王冬梅　覃俊科

摘要：克服了普通框架與普通剪力墻結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)的“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”這種新的高層住宅體系逐漸得到推廣應(yīng)用，文章詳細(xì)介紹了短肢剪刀墻結(jié)構(gòu)的布置以及應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：短肢剪刀墻結(jié)構(gòu)；高層建筑結(jié)構(gòu)；SATWE軟件

中圖分類號(hào)：TV318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145（2009）12-0153-02

近幾年來，隨著房地產(chǎn)熱的興起，人們對(duì)住宅平面與空間的要求也越來越高。小高層建筑形式不斷涌現(xiàn)，“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”這種新的高層住宅體系由于克服了普通框架與普通剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，有利于住宅建筑布置，滿足住宅建筑要求的大開間，平面及房間布置靈活、方便，室內(nèi)不出現(xiàn)柱楞，不露梁等，因而逐漸得到了推廣應(yīng)用，并廣泛受到建筑師和業(yè)主的歡迎。

一、什么是短肢剪力墻

顧名思義，它就是墻肢較短的剪力墻，按《高規(guī)》7.1.2條注中：短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻，一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻。按《混凝土規(guī)范》10.5.1條規(guī)定，當(dāng)構(gòu)件截面的長(zhǎng)邊（長(zhǎng)度）大于其短邊（厚度）的4倍時(shí)，宜按墻的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。又由《抗規(guī)》6.4.9條可知，抗震墻的墻肢長(zhǎng)度不大于墻厚的3倍時(shí)，應(yīng)按柱的要求設(shè)計(jì)?！陡咭?guī)》7.25條規(guī)定，矩形截面獨(dú)立墻肢高厚比不大于3時(shí)，宜按框架柱進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。綜上所述，高厚比在4～8為短肢剪力墻。當(dāng)然，如果完全根據(jù)高厚比來界定短肢，可能帶來一些問題。如墻厚大于400mm時(shí)，則400×8＝3200mm以上的長(zhǎng)剪力墻也就劃入短肢剪力墻的范圍，這顯然是不合理的?！稄V東高規(guī)》規(guī)定，當(dāng)剪力墻截面厚度不小于層高的1/15；且不小于300mm，高厚比大于4時(shí)仍屬于一般剪力墻，這顯然更合理些。

在實(shí)際工程中，L形、T形、十字形和Z形的短肢剪力墻大量應(yīng)用，且由于其比一字形短肢剪力墻的抗震性能強(qiáng)，延性及平面外穩(wěn)定較好，規(guī)范要求短肢剪力墻應(yīng)盡可能設(shè)置翼緣。但規(guī)范規(guī)定的短肢剪力墻高厚比的判定方法僅適用于單肢剪力墻的判定，短肢剪力墻必須是不超過兩個(gè)墻肢且每個(gè)墻肢高厚比都小于8的剪力墻。軟件按此定義搜索和判定短肢剪力墻。需要說明的是，這個(gè)定義不是規(guī)范規(guī)定的，僅供參考。

二、什么是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

準(zhǔn)確地說，規(guī)范并沒有將短肢剪力墻單獨(dú)劃分為一種結(jié)構(gòu)類型，二是將其稱為“短肢剪力墻較多地剪力墻結(jié)構(gòu)”，即其僅是剪力墻結(jié)構(gòu)的一種特殊形式，并且明確規(guī)定高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)，其所包含的普通剪力墻（主要是結(jié)構(gòu)平面中部有剪力墻構(gòu)成的筒體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)稱為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。那么包含多少短肢剪力墻方可作為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)呢？《高規(guī)》規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50％。這個(gè)規(guī)定是短肢剪力墻數(shù)量的上限，即短肢剪力墻承擔(dān)的底部地震傾覆力矩不應(yīng)超過總力矩的50％。規(guī)范未明確規(guī)定短肢剪力墻數(shù)量的下限，使許多人感到困惑，因此一些地方規(guī)范和文獻(xiàn)給出了一些參考意見：1）《高規(guī)解說》指出，一般情況下，短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)中，短肢剪力墻承受的傾覆力矩可占結(jié)構(gòu)底部總傾覆力矩的40％～50％。對(duì)于一般剪力墻結(jié)構(gòu)，如果存在少量的短肢剪力墻，則不必遵守《高規(guī)》7.1.2條規(guī)定。

三、結(jié)構(gòu)布置中需注意的問題

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能較差，故應(yīng)加強(qiáng)抗震薄弱環(huán)節(jié)，注重概念設(shè)計(jì)，滿足高規(guī)要求。

1．短肢剪力墻應(yīng)均勻布置，使墻的軸向應(yīng)力差別不宜過大。豎向布置短肢剪力墻，盡可能做到墻肢上、下對(duì)齊，連續(xù)，盡量避免洞口錯(cuò)位，與連梁一起構(gòu)成連續(xù)跨數(shù)較多的抗側(cè)力體系。

