淺談高層結構設計中短肢剪力墻的運用

尚春林

（陜西省現代建筑設計研究院，陜西 西安710000）

在高層工程建筑中，短肢剪力墻的科學引用，既可以滿足人們對空間的理想化設計，也能夠對空間格局做出恰當調整，促進其藝術美感的顯著增強。但就目前來看，我國針對短肢剪力墻應用的相關研究還比較少，所以在實際引用中還無法獲得豐富的數據支持。還需要通過不斷的測試、完善來促進其抗震性能的顯著增強，通過保障短肢剪力墻布局的均勻性來促進高層建筑質量的進一步提升，從而為社會建設出更多高品質工程。

1 短肢剪力墻在抗震設計中問題分析

首先，在短肢剪力墻數目設計上。在小高層與高層建筑中，短肢剪力墻是一種新型的建筑結構。而就目前的實際情況來講，為了充分滿足人們在住房空間上提出的各項要求，為了自身社會影響力可以得到顯著提升，很多建筑公司都選擇了對短肢剪力墻的大面積使用，很少會對短肢剪力墻抗震性能不佳這一方面做出充分考慮。而針對普通剪力墻來講，設計、使用也隨之大幅度減少。這樣的設計、使用雖然可以使得建筑施工難度得到大幅度降低，實現對施工成本的合理控制，也能夠促進建筑藝術美感的顯著提升，以此來呈現出多重效果的空間設計。但不得不承認的是，這種施工方式無法為高層建筑質量提供有力保障，在最終建筑監測時也極易被做出不合格建筑的判斷，這樣不僅無法取得預期效益，也會浪費大量人力、物力與財力[1]。

其次，短肢剪力墻結構計算、分析缺乏科學合理性。在高層建筑設計中，通常都要重視現有技術的科學引用，所以，其設計者應實現對基礎材料測試相關信息的全面把握，還要明確建筑設計目的，然后基于相應的建筑設計軟件，通過掌握的一系列信息來做出模擬分析，也只有這樣才能夠設計出水平更高的圖紙。就目前來看，還存在以下幾個問題：一是，短肢剪力墻計算不準確。在具體設計中，短肢剪力墻結構計算若不夠準確，就無法將短肢剪力墻厚度、高度合理設計出來，進而導致比例失調情況的產生。就現階段已經竣工的高層建筑來講，普遍都存在穩定性能不佳，且抗震能力不強的問題，不僅會給高層建筑發展空間帶來諸多限制，設計出的建筑也存在諸多質量、安全隱患；二是，選擇的分析軟件不合理。當前，大多數建筑單位都是基于TAT 和SATWE 這兩種軟件來分析短肢剪力墻的，通過直接輸入相關數據來對短肢剪力墻結構的形態、承載力做出自動模擬檢測。但這兩種軟件的側重點是不同的，也正是因為這種差異的存在，才會在分析中出現一些問題，不利于建筑安全性的提升[2]。

最后，短肢剪力墻布局不夠均勻和對稱。在高層建筑施工中，通常都需要引用鋼筋、混凝土，以及墻體等建筑形式來提升整體牢固性，而要想為建筑主體的穩定性、抗震性提供有力保障，就要確保每一層建筑的中心都在預期設定的部位。但就目前來看，因為布局不夠均勻、對稱，導致很多高層建筑都存在中心偏位的情況，再加上一些建筑企業對短肢剪力墻的集中引用，使得高層建筑的抗震性能無法得到有力保障。

2 短肢剪力墻在高層結構設計中的應用優點

通過對短肢剪力墻的實踐應用情況的分析可以了解到，與傳統的高層建筑框結構相比，短肢剪力墻擁有的優勢特點是不容忽視的，且不論是在用鋼量，還是混凝土的實際用量，以及建筑模析等方面來講，短肢剪力墻結構在建筑設計上具有的優勢都非常顯著。通過對具體施工中的一系列指標參數，以及相關建筑施工案例中數據的綜合分析可以了解，通過短肢剪力墻結構的恰當引用，既可以促進建筑剛度、強度的不斷增強，整個結構的側位移也相對較小。且從實際施工用鋼量這一方面來講，短肢剪力墻結構用綱量也比框架結構用綱量少很多，由此可見，在高層建筑設計中，若能夠實現對短肢剪力墻結構的合理引用，可以獲得更高的經濟效益。此外，在建筑模析、混凝土用量上，短肢剪力墻結構設計中的用量也遠遠低于框架結構設計的實際用量。所以，通過對各個方面的綜合分析可以了解到，在高層建筑結構設計中，短肢剪力墻引用的優勢要高于以往的框架結構。對此，各施工單位應給予充分重視，并結合實際情況，對其具體引用做出更深層次的應用探究與完善[3]。

