中山市第二建筑设计院有限公司
【摘 要】随着经济结构的改变，各大城市的建筑用地逐渐开始出现紧缺的现象，因此也催生了高层建筑的发展，给高层建筑的结构设计带来了新的挑战。本文首先描述了高层民宅短肢结构墙的基本概念，并对其设计进行了分析，最后重点从控制轴压比、加强抗震性能、正确判断内梁属性、结构计算、提高模板质量等方面阐述了其中的设计要点。
【关键词】高层民居；短肢结构墙；结构设计；要点
随着人们生活水平的提高，以及住房建筑用地的逐渐减少，社会对住宅的空间结构和平面布局有越来越多的要求。因此，短肢结构墙设计越来越得到设计师和居住者的重视，这种结构极具灵活性和可调整性，可以非常好的满足住宅要求和空间分割要求，并且具有很好的经济型，因此在高层民宅中经常被使用。
1 短肢结构墙结构概述
短肢结构墙指的是厚度小于30厘米，各肢横截面高度与厚度之比最大值介于4与8之间的剪力墙。这种结构在高层民宅中被广泛运用，主要是因为短肢结构墙具有灵活满足人们对空间要求的特点。这种结构在设计时主要需要遵循以下几个特点：首先，短肢结构墙墙肢的截面高度需要达到截面厚度的4至8倍；其次，短肢结构墙无法单独运用于高层建筑，而是配合其他的结构墙设计；再次，若短肢结构墙占用的空间比例较高，就需要在布局设计中搭配普通结构墙，以保证建筑物能够达到预期抵抗水平作用力的能力。
短肢结构墙与其他结构墙相比，主要有以下几个优势：首先，短肢结构墙的设计减少了剪力墙，而是更多的采用轻质砌体，这样以来，有效减轻了结构的自重，从而使得结构整体的刚度下降，增加了振动周期，有效降低地震波带来的作用力；其次，短肢结构墙的墙肢较短，极具灵活性和可调整性，可以满足各种各样的建筑平面要求；再次，短肢结构墙高宽之间的配比较大，使得整体结构的延性较好，有效减少地震对墙体的冲击；最后，短肢结构墙连梁跨高比较大，以受弯破坏为主，当地震来临的时候，会首先在弱连梁两端出现塑性铰，很好地消耗地震能量。
2 短肢结构墙结构设计
在高层民居中采用短肢结构墙，首先要对建筑设计的整体结构墙进行合理的规划，需要在短肢结构墙体系中融入足够的长肢结构，以保证整体的设计效果。由于短肢结构墙大多数是民居结构中间隔墙的竖向构件，通常会将此结构布置在间隔墙的交界处，因此其丝毫不会影响建筑物的正常使用功能。根据建筑结构抗侧力的要求，在高层民居的结构设计中需要明确短肢结构墙的数量，并且保证将其数量处于合理的范围之内。数量过少的短肢墙结构会增加发生结构过刚的问题，而数量过多的短肢结构墙则会导致结构墙过柔，因此，在短肢结构墙的布置过程中，一定要保证其数量合理，并且在整个结构中均匀布置，从而使得建筑结构具有统一的刚心和质心，以防建筑在受到地震的冲击后发生大程度的扭曲变形。由于短肢结构墙具有灵活多变的特点，使得其在进行楼盖支撑处理时也十分方便。
短肢结构墙需要特别注重其设计结构的合理性，若其水平负荷过高，应该对短肢结构墙进行特别处理，通常会将短肢结构墙放置于建筑结构的边缘处或者各个交点处。在设计过程中，还需要注意墙肢的厚度，合适的厚度可以有效避免各间隔墙表面出现墙肢凸平面外出的情况。此外，在进行高层民居结构的设计时，需要根据平面抗侧刚度的标准对中心剪力墙进行合理的布置，使抗侧力构建同时满足刚度和强度的要求。
3 短肢结构墙结构设计要点
3.1 控制轴压比
在高层居民建筑中采用短肢结构墙需要对短肢结构墙的轴压比进行严格的控制，特别是无翼缘的一字型短肢结构墙柱和端柱。在我国现阶段的高层民宅建筑设计中，各种设计和结构中短肢结构墙所受到的负荷有所差异。若负荷大于偏压，会导致混凝土受压的边缘区域承受较大的应力，反之，如果负荷过小，则会降低短肢结构墙的延性。一旦发生混凝土约束力不足的情况，混凝土很容易产生裂缝，从而无法抵抗高强度的应力，使得短肢结构墙结构的承载力下降。因此，严格保证短肢结构墙的轴压比，才能保证短肢结构墙具备最佳的延性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2 加强抗震性能