2．每道短肢剪力墻宜有兩個(gè)方向的梁與之相連接，連梁盡可能布置在墻肢的豎向平面內(nèi)。短肢剪力墻應(yīng)該盡量在另一方向上設(shè)置翼緣，盡可能避免有一字形短肢剪力墻出現(xiàn)。結(jié)構(gòu)布置上考慮縱橫墻的共同作用。

3．短肢剪力墻應(yīng)設(shè)計(jì)成強(qiáng)墻柱弱連梁的體系。所謂墻強(qiáng)柱，是指墻柱可采用等級(jí)高的混凝土，加強(qiáng)墻柱配筋；盡可能減少連梁高度，使分配的地震力不至于太大，也使短肢剪力墻體系計(jì)算更合理。

4．B級(jí)高度高層建筑及9度抗震設(shè)計(jì)的A級(jí)高度高層建筑，不能采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。

5．最大適用高度比高規(guī)表中剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定值適當(dāng)降低，且7度和度抗震設(shè)計(jì)時(shí)分別不應(yīng)大于100m和60m。

四、應(yīng)用SATWE軟件進(jìn)行短肢剪力墻結(jié)構(gòu)電算應(yīng)注意問題

1．建模時(shí)，建議按規(guī)范有關(guān)要求，依據(jù)構(gòu)件截面的高寬比進(jìn)行定義和分類，同一個(gè)構(gòu)件，定義的類型不同，程序在導(dǎo)荷、計(jì)算、出圖等方面也有所不同，應(yīng)予以特別注意。

2．SATWE軟件可以自動(dòng)搜索短肢剪力墻，但不能自動(dòng)判斷短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，因此在短肢剪力墻較多時(shí)，可以暫時(shí)將結(jié)構(gòu)體系設(shè)定為“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”進(jìn)行試算，查看計(jì)算書WV02Q.OUT輸出的柱及短肢剪力墻傾覆彎矩、墻傾覆彎矩、柱及短肢剪力墻傾覆彎據(jù)百分比等數(shù)值。如果所在地區(qū)選擇“廣東”，還可以輸出短肢剪力墻的截面積及所占的比值，由設(shè)計(jì)人員自行判斷是否符合短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的條件。如符合可直接進(jìn)行后續(xù)設(shè)計(jì)，且程序自動(dòng)將搜索到的短肢剪力墻按規(guī)范要求進(jìn)行相應(yīng)的內(nèi)力調(diào)整和配筋計(jì)算，例如程序自動(dòng)將短肢剪力墻的抗震等級(jí)提高一級(jí)。如不符合短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的條件，應(yīng)將“結(jié)構(gòu)體系”改為其他結(jié)構(gòu)類型重新計(jì)算。

3．當(dāng)上下部結(jié)構(gòu)部完全相同、各樓層剪力墻布置不一致時(shí)，應(yīng)主要考查結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)區(qū)及以上層（不含地下室）短肢剪力墻所占的比值，而不應(yīng)僅考查地上一層的情況。

4．短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件布置，宜使兩個(gè)主要受力方向的剛度和承載力相近。如果X或Y方向中的一個(gè)界定為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，另一個(gè)方向界定為一般剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)兩個(gè)方向按各自分析確定效應(yīng)和配筋，即分別設(shè)定結(jié)構(gòu)類型計(jì)算兩次，各取相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果；或從嚴(yán)掌握，即只要有一個(gè)方向符合短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的條件，就按短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體計(jì)算和配筋。

5．考慮到短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中多肢墻出現(xiàn)得較多，新版SATWE軟件增加了“剪力墻組合配筋修改及驗(yàn)算”功能。組合墻配筋計(jì)算改變了以往將剪力墻分成兩個(gè)方向分別計(jì)算，不考慮相鄰墻體和端柱的相互作用，因而配筋有時(shí)不合理的情況。其基本原理是采用基于平截面而假定的雙偏壓的配筋計(jì)算方法，使墻的配筋更為合理。

6．對(duì)于上部塔樓是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，下部裙房是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的框肢轉(zhuǎn)換短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)在“結(jié)構(gòu)體系”設(shè)置時(shí)，按“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”和“復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)”各計(jì)算一次，因?yàn)檫@類結(jié)構(gòu)同時(shí)符合兩類特殊結(jié)構(gòu)特征，而規(guī)范對(duì)這兩類結(jié)構(gòu)的要求各有側(cè)重，需要調(diào)整和加強(qiáng)的內(nèi)容各不相同。底部加強(qiáng)部位（轉(zhuǎn)換部位）的框肢剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)按“復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)”的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，上部非加強(qiáng)部位的短肢剪力墻應(yīng)按“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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