，对于建筑结构数据进行加工建模，形成等比例还原，并模拟地质条件对于房屋所产生的影响，从诸多方面考察短肢剪力墙结构下高层住宅的科学性与合理，或发挥其中的问题，及时将其解决，来满足市场需求。当然，计算方式的选择有很多种，结构模型的构建方法也有很多种，选择适合的最为重要^[4]。

这两种方法在不同情况下可以结合应用，但是有一点需要尤为注意，即算法结构的升级与实地考察时间存在的问题，对于高层建筑而言，地基至关重要，但是不同的施工地段地质情况是截然不同的，因此即便算法结构上设计是较好的，但是结合实际，却可能由于地基问题，变得了“豆腐渣”工程。因此，在套用结构计算和软件模型时，还要围绕实地考察分析实地数据，将其融入高层住宅短肢剪力墙结构的设计当中，更好地发挥其重要作用与意义。

五、结束语

综上所述，对于高层住宅建筑而言，短肢剪力墙结构的应用是十分必要的，尤其是对于处于地震带的人们来说，短肢剪力墙结构的应用往往可能在关键时候发挥重要作用，成为生命安全的重要保障，但从实现的角度来说，其应用还是具有一定的限制，如何打破这种限制，进一步使其优化成为其未来发展的一个主要趋势之一。

参考文献：

[1]梁宝怡.高层结构设计中短肢剪力墙的运用[J].建材与装饰,2018(28):56-57.

[2]曾鹏,曹平周.高层剪力墙结构住宅剪力墙类型与布置对结构性能影响分析[J].建筑科学,2017(01):100-106.

[3]张举涛.8度地震区高层建筑短肢剪力墙结构的判别及设计探讨[J].土木工程学报,2017(09):65-70.

[4]赵斌,卢文胜,吕西林,张晖,顾嗣醇.超高层剪力墙(短肢剪力墙)-筒体结构整体模型振动台试验研究[J].建筑结构学报,2015(03):14-21.