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摘要：随着社会经济的快速发展，城市化进程也不断加快，建筑行业已然成为社会发展中的支柱产业，高层建筑不断涌现。在实际工作中，由于短肢剪力墙结构具有灵活性大、成本低等优点，因此在高层住宅建筑工程中得到了广泛的应用。本文通过某工程实例，浅要阐述了短支剪力墙结构在高层住宅建筑中的延性设计与应用，以供参考。
关键词：高层住宅建筑；短肢剪力墙；结构设计；延性设计
近年来，人们的生活水平与生活质量得到了显著的提高，对于高层住宅建筑的平面与空间也提出了更高的要求，传统的普通框架结构、剪力墙结构已经不能够满足当前建筑行业的快速发展，因为这些都会在一定程度上限制建筑空间的设计。因此为了避免这一问题，施工人员开始讲短肢剪力墙结构应用在其中，这种结构相对于前两者具有很大的优越性，不仅能够满足人们对建筑空间的要求，还可以有效的减轻结构的自重，受到了业界人士的广泛关注，具有較广的发展前景。
一、短肢剪力墙结构的概述
如果剪力墙的墙肢截面高度与厚度之比为5～8，那么我们就称其为短肢剪力墙；当剪力墙的断肢截面高度与厚度之比不小于8，那么我们称其为一般剪力墙，这种剪力墙的设计形式主要有“L”型、“一”字型、“Z”型等，在实际工作中，施工人员必须要每一种型式加以分析，例如由于“一”字型剪力墙结构的抗震性能相对较差，因此设计者应慎用。而相对于一般剪力墙结构而言，短肢剪力墙具有很大的优越性，其主要体现在以下几个方面：1）正因为剪力墙的墙肢相对较短，因此在实际施工过程中，它更能够保证建筑的均匀性与对称性，通过短肢剪力墙结构的设计有利于提高建筑的刚度与抗震能力；2）通过短肢剪力墙结构的设计，当高层住宅建筑在地震作用下会自动降低其刚度，从而加大其自振周期，这样也就可以避免地震对建筑物的影响，提高其抗震性能；3）在地震作用下，短肢剪力墙的墙肢会呈受弯状态，使得墙体具有较大的延性，由于建筑物中连梁的跨高较大，因此建筑物可以在保证其整体刚度的基础上降低连梁的刚度，从而避免地震对建筑物造成的破坏，提高连梁的延性；4）与一般剪力墙结构设计不同的是，短肢剪力墙结构设计与施工中所采用的材料时自重较轻的材料，并且可以减少钢筋的使用，一方面使结构的承载力得到了充分的发挥，另一方面降低了结构的施工成本，提高了其经济效益。
二、案例分析
1、工程概况
某高层住宅小区是由5幢高为99m的高层建筑构成，该高层建筑工程的结构形式为剪力墙结构，总建筑面积达到106181.4m2，分为地上33层与地下1层。其中地上结构的总建筑面积为90700m2，第一层层高为4.1m，其余标准层层高为2.8m与夹层层高为2.5m；地下结构的总建筑面积为15481.4m2。在本建筑工程施工过程中，我们需要了解到的是：安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，设防为7度，地面粗糙度为B类，场地土类别为Ⅱ类。为了使建筑工程达到这一要求，因此我们所选用的混凝土强度等级为C40，在第十三层以上，选用混凝土强度等级应为C35，其中在对梁板浇筑混凝土的过程中，要求采用的混凝土等级为C35，在其十三层以上，应选用强度等级为C30的混凝土进行浇筑与使用。下文以该建筑为例，浅要阐述短肢剪力墙结构的延性设计。
2、结构平面布置分析
在高层建筑施工过程中，如果我们不考虑其他因素，那么短肢剪力墙结构在设计之后无法保证其抗震性能。因此我们必须要加以重视建筑工程的平面布置，采取有效措施提高建筑工程的抗震能力与承载力。
（1）在对本建筑工程进行设计的过程中，设计者应严格遵循均匀性与对称性的基本原则，使建筑中两个主轴相互对称，使其刚度相近，避免高层建筑因地震作用而出现脆性破坏，提高其抗震性能。
