浅谈小高层住宅剪力墙结构设计

　　摘要：伴随着我国当前房地产市场的快速发展，小高层住宅也不断出现。小高层住宅的结构是由钢筋与混凝土整体浇筑而成的，具有建筑质量高、采光条件好、视野开阔等诸多优点，目前已经越来越成为广大购房者所青睐的对象。短肢剪力墙作为目前新兴的小高层住宅结构，为越来越多的建筑设计师所使用。本文就小高层住宅短肢剪力墙的结构设计问题进行深入分析与论述，文章首先阐述了短肢剪力墙的设计原则，继而分析了短肢剪力墙的结构设计方法，最后对全文进行了总结，以期能够对我国当前小高层住宅剪力墙结构设计的优化与发展提供一点可借鉴之处。

　　关键词：小高层住宅,短肢剪力墙,结构设计

　　伴随着我国当前房地产市场的快速发展，小高层住宅也不断出现。小高层住宅的结构是由钢筋与混凝土整体浇筑而成的，具有建筑质量高、采光条件好、视野开阔等诸多优点，目前已经越来越成为广大购房者所青睐的对象。短肢剪力墙作为目前新兴的小高层住宅结构，为越来越多的建筑设计师所使用。本文就小高层住宅短肢剪力墙的结构设计问题进行深入分析与论述。

　　一、短肢剪力墙的设计原则

　　在开展短肢剪力墙的设计时，首先需要注意保证剪力墙结构具有适度的刚性，明确剪力墙结构的传力路径，建筑方案的设计同剪力墙结构的设计应当充分结合，从而保证短肢剪力墙结构的设计不仅能够满足小高层住宅的建筑功能，又能够具有较高的经济性与安全性。具体说来，短肢剪力墙的设计原则主要包括以下几个方面：

　　1、分散、均匀、对称原则。分散、均匀原则指的是短肢剪力墙每一面的抗侧强度相当，避免刚度较大的短肢剪力墙承受过于集中的压力。对称原则能够使短肢剪力墙的质心与刚心相一致，从而尽可能的降低建筑物所承受的扭矩。

　　2、短肢剪力墙结构设计量适度。小高层住宅建筑内不应当都设计为短肢剪力墙结构，如果设计的短肢剪力墙结构比较多，可以采用在竖向交通中心区设计普通剪力墙来一起承担水平力。

　　3、依据结构受力需求确定长短与数量

　　在小高层住宅剪力墙结构设计过程中应当依据结构受力的需求来设计短肢剪力墙的长短与数量。除此之外，还可以通过基本自振周期的方式来进行短肢剪力墙布置合理性的判断。

　　4、短肢剪力墙在设计时应当尽可能的拉直、对齐，从而有效与连梁共同构成抗侧力构件。除此之外，由于在小高层住宅的平面外边缘以及拐角处，极易产生集中性较强的应力，所以需要设计短肢剪力墙来满足建筑对平面刚性以及抗扭的需要。

　　5、如果施工过程中采用的是普通的楼板，那么在进行短肢剪力墙设计时应当保持较小的间距，从而有效防止普通楼板自身产生较大的变形，否则就需要在施工时改用预应力楼板。

　　6、在短肢剪力墙相邻的洞口之间以及洞口与墙体边缘之间应当避免小墙肢的设计产生。笔者通过实验证明，当墙肢的宽度与厚度的比值低于3的情况下，小墙肢比大墙肢在受到荷载反复作用时开裂的时间更早，即便是提高配筋水平，也不能避免小墙肢受到破坏的时间比大墙肢更早。

　　二、短肢剪力墙的结构设计方法

　　本文主要从短肢剪力墙的设计以及短肢剪力墙配筋构造两个方面对短肢剪力墙结构设计的方法进行分析与论述。

　　(一)短肢剪力墙的设计

　　短肢剪力墙的设计应当包括墙肢设计以及连梁设计两个部分，笔者就从这两个方面对短肢剪力墙的结构设计进行了分析：

　　1、墙肢的设计

　　在进行墙肢设计时，要对墙肢的截面进行受弯与受剪等方面的计算，除此之外，还应当通过正截面偏心受托、偏心受拉的计算，在集中荷载作用下还需要再计算短肢剪力墙的局部受托承载力。在墙肢设计时，不仅要满足最小配筋率的要求，而且还应以此为依据进行墙肢端部受力钢筋的确定，也就是约束边缘构件或者构造边缘构件的纵筋，再依据斜截面抗剪计算结果，确定墙肢腹板水平分布的钢筋。

　　2、连梁设计

　　小高层住宅中的连梁可以看做是一个耗能构件，连梁设计的科学与否能够直接影响到短肢剪力墙的力学性能。这是由于各个墙肢都是通过连梁连接在一起，并形成联肢墙共同发挥作用的，连梁对墙肢的约束直接关系到小高层住宅的抗震性能，并且会产生较大的影响。当小高层住宅梁的跨与高的比值小于5时，按连梁进行设计，当跨与高的比值大于5时，就应当按照框架梁进行正截面受弯承载力的计算，控制混凝土压区高度，连梁的正截面配筋，按矩形截面构件计算，取上、下配筋的较大值，按对称配筋置于梁截面上、下部位，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅百分之七十至百分之八十来解决。除此之外，由于短肢剪力墙的刚度相对较小，这就增加的连梁受剪破坏的可能性，所以，在进行小高层住宅连梁的设计中需要注意应当尽可能的避免连梁剪切破坏先于弯曲破坏，连梁应当进行斜截面受剪承载力计算，满足强剪弱弯的要求。依据斜截面抗剪计算所得的箍筋沿全跨加密设置。对于个别连梁，由于它的跨度比较小，刚度又比较大，在地震的作用下是允许连梁局部开裂的，可以将连梁的刚度予以折减，但是折减系数不能小于0.55，抗震设计的剪力墙的连梁弯矩及剪力也可以进行塑性调幅，从而达到降低其剪力设计值的目的。

　　(二)短肢剪力墙的配筋构造

　　短肢剪力墙不仅需要依据结构计算进行配筋，而且还应当设计构造钢筋。短肢剪力墙的侧向刚度介于异形框架柱和普通剪力墙之间，以轴向力为主，弯矩为辅。跟异型框架柱和普通剪力墙结构没有什么不同，短肢剪力墙在设计时也应当加强边缘构件的配筋。

　　振动台模拟地震试验结果表明，建筑平面外边缘及角点处的墙肢、底部外围的小墙肢、连梁等是短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节。当有扭转效应，建筑平面外边缘及角点处的墙肢会首先开裂，在地震作用下，高层短肢剪力墙结构将以整体弯曲变形为主，底部外围的小墙肢，截面面积小且承受较大的竖向荷载，破坏严重，特别是“一”字形小墙肢破坏最为严重，在短肢剪力墙结构中，由于墙肢刚度相对减小，使连梁受剪破坏的可能性增加。所以，在短肢剪力墙结构设计中，对这些薄弱环节，更需要加强概念设计和抗震构造措施。

　　三、结束语

　　通过上述几个部分的分析与论述，我们可以看到，短肢剪力墙结构在目前小高层住宅设计中具有其独特的灵活性与极强的抗震能力。在进行小高层住宅剪力墙结构的设计过程中应当充分遵守其设计原则，在进行墙体设计以及配筋构造时应当兼顾其经济性与安全性。

　　参考文献：

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　　[5]陈广燕.对房屋剪力墙结构设计的几点思考[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2008,(08)

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