【摘要】文章介紹了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的運用，簡要介紹了該結(jié)構(gòu)的構(gòu)成、特點及設(shè)計原則等有關(guān)問題，提出了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在高層住宅建筑中的廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】短肢剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震設(shè)計

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是一個結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的新名詞，確切的應(yīng)稱其為較多短肢的剪力墻結(jié)構(gòu)。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱《高規(guī)》）中7.1.2條規(guī)定，短肢剪力的高厚比是5～8，且墻厚不小于200mm。它不僅具有可使室內(nèi)不出現(xiàn)柱楞，又可增加使用面積的特點，而且具有改善建筑功能并使室內(nèi)布置靈活的特點，受到建筑師和開發(fā)商以及廣大用戶的歡迎。

1.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

短肢剪力墻常見的形狀有“T”“L”“Z”“十”。與一般的剪力墻體系相比，短肢剪力墻體系具有如下優(yōu)點：

1.充分利用墻肢的承載能力，避免傳統(tǒng)剪力墻結(jié)構(gòu)中墻體過長而通常為構(gòu)造配筋的浪費。

2.減輕結(jié)構(gòu)自重，降低主體結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)造價，尤其對于地基承載力較低的地區(qū)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3.結(jié)構(gòu)自振周期相對加大，彌補剪力墻體系抗側(cè)剛度大，從而地震反應(yīng)加大的缺點。

4.主體結(jié)構(gòu)中大多數(shù)墻肢呈受彎工作狀態(tài)，從而保證墻體具有足夠的延性；同時大多數(shù)連粱的跨高比大于2.5，保證整體剛度的同時降低連梁的自身剛度，避免連梁的剪切破壞，使連梁也具有足夠的延性，以此來彌補剪力墻體系延性的不足。

2.短肢剪力墻的布置原則

（1）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)一般可以根據(jù)建筑平面和房間分隔形式來布置墻體，盡量選用縱橫剛度較一致且穩(wěn)定和剛度較好的墻肢形式，如T型、L型等。未布置剪力墻的部分，除門窗洞口外，采用輕質(zhì)填充墻，填充墻與剪力墻采用拉筋連接。

（2）短肢剪力墻墻肢間距不宜過大，在房間中部隔墻的交點上，要布置一定數(shù)量的短肢墻，既可以利于梁的支撐，使梁的傳力比較明確，避免出現(xiàn)多級次梁，又可以分散荷載，避免墻肢軸壓比超限。

（3）短肢剪力墻的總體數(shù)量要適當(dāng)，避免結(jié)構(gòu)太剛或太柔，要滿足承載力和正常使用的要求，使結(jié)構(gòu)的周期，層間位移，剪重比在規(guī)定的范圍內(nèi)。

（4）短肢剪力墻的分布要盡量均勻，使其剛度中心和建筑物的形心盡量接近，必要時可以布置一些剪力墻或混凝土柱來調(diào)整剛度中心。

3.短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)計算

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的計算方法應(yīng)能對結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確的計算假定與分析。在設(shè)計中優(yōu)先采用基于空間工作的計算機(jī)分析方法。

SATWE是專門為多高層建筑結(jié)構(gòu)分析而研發(fā)的空間組合結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，適用于各種復(fù)雜體型的高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系計算。SATWE以殼元原理為基礎(chǔ)構(gòu)造了一種通用墻元來模擬剪力墻，這種墻元對剪力墻的洞口尺寸和位置無限制，具有較好的適用性。墻元不僅具有平面內(nèi)剛度，也具有平面外剛度，可以較好的模擬工程中剪力墻的真實受力狀態(tài)，而且墻元的每個節(jié)點都具有空間6個自由度，可以方便的與任意空間梁柱單元連接，無需任何附加約束。

SATWE軟件可以自動搜索短肢剪力墻，但不能事先判斷，因此在短肢剪力墻較多時，可以暫時將結(jié)構(gòu)體系設(shè)定為短肢剪力墻進(jìn)行計算，查看計算輸出的柱及短肢剪力墻的傾覆力矩，墻傾覆力矩，柱及墻傾覆力矩的百分比等其他數(shù)值，由設(shè)計者進(jìn)行判斷是否符合短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的條件。

在設(shè)計中，經(jīng)常會遇到連梁超限的情況，“高規(guī)”第7.2.25條提出了三種處理方法：（1）減小連梁高度，降低連梁的剛度。對于高度很大的連梁，可以雙連梁的辦法來解決。雙連梁可近似折算為一根梁，梁寬等于兩倍墻厚，梁高取實際梁高，計算所得配筋均分給上下兩根連梁。在構(gòu)造上應(yīng)注意兩根連梁應(yīng)采用輕質(zhì)材料填縫。（2）對連梁彎矩及剪力進(jìn)行調(diào)幅，但在整體計算時已將連梁剛度進(jìn)行折減的，不應(yīng)再考慮調(diào)幅。無論用什么方法，連粱調(diào)幅后的彎矩及剪力設(shè)計值不應(yīng)低于正常使用狀態(tài)下的值，也不宜低于比設(shè)防烈度低一度的地震作用組合所得的彎矩設(shè)計值。因此“高規(guī)”建議在一般情況下，可掌握調(diào)幅后的彎矩不小于調(diào)幅前彎矩的0.8倍（6～7度）和0.5倍（8—9度）。同時，當(dāng)部分連粱降低彎矩設(shè)計值后，其余部位的連梁和墻肢的彎矩設(shè)計值應(yīng)相應(yīng)提高。（3）當(dāng)連梁破壞對承受豎向荷載無明顯影響時（如跨度較小的洞口連梁），可考慮在大震作用下該連粱不參與工作，按獨立墻肢進(jìn)行第二次多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析，墻肢應(yīng)按兩次計算所得的較大內(nèi)力進(jìn)行配筋設(shè)計，連梁則可根據(jù)實際截面按構(gòu)造配筋，做到“強(qiáng)剪弱彎”即可。以上三種方法在不同軟件中，實現(xiàn)的方式是不同的，在具體設(shè)計過程中，還應(yīng)參照軟件說明書進(jìn)行調(diào)整。

4.短肢剪力墻設(shè)計時的注意要點

綜上所述，在短肢剪力墻的設(shè)計中，應(yīng)注意以下幾點：

（1）計算時應(yīng)采用三維計算方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動力特性分析和桿件內(nèi)力計算。墻肢的數(shù)量和形式可以根據(jù)建筑需要用程序計算確定，建議采用墻元模型程序（SATWE）計算，當(dāng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜時可以采用薄壁桿系模型程序（TAT）記性對比分析。

（2）相關(guān)試驗及資料表明，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié)是建筑平面外邊緣及角點處的墻肢，當(dāng)結(jié)構(gòu)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時，這些部位的墻肢首先開裂，應(yīng)采取足夠的抗震構(gòu)造措施。

（3）高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下，將以整體彎曲變形為主。位于底部外圍的小墻肢截面積小且承受較大的豎向荷載，應(yīng)適當(dāng)加大墻肢厚度或提高混凝土強(qiáng)度等級，加強(qiáng)小墻肢的延性構(gòu)造措施。

5.結(jié)束語

隨著設(shè)計方法的不斷更新，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系中的運用將會越來越廣泛。但是由于國家一直沒有統(tǒng)一的規(guī)程、規(guī)范，因此導(dǎo)致其在應(yīng)用方面受到了一定的制約，應(yīng)盡快制定出相應(yīng)的規(guī)范，以使該設(shè)計方法在實際應(yīng)用中更合理、更安全。

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