（2）在房间、电梯间、楼梯间的四角，采用z形、L形、T形或异形的墙肢。短肢墙受力以承担竖向荷载为主，承担水平荷载为辅，其截面尺寸不应小于200mm，全部纵向钢筋配筋率，底部加强区不宜小于1.2%，其它部位不于小于1%。本工程墙肢采用300mm厚，截面高厚比大于5，墙肢之间的梁净跨控制在6.0m以内，避免因梁高偏大而影响室内净高，提高剪力墙的延性。同时满足“简体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%”的要求，使部分墙肢截面高厚比大于8，使之成为一般剪力墙，非加强区则可视情况将墙肢长度适当减小。
（3）结构布置上考虑纵横墙的共同作用，每道短肢剪力墙采用两个方向的梁与之相接连，连梁尽可能布置在墙肢的竖向平面内。短肢剪力墙尽量在另一方向上设置翼缘，尽可能避免有一字形短肢剪力墙出现。
（4）利用楼梯、电梯间部位作为主要抗侧力筒体结构，注意到刚度的均衡性，避免集中在一处布置使建筑产生过大的扭转效应。同时简体要有足够的刚度，其平面尺寸不宜过小，本工程采用6.9mX8.15m的尺寸，使简体一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不小于结构总底部地震倾覆力矩的50%，形成多道抗震防线。
（5）为确保水平力的可靠传递，适当加厚与剪力墙核心区周边连接楼板，采用160mm厚双层双向配筋12@100楼板，双层钢筋间设置S形8@200x200的拉筋。与核心筒相连的连梁按强剪弱弯设计，短肢墙之间的梁净跨不宜过小，使其具有一定的耗能作用。
3、连梁
高层结构中的连梁是一个耗能构件。在短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对减小，连接各墙肢间的粱已类似普通框架梁，连梁的剪切破坏会使结构的延性降低，对抗震不利，而不同于一般剪力墙间的连梁，不应将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低。因此，本工程设计时注意对连梁进行“强剪弱弯”的验算，保证连梁的弯曲破坏先于剪切破坏。
当连梁内力由风荷载控制或跨高比不小于5的连梁应按框架梁考虑，连梁的刚度折减系数也不宜太小。应按普通框架粱要求，控制混凝土压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70～80%来解决，不能人为加大连梁的纵筋，否则，可能无法满足“强剪弱弯”的要求。应注意的是，不能认为加大箍筋就能保证“强剪弱弯”，当连梁不满足截面控制条件时，盲目增加配箍的结果会导致箍筋充分发挥作用之前，连梁就已发生剪切破坏。在地震区不宜采用刚度很大的连梁，当无法避免时，如地下室和地上一层一般层高较标准层高，必要时可在连梁中设水平缝，或设置交叉钢筋可有利于防止连梁脆性破坏。
另外，连粱与暗柱交接节点处钢筋体积量的增大，钢筋分布的不规则，很大程度上影响混凝土与钢筋协同工作的机理，严重时会使节点处抗震验算计算模型的适用性发生变化，验算结果可靠性会降低，设计时应给予重视，并采取相应的构造补强措施。该区域的钢筋排布密集，钢筋占据着很大的空间且分布杂乱，施工振捣困难，容易发生不密实而使混凝土强度降低，这也是发生剪切破坏的主要成因，施工时候应加大施工管理力度，保证混凝土的振捣质量。
三、结论
在高层住宅建筑工程设计过程中，由于短肢剪力墙结构具有较大的灵活性，可以对建筑进行一定的调整，使其具有较高的承载力与抗震能力，因此相对于一般剪力墙结构而言，它具有明显的优越性，受到了业界人士的广泛关注。但是在实际工作中，设计者必须要对该结构的设计理念加以掌握与熟悉，将延性设计充分考虑在其中，这样才能够保证建筑工程设计的合理性，才能够提高建筑的抗震能力，使建筑工程达到安全性与经济性的目的。
参考文献：
[1]张海涛.短肢剪力墙在小高层结构设计中的应用[J].科技致富向导.2011（06）
