農紹平　韋承濤

【摘 要】筆者基于工程實踐，分析了短肢剪力墻的布置與設計，并結合工程實例，分析了具體的設計要點。

【關鍵詞】建筑；短肢剪力墻；設計

隨著生活水平的提高，人們越來越重視住宅空間的布局。尤其是對小高層、多層住宅的適住性，已不局限于普通框架結構，經過不斷的試驗改進，人們把普通剪力墻和框架相結合，形成了以短肢剪力墻為主要結構的體系。由于該體系既保留了異形柱不凸出墻面的優(yōu)勢，又在應用的過程中克服了異形柱框架抗震性能不佳的缺陷，因此其在目前的小高層住宅建筑工程中得到了廣泛的應用。

1.短肢剪力墻的布置

（1）短肢剪力墻應均勻布置，使墻的軸向應力差別不宜過大豎向布置短肢剪力墻，盡可能做到墻肢上、下對齊、連續(xù)，盡量避免洞口錯位，與連梁一起構成連續(xù)跨數較多的抗側力體系。

（2）每道短肢剪力墻宜有兩個方向的梁與之相連接，連粱盡可能布置在墻肢的豎向平面內短肢剪力墻應該盡量在另一方向上設置翼緣，盡可能避免有一字形短肢剪力墻出現，結構布置上考慮縱橫墻的共同作用。

（3）短肢剪力墻應設計成強墻柱、弱連梁的體系。所謂墻柱，指的是指墻柱可采用強度等級高的混凝土，加強墻柱配筋。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算更合理。

2.短肢剪力墻的設計

（1）嚴格控制短肢墻的軸壓比，尤其是無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻。實踐證明，在承受壓彎作用的剪力墻中，當處于小偏壓狀態(tài)時，墻的延性較差。不僅如此，即使在大偏壓狀態(tài)下，若軸壓比較大，混凝土受壓區(qū)的邊緣應力很高，如果混凝土沒有約束或約束不夠，可能混凝土先達到極限壓應變，出現豎向裂縫，甚至壓碎，使構件喪失變形能力和承載能力。因此，在設計時，應嚴格控制短肢墻的軸壓比，以保證短肢墻的延性。

（2）由于短肢剪力墻結構相對于普通剪力墻結構其抗側剛度相對較小，設計時宜布置適當數量的長墻，或利用電梯，樓梯間形成剛度較大的內筒，以防止設防烈度下結構產生大的變形，同時也形成兩道抗震設防。

（3）各墻肢分布要盡量均勻，使其剛度中心與建筑物的形心盡量接近；抗震設計中，簡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構底部地震傾覆力矩的50%，必要時也可以通過增加長肢墻的方法調整剛度中心位置。

（4）短肢剪力墻結構體系的抗震薄弱環(huán)節(jié)是建筑外邊緣及角點處的墻肢，特別是“一字形”短肢剪力墻，可出現先于與其相連的梁破壞的情況。如當高層短肢剪力墻結構有扭轉效應時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂。因此，為了保證結構的安全性、實用性，設計時應采取必要的措施，如對位于建筑外邊緣及角點處的短肢剪力墻應減小軸壓比，增大縱筋和箍筋的配筋率，加強小墻肢的延性抗震性能，避免形成孤立的“一”字形短肢剪力墻。

（5）要正確判定短肢剪力墻結構墻肢平面內梁的屬性。連梁的剛度變化，直接影響了結構的總體抗側移剛度，合理地選擇梁的截面和配筋，有利于提高結構的抗震性能。因此，小高層住宅短肢剪力墻結構在實際設計時，墻肢剛度可相對減?。贿B接各墻肢間的梁剛度不應折減。只有這樣，才能使梁截面設計易于滿足規(guī)范的要求，也是偏于安全的。

（6）小高層住宅在設計時，應滿足強剪弱彎的要求，以避免連梁剪切破壞先于彎曲破壞；不宜采用窗下墻作為連梁，因為窗下墻高度很大，形成剛度很大的剪切塊，不利于結構的抗震設計，所以，宜將連梁設計成為截面、剛度較小的弱連梁。

