李莘莘

（廣西恒廣建筑工程有限公司，廣西 南寧 532200））

1 概述

這些年人們對于居住在小高層和多層建筑內(nèi)的環(huán)境提出了要求，對于內(nèi)部空間有了更高的人性化的要求，對于原來外露梁柱的現(xiàn)象已經(jīng)不能接受，這時候提出了短肢剪力墻并迅速普及，這種結(jié)構(gòu)彌補了一般剪力墻的缺陷。是前者的發(fā)展和進(jìn)步因素，對于建筑問題，有利于更加合理和嚴(yán)密的布置。住宅建筑具有的特點是水平總高度較低，內(nèi)部空間較小，進(jìn)深不大等，對此，能夠有效減輕結(jié)構(gòu)重量，有利于推廣普及，從施工方和居住方來說都是福音。本文結(jié)合兩份文件，對于這項工藝的布置安排提出了合理的建議和看法，文件中有關(guān)于地震抗擊以及結(jié)構(gòu)規(guī)范。

2 結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點

2.1 滿足建筑功能的需要

2.1.1 墻肢的厚度和長短應(yīng)當(dāng)?shù)玫接行Э刂疲欣趯⒏鱾€性能之間相互協(xié)調(diào)。

2.1.2 材料向著輕盈、弱重力的方向發(fā)展，此墻體也應(yīng)當(dāng)具備相同的要求。

2.1.3 盡管墻肢加大了操作應(yīng)對的困難程度，但是可利用的空間變大。

2.2 滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要

2.2.1 對于小高層建筑來講，抗震墻工藝具有便于力學(xué)計算的優(yōu)點，但是從美觀性上來說卻不占優(yōu)勢，梁體和柱子都露在外面，使用起來也不方便。有時候在平面復(fù)雜的狀態(tài)下系統(tǒng)也不大合理，并不容易被計算，而短肢剪力系統(tǒng)則可以杜絕這些缺陷，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)都不必露在外面，在感官上實際用途上都較為省心。結(jié)構(gòu)也較隨意。墻的肢長是根據(jù)實際情況來確定的，肢長上和數(shù)量上較為隨意。經(jīng)過不同的規(guī)劃布置后能夠帶來不同的效果。

2.2.2 在小高層住宅中，與常用的剪力墻體系相比，短肢剪力墻體系具有如下優(yōu)點：

將墻肢所具有的承重能力利用進(jìn)來。而通常對于墻體長寬比較大者必須另外使用鋼筋加固避免彎曲和折斷，減少結(jié)構(gòu)的本身重量，也從而能夠帶來花費的降低。在地基承載不足的地方更有較強(qiáng)的實用性?？拐鹦阅茌^好，在抗震使用中有較強(qiáng)優(yōu)勢。

大部分墻肢的形狀較有延展性，對于晃動和剪力等能夠較好的適應(yīng)。在剛度與韌度之間能夠較好的把握。從而在搖晃發(fā)生的時候能夠自身進(jìn)行調(diào)節(jié)，連梁的延展性能夠補充墻體本身的延展性。

3 結(jié)構(gòu)布置中需注意的問題

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)對于抗擊地震方面并不具有優(yōu)勢，所以，對于其所承受的薄弱點更應(yīng)當(dāng)注意，通過加強(qiáng)薄弱點的抗震性能，達(dá)到提升其可用性的目的。

3.1 墻體的布置上講求對稱和均勻，來調(diào)和各種力的平衡

剪力墻的布置最大程度達(dá)到上下一致的效果，減少洞口的不對正問題，與連梁之間相互配合，帶來跨數(shù)較多的抗側(cè)力效果。

3.2 墻體的橫向與豎向問題應(yīng)當(dāng)?shù)玫较嗷ヅ浜?，將兩個方向的力綜合使用，以美觀和實用作為墻體布置的前提，并將短肢剪力墻的位置和計算方法了解于心，熟記，形成合格合理的剪力墻布置。

3.3 短肢剪力墻也應(yīng)當(dāng)遵循柱子硬度大而梁體彎曲程度高的特點，這就是說應(yīng)當(dāng)在材料的選擇上選用強(qiáng)度較高的混凝土，并利用鋼筋配入的方式增加其抗彎能力，連梁的高度不應(yīng)太大，對抗震有好處，也使得計算時更加方便。

3.4 B級高度高層建筑及9度抗震設(shè)計的A級高度高層建筑，不能采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。

3.5 在極限高度的取值上應(yīng)當(dāng)留有一定的余地，使其面對較大的穩(wěn)定性問題的時候能夠有緩沖，避免超過臨界值。從而量變帶來質(zhì)變。