[2]李卓伦.浅谈短肢剪力墙结构在高层住宅中的应用[J].科技资讯.2011（04）
[3]刘林荣，何雅明.浅议高层建筑短肢剪力墙的设计[J].今日科苑.2008（02）
关键词：高层住宅建筑；短肢剪力墙；结构设计；延性设计
近年来，人们的生活水平与生活质量得到了显著的提高，对于高层住宅建筑的平面与空间也提出了更高的要求，传统的普通框架结构、剪力墙结构已经不能够满足当前建筑行业的快速发展，因为这些都会在一定程度上限制建筑空间的设计。因此为了避免这一问题，施工人员开始讲短肢剪力墙结构应用在其中，这种结构相对于前两者具有很大的优越性，不仅能够满足人们对建筑空间的要求，还可以有效的减轻结构的自重，受到了业界人士的广泛关注，具有較广的发展前景。
一、短肢剪力墙结构的概述
如果剪力墙的墙肢截面高度与厚度之比为5～8，那么我们就称其为短肢剪力墙；当剪力墙的断肢截面高度与厚度之比不小于8，那么我们称其为一般剪力墙，这种剪力墙的设计形式主要有“L”型、“一”字型、“Z”型等，在实际工作中，施工人员必须要每一种型式加以分析，例如由于“一”字型剪力墙结构的抗震性能相对较差，因此设计者应慎用。而相对于一般剪力墙结构而言，短肢剪力墙具有很大的优越性，其主要体现在以下几个方面：1）正因为剪力墙的墙肢相对较短，因此在实际施工过程中，它更能够保证建筑的均匀性与对称性，通过短肢剪力墙结构的设计有利于提高建筑的刚度与抗震能力；2）通过短肢剪力墙结构的设计，当高层住宅建筑在地震作用下会自动降低其刚度，从而加大其自振周期，这样也就可以避免地震对建筑物的影响，提高其抗震性能；3）在地震作用下，短肢剪力墙的墙肢会呈受弯状态，使得墙体具有较大的延性，由于建筑物中连梁的跨高较大，因此建筑物可以在保证其整体刚度的基础上降低连梁的刚度，从而避免地震对建筑物造成的破坏，提高连梁的延性；4）与一般剪力墙结构设计不同的是，短肢剪力墙结构设计与施工中所采用的材料时自重较轻的材料，并且可以减少钢筋的使用，一方面使结构的承载力得到了充分的发挥，另一方面降低了结构的施工成本，提高了其经济效益。
二、案例分析
1、工程概况
某高层住宅小区是由5幢高为99m的高层建筑构成，该高层建筑工程的结构形式为剪力墙结构，总建筑面积达到106181.4m2，分为地上33层与地下1层。其中地上结构的总建筑面积为90700m2，第一层层高为4.1m，其余标准层层高为2.8m与夹层层高为2.5m；地下结构的总建筑面积为15481.4m2。在本建筑工程施工过程中，我们需要了解到的是：安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，设防为7度，地面粗糙度为B类，场地土类别为Ⅱ类。为了使建筑工程达到这一要求，因此我们所选用的混凝土强度等级为C40，在第十三层以上，选用混凝土强度等级应为C35，其中在对梁板浇筑混凝土的过程中，要求采用的混凝土等级为C35，在其十三层以上，应选用强度等级为C30的混凝土进行浇筑与使用。下文以该建筑为例，浅要阐述短肢剪力墙结构的延性设计。
2、结构平面布置分析
在高层建筑施工过程中，如果我们不考虑其他因素，那么短肢剪力墙结构在设计之后无法保证其抗震性能。因此我们必须要加以重视建筑工程的平面布置，采取有效措施提高建筑工程的抗震能力与承载力。
（1）在对本建筑工程进行设计的过程中，设计者应严格遵循均匀性与对称性的基本原则，使建筑中两个主轴相互对称，使其刚度相近，避免高层建筑因地震作用而出现脆性破坏，提高其抗震性能。