若在建筑结构的边缘处设计短肢结构墙，则会使得整个结构的抗震能力降低。在这时，一旦高层民宅的短肢结构墙结构由于外力产生形变，原有的结构墙也会受到一定程度的损伤，甚至发生墙肢裂缝的情况。因此，在设计短肢结构墙结构中，设计师需要根据短肢结构墙的性能，采取合理的措施进行防护。常采用的方法包括降低短肢结构墙结构交点的轴压比，或者提高箍筋配筋率等措施，这样的做法能够有效增加墙肢的抗震性能，提高高层民宅结构的安全性。
3.3正确判断内梁属性
由于墙体结构的整体抗侧移刚度受到连梁刚度的影响，所以在进行截面、梁配筋的选择过程中，要对此内容进行科学的规划，才能有效增强高层民宅建筑的抗震能力。在进行短肢结构墙梁的设计过程中，对于不同的墙开洞跨高比例，通常所采取的设计方式也不同。在墙开洞的跨高比例低于5时，通常采用连梁的形式进行短肢墙结构的内梁设计；而在墙开洞的跨高比例大于5的情况下，则会采取框架梁的形式。在很多情况下，为了使得梁截面符合设计要求，保证整机建筑结构的安全性，需要在适当的范围内降低墙肢的刚度。
3.4 结构计算
在对短肢结构墙进行结构设计的过程中，需要进行科学、严密的结构计算。由于短肢结构墙的开口比较大，所以设计师在设计的过程中通常采用普通短肢结构墙分析方法，分为三维杆—系薄壁柱空间和空间杆—墙组这两种分析方法。在这二者中，三维杆—系薄壁柱空间分析具有更高的精确度，因此一般会选择三维杆—系薄壁柱空间分析法常常被用于短肢结构墙的结构分析当中。由于连梁这一构建耗能较大，因此其对墙肢刚度的要求可以适当降低，虽然与普通框架梁相似，但并不完全一样。在计算时，设计师需要对硷压区的高度进行控制，从而降低内应力，而不是对降低连梁的刚度。此外，还需要将梁端负弯矩钢筋塑性控制到70%至80%的区间范围内，并且依据强剪弱弯及强柱弱梁的相关标准，对短肢结构墙结构的延性进行计算。
3.5 提高模板质量
在对短肢结构墙进行结构设计的过程中，需要有效提高模板的质量。如果发生模板的加固、穿墙螺杆等操作不合格的情况，墙体的厚度会超过合格的标准；而如果太早、太晚对模板进行拆除，都会在一定程度上影响混凝土的质量，因此要对模板的质量高度重视。若想有效提高模板质量，则要在保证模板的稳定性方面做好充分的工作。常见的措施包括：选择组合钢模板时优先考虑周期次数较多、方便装拆，并且具有较强通用性的材料；其次，为了防止漏浆的发生，还要选购具备阴阳角模的模板，与此同时，通过加工形成整体大模，提高施工速度。此外，在进行施工时，要求参与施工的技术人员具备娴熟的技能，以及较强的责任感，对于重要的环节提高监督力度，例如墙身模板斜、体系加固、满堂架拉接、模板拼缝等主要工序。只有在保证操作严谨规范和材料合格有效的双重标准下，才能够保证达到最优的结构工程施工质量。
4 总结
短肢结构墙已经广泛应用与高层民宅建筑工程中，这种结构墙相对于一般剪力墙而言，布置更加灵活，更容易满足人们对于空间布局的要求，同时具有较高的经济性。但同时，短肢结构墙具有独特的受力变形规律，使得其抗震性能较差。因此，在进行设计的过程中，要根据实际情况科学进行合理的规划，并且结合抗震理念，提高高层居民建筑的质量。
参考文献：
[1]董艳军. 高层建筑短肢结构墙结构设计要点分析[J]. 山西建筑,2016,05:32-33.
[2]于毅. 高层居民建筑短肢结构墙结构设计要点[J]. 科技展望,2015,02:26.
[3]闫红玉. 对于高层房屋短肢剪力墙结构设计的分析[J]. 江西建材,2015,16:22-23.
[4]孟艳,崔天忠. 浅谈高层居民建筑短肢结构墙结构设计要点[J]. 河南科技,2014,11:184.
论文作者:潘永祥
论文发表刊物:《低碳地产》2016年6月第11期
论文发表时间:2016/11/16
标签：结构论文; 高层论文; 结构设计论文; 民宅论文; 刚度论文; 模板论文; 过程中论文; 《低碳地产》2016年6月第11期论文;