4 結(jié)構(gòu)計算模型和軟件

短肢剪力墻工藝適應(yīng)了建筑發(fā)展的新的需求方向，是剪力墻的一個新發(fā)展，它的計算方法應(yīng)當(dāng)與一般的剪力墻結(jié)構(gòu)有相似之處。粱和柱均采用空間桿單元，剪力墻單元模型。目前計算上可采用的三維空間分析軟件有開口薄壁計算模型，空間膜元，板殼單元模型以及墻組元模型。樓板的形式計算為彈性和無限兩種模式。

目前短肢剪力墻結(jié)構(gòu)廣泛采用中國建筑科學(xué)研究院PKPM-CADI程部的兩個計算軟件，TAT(多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與計算軟件)和SATWE(高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限及分析與設(shè)計軟件)。TAT用來計算一些結(jié)構(gòu)體系較為規(guī)整的高層建筑物，其計算模型視墻為薄壁桿件；SATWE用來計算一些結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜、規(guī)模大的高層或超高層建筑物，是基于殼元理論的考慮空間組合作用的有限元分析方法，減少模型化誤差，精度高。SATWE是較實用的板殼單元模型，其特點是用每一節(jié)點六個自由度的殼無來模擬剪力墻單元。在剛度問題上應(yīng)當(dāng)考慮外部和內(nèi)部兩種方面，樓板較為隨意，可以從彈性來計算也可以按剛度來判斷，這種模型與實際情況較為相似。設(shè)計的時候應(yīng)當(dāng)考慮實際所具備的情況來選擇較有針對性的計算形式。

5 總體計算中總信息的輸入

5.1 對振型數(shù)量的要求

新《高規(guī)》第10章將帶轉(zhuǎn)換層的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)列為復(fù)雜高層建筑。第5.L.13條規(guī)定了計算地震作用時的最小振型數(shù)。實際上最根本的要求是要保證振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的90%以上。振型數(shù)最好是3的倍數(shù)。振型數(shù)的大小與結(jié)構(gòu)層數(shù)及結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變較大時，振型數(shù)也應(yīng)取大此。尤其對于高位轉(zhuǎn)換，由于轉(zhuǎn)換層的質(zhì)量遠(yuǎn)大于其他樓層，導(dǎo)致不同振型時地震作用在轉(zhuǎn)換層處突然增大，尤以轉(zhuǎn)換層位置在振型曲線振幅最大處或附近時更為顯著，因而轉(zhuǎn)換層在較高位置時，高振型的影響可能明顯增大，建議在計算分析時，取較多振型。

參考取值：帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑：振型數(shù)取30；多塔樓結(jié)構(gòu)：振型數(shù)nx9(n為塔樓數(shù))。

5.2 連梁的剛度折減

連梁在使用中是耗能的。剪切傷害會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的延展性也受到損害，不利于面對大的晃動情況，設(shè)計的時候應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確計算應(yīng)當(dāng)具備的強(qiáng)度和彎度比。一些高度較大的建筑是可以在剛度上有所緩和的，程序中通過連梁剛度折減系數(shù)來反映開裂后的連梁剛度。但應(yīng)注意短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻肢剛度相對較小，連接各墻肢的梁已類似普通框架粱，而不同于一般剪力墻問的連梁，不應(yīng)在計算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調(diào)，使其設(shè)計內(nèi)力降低，應(yīng)按普通框架梁的要求，控制混凝上壓區(qū)高度，其梁端負(fù)彎矩鋼筋可由塑性調(diào)幅70%、80%來解決。

5.3 短肢剪力墻的抗震構(gòu)造

抗震設(shè)計時，短肢剪力墻的抗震等級應(yīng)比高規(guī)第48.2條規(guī)定的剪力墻抗震等級提高一級；抗震設(shè)計時，底部加強(qiáng)層應(yīng)按高規(guī)第7.2.10條調(diào)整剪力設(shè)計值，其他各層短肢剪力墻的剪力設(shè)計值，一級抗震等級應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2；短肢剪力墻截面厚度不應(yīng)小于200mm；抗震設(shè)計時，短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%。其他部位不宜小于1.0%：新“抗震規(guī)范”出現(xiàn)了約束邊緣構(gòu)件這個概念，對抗震等級為二級及以上的短肢剪力墻，由于墻肢長度較短，約束邊緣構(gòu)件沿墻肢兩個方向近于整段墻肢，為了加強(qiáng)墑肢抗震性能，可以把整段墻肢作為約束邊緣構(gòu)件考慮。

[1]祁瑞.剪力墻設(shè)計的幾個問題[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊)，2012（2）.

[2]曾霖羽.小高層建筑中剪力墻設(shè)計[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2009（11）.