3 短肢剪力墻結構布置需要考慮的問題

首先，要做好軸壓比的合理控制。在高層建筑結構中，要想實現對短肢剪力墻的科學引用，就要結合具體情況，采取有效措施來對軸壓比做出合理控制，主要是因為其相比于以往的剪力墻來講，在軸壓比方面提出的要求相對較高，特別是在一字型短肢墻中的引用。在具體設計中，為了給短肢結構墻的延性提供有力保障，就要結合實際情況，做好短肢結構墻軸壓的預算、控制工作，避免軸壓比智高現象的產生，體現出結構布置的科學合理性，盡可能避免局部軸壓比值過大現象的產生[4]。

其次，不斷增強關鍵部位剪力墻結構的抗震性能。通常情況下，剪力墻都出現在建筑的應力集中部位，如，外邊線，以及交點處等。這也是在地震發生時，最先受到破壞的位置。在結構設計中，要對這些部位的受力做出充分考慮，然后采取針對性措施來促進這些部位剪力墻抗震性的顯著提升。如，可以通過減小軸壓比值，或者是增大配箍等措施來實現。如，這里需要注重考慮的是較小墻體的抗震力。

最后，短肢剪力墻的抗震性。在布置整體結構過程中，應始終遵循科學合理原則。要想確保建筑結構布置的科學合理性，就要加強對剪力墻、框架梁的布置，尤其是剪力墻的布置，應避免一字孤立短肢剪力墻的出現。同時，還要避免明顯受力薄弱區，以及應力集中區域布置的出現，要為整體結構穩定性、可靠性提供有力保障。

4 短肢剪力墻結構設計的發展趨勢

首先，科學制定短肢剪力墻數目。在現實設計中，高層建筑應嚴格按照相關法律、政策規定來進行，并將國家最新設計規定的最低標準為重要基礎，引用科學方法來做出全面分析，圍繞短肢剪力墻在具體引用中的數量來做出科學規劃，基于高層建筑長度來對短肢剪力墻長度做出合理規定，適當降低墻體剛性。通過對短肢剪力墻數目的合理設計來促進普通剪力墻、短肢剪力墻的有機整合，進而從整體上提升建筑穩定性。

其次，完善短肢剪力墻的布局。在建筑設計中，其設計者應不斷增強自身的短肢剪力墻空間布局意識，通過不斷的學習積累、創新嘗試來提升自身設計水平，當然，更重要的還是對短肢剪力墻的理解，基于更適合的位置來優化短肢剪力墻的布局，要避免單個地方集中使用短肢剪力墻這一現象的產生，確保短肢剪力墻可以的均勻性，避免設計建筑中心發生改變。這樣既可以促進短肢剪力墻抗震性的顯著提升，也能夠為高層建筑質量提供有力保障。

最后，將抗震薄弱的部位分析出來。為了促進短肢剪力墻的抗震性能的顯著提升，要結合具體情況，選擇更適合的模擬分析軟件，整合分析普通剪力墻結構和短肢剪力墻結構，確保設計中抗震性能較為薄弱的地方可以及時被發現，然后圍繞薄弱點做出深入研究，結合各方面的具體要求來做出改革、創新探索，也只有這樣才能夠使得這一部分的抗震性可以得到有效增強。另外，這樣做既可以促進短肢剪力墻抗震性的顯著提升，也能夠在不同程度上給高層建筑項目的整體穩定性、抗震性的進一步提升帶來積極的促進作用。當然，最重要的還是能夠為高層建筑質量、安全提供一定保障。

結束語

綜上所述，在社會經濟發展水平顯著提升背景下，人們對建筑提出的要求也越來越高。對此，為了充分滿足人們提出的各項要求，建筑行業也在不斷改造、創新，短肢剪力墻結構也由此產生。憑借突出的優勢，短肢剪力墻在建筑結構中得到了廣泛應用，但就實際應用效果來看，其在抗震功能上還有待完善，需要通過各項設計的不斷改進來進一步優化短肢剪力墻的質量、性能，為其在高層結構設計中的剛反引用提供有力支持。