3.工程實例

某工程，總建筑面積為12570m，采用短肢剪力墻結構，為12層住宅樓，建筑總高43.65m（層高3m），頂層為復式住宅，屋頂為四坡屋面。

3.1短肢剪力墻結構結構設計

由于整個樓層的建筑平面較為復雜，采用在14和15軸間設置雙墻防震縫，在?和?軸間設置懸挑構件抗震縫的處理方法，將平面分成相對獨立的4個部分，各部分的長寬比L1/B1max=29/9.4=3.09<5，L2/B2max=117.52/17.02=1.03<5。高寬比Hl/B1=37.44/9.4=3.98<6。H2/B2=41.94/17.02=2.46<6，符合規(guī)范要求。結構層高1層～12層為3.0m，坡屋面層高0.55m～2.47m，坡度為40%。平面的南側拐角處設有陽光房，平面突出的部分為六邊形，突出長度為2.1m，L/Bmax<0.3符合規(guī)則建筑平面布置要求（結構平面圖見圖1所示）。

圖1標準層結構平面圖

3.2結構設計的主要參數

場地類型為II類建筑場地，剪力墻抗震等級為二級。水平地震作用按x、y兩個方向計算。同時考慮扭轉耦聯(lián)，周期折減系數0.85，計算取9個振型，結構阻尼比0.05，豎向力按模擬施工加載方式計算，恒活荷載分開計算。修正后的基本風壓為0.35，地面粗糙度為B類，結構體型系數為1.4。連梁剛度折減系數0.7，地震力分項系數為1.3，風荷載分項系數為1.4，恒荷載分項系數為1.2，活荷載分項系數為1.4。

本工程基礎采用鋼筋混凝土墻下條基（有肋梁），剪力墻厚度內外墻均為200mm，連梁截面b×h為200×370～570（mm），樓板厚度100mm～130mm，混凝土強度等級為C35、C25。地基采用天然地基，以③層粘土層做為持力層，Es=15MPa，fak=300kPa。

3.3短肢剪力墻的布置

按照抗震設計要求，結合窗間墻、樓梯間及房間四角等布置成“一”字形、“L”形、“T，形、“Z”形或“十”字形墻段，沿結構平面各主軸方向均勻、對稱布置，做到剛心和質心重合，減少結構扭轉。各墻肢肢長不宜相差太大，截面高厚比可以控制在5～8之間，避免出現高厚比小于3的小墻肢，使各墻肢剛度接近，保證在水平地震力作用下，各墻肢受力均勻，避免個別長墻因內力太大而出現超筋。另外在④～⑥軸，⑩一⑥軸間形成4個較為完整的弱筒，以增強整個結構的抗側力性。在豎向，要求墻肢上下對齊、連續(xù)。在同一軸線上的各墻肢通過連系梁連接，可增加對墻肢的約束，提高結構的抗震性能。為了保證連梁具有較好的剛度和延性，取其跨高比為4≤l/h≤8較為合適。

3.4墻肢截面設計

塔樓周圍及肢長/肢寬<3的小墻肢均按框架柱的抗震要求配置縱筋及箍筋，并降低軸壓比提高要求。連梁高度的設計計算從剪力墻洞頂至樓板面或屋面，窗間墻和窗臺以下墻體采用輕質材料砌筑。連梁正截面配筋按矩形截面構件計算，取上、下配筋兩者之中的較大值，配置于梁截面上、下部位，考慮到施工因素，一般每排布置2根縱筋為宜，也可根據墻厚適當增加。按斜截面抗剪計算所得的箍筋沿梁全長加密布置，對于個別連梁由于跨高比較大，剛度大，可能出現超筋，地震作用下允許其局部出現裂縫，可將連梁剛度折減。為保證結構平面剛度，樓層最小板厚100mm，在南側陽光房塔樓處適當增加厚度。

總之，隨著設計方法的不斷更新，短肢剪力墻結構體系的運用將會越來越廣泛。作為設計人員應充分運用概念設計，把握結構的整體性，科學布置剪力墻，合理進行結構設計，爭取做到結構設計的安全、經濟、實效。 [科]

【參考文獻】

[1]陳常亮.短肢剪力墻結構設計的應用優(yōu)點與注意事項[J].中國房地產業(yè)：理論版，2012（3）.

[2]李莘莘.小高層建筑中短肢剪力墻結構設計[J].中國新技術新產品，2012（14）.