（2）在房间、电梯间、楼梯间的四角，采用z形、L形、T形或异形的墙肢。短肢墙受力以承担竖向荷载为主，承担水平荷载为辅，其截面尺寸不应小于200mm，全部纵向钢筋配筋率，底部加强区不宜小于1.2%，其它部位不于小于1%。本工程墙肢采用300mm厚，截面高厚比大于5，墙肢之间的梁净跨控制在6.0m以内，避免因梁高偏大而影响室内净高，提高剪力墙的延性。同时满足“简体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%”的要求，使部分墙肢截面高厚比大于8，使之成为一般剪力墙，非加强区则可视情况将墙肢长度适当减小。
（3）结构布置上考虑纵横墙的共同作用，每道短肢剪力墙采用两个方向的梁与之相接连，连梁尽可能布置在墙肢的竖向平面内。短肢剪力墙尽量在另一方向上设置翼缘，尽可能避免有一字形短肢剪力墙出现。
（4）利用楼梯、电梯间部位作为主要抗侧力筒体结构，注意到刚度的均衡性，避免集中在一处布置使建筑产生过大的扭转效应。同时简体要有足够的刚度，其平面尺寸不宜过小，本工程采用6.9mX8.15m的尺寸，使简体一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不小于结构总底部地震倾覆力矩的50%，形成多道抗震防线。
（5）为确保水平力的可靠传递，适当加厚与剪力墙核心区周边连接楼板，采用160mm厚双层双向配筋12@100楼板，双层钢筋间设置S形8@200x200的拉筋。与核心筒相连的连梁按强剪弱弯设计，短肢墙之间的梁净跨不宜过小，使其具有一定的耗能作用。
3、连梁
高层结构中的连梁是一个耗能构件。在短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对减小，连接各墙肢间的粱已类似普通框架梁，连梁的剪切破坏会使结构的延性降低，对抗震不利，而不同于一般剪力墙间的连梁，不应将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低。因此，本工程设计时注意对连梁进行“强剪弱弯”的验算，保证连梁的弯曲破坏先于剪切破坏。
当连梁内力由风荷载控制或跨高比不小于5的连梁应按框架梁考虑，连梁的刚度折减系数也不宜太小。应按普通框架粱要求，控制混凝土压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70～80%来解决，不能人为加大连梁的纵筋，否则，可能无法满足“强剪弱弯”的要求。应注意的是，不能认为加大箍筋就能保证“强剪弱弯”，当连梁不满足截面控制条件时，盲目增加配箍的结果会导致箍筋充分发挥作用之前，连梁就已发生剪切破坏。在地震区不宜采用刚度很大的连梁，当无法避免时，如地下室和地上一层一般层高较标准层高，必要时可在连梁中设水平缝，或设置交叉钢筋可有利于防止连梁脆性破坏。
另外，连粱与暗柱交接节点处钢筋体积量的增大，钢筋分布的不规则，很大程度上影响混凝土与钢筋协同工作的机理，严重时会使节点处抗震验算计算模型的适用性发生变化，验算结果可靠性会降低，设计时应给予重视，并采取相应的构造补强措施。该区域的钢筋排布密集，钢筋占据着很大的空间且分布杂乱，施工振捣困难，容易发生不密实而使混凝土强度降低，这也是发生剪切破坏的主要成因，施工时候应加大施工管理力度，保证混凝土的振捣质量。
三、结论
在高层住宅建筑工程设计过程中，由于短肢剪力墙结构具有较大的灵活性，可以对建筑进行一定的调整，使其具有较高的承载力与抗震能力，因此相对于一般剪力墙结构而言，它具有明显的优越性，受到了业界人士的广泛关注。但是在实际工作中，设计者必须要对该结构的设计理念加以掌握与熟悉，将延性设计充分考虑在其中，这样才能够保证建筑工程设计的合理性，才能够提高建筑的抗震能力，使建筑工程达到安全性与经济性的目的。
参考文献：
[1]张海涛.短肢剪力墙在小高层结构设计中的应用[J].科技致富向导.2011（06）
[2]李卓伦.浅谈短肢剪力墙结构在高层住宅中的应用[J].科技资讯.2011（04）
[3]刘林荣，何雅明.浅议高层建筑短肢剪力墙的设计[J].今日科苑.2008（02）