郭 慧

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030013)

0 引言

近年為有利于住宅建筑布置，又可進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)自重，在不少建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中我們采用了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，甚至不可避免的出現(xiàn)了一字形短肢剪力墻。但是為了防止短肢剪力墻承受的樓面面積范圍過(guò)大、或房屋高度太大，過(guò)早壓壞引起樓板坍塌的危險(xiǎn)，在JGJ 3-2010高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中，對(duì)于短肢剪力墻以及“一字形”短肢剪力墻有非常嚴(yán)格的規(guī)范限制。

1 短肢剪力墻之判斷

剪力墻開(kāi)大洞口時(shí)，會(huì)形成短肢剪力墻，短肢剪力墻一般較多地出現(xiàn)在多層和高層住宅建筑中。短肢剪力墻指的是截面厚度不大于300 mm，并且各個(gè)墻肢的截面高度與厚度的比值的最大值大于4且不大于8的剪力墻墻體。當(dāng)短肢剪力墻的翼墻長(zhǎng)度小于翼墻厚度的3倍時(shí)，則不可按照L形或者⊥形短肢剪力墻考慮，此時(shí)便出現(xiàn)了無(wú)翼緣的一字形短肢剪力墻。當(dāng)墻肢厚度bw＞300 mm時(shí)，此墻肢具有較好的抗震性能，可不計(jì)入短肢剪力墻范圍;當(dāng)短肢剪力墻的兩端與較強(qiáng)的連梁(連梁凈寬與連梁截面高度之比Lb/hb≤2.5，且連梁高度hb≥400 mm)相連時(shí)，可不作為短肢剪力墻計(jì)算配筋。

2 短肢剪力墻需要滿(mǎn)足的規(guī)范要求

在JGJ 3-2010高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中規(guī)定，短肢剪力墻設(shè)計(jì)應(yīng)該滿(mǎn)足如下規(guī)定:

1)截面厚度要符合墻體的穩(wěn)定驗(yàn)算的要求，并且底部加強(qiáng)區(qū)短肢墻厚度不應(yīng)小于200 mm，其他部位不應(yīng)小于180 mm，對(duì)于“一字形”短肢剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)一二級(jí)不應(yīng)小于220 mm、三四級(jí)不應(yīng)小于180 mm，其他部位一二級(jí)不應(yīng)小于180 mm、三四級(jí)不應(yīng)小于160 mm;

2)在規(guī)定水平地震力的作用下，要求短肢剪力墻所承擔(dān)的底部?jī)A覆力矩應(yīng)不大于結(jié)構(gòu)底部總地震作用傾覆力矩的1/2;

3)在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，各個(gè)層短肢剪力墻在重力荷載代表值作用下的軸力設(shè)計(jì)值的軸壓比，要求在抗震等級(jí)為一、二、三級(jí)時(shí)，各短肢剪力墻底部加強(qiáng)部位分別不宜大于 0.45，0.50，0.55，對(duì)于無(wú)翼緣的一字形短肢剪力墻的軸壓比限值需相應(yīng)再減少0.1;

4)在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，底層加強(qiáng)部位須按照《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》7.2.6條規(guī)定調(diào)整剪力設(shè)計(jì)值，除此之外，其他各層一、二、三級(jí)時(shí)剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4，1.2和1.1;

5)短肢剪力墻的邊緣構(gòu)件的設(shè)置應(yīng)符合《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》7.2.14 條的規(guī)定;

6)在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻截面的全部豎向鋼筋的配筋率應(yīng)滿(mǎn)足下列限值:底部加強(qiáng)區(qū)一、二級(jí)不宜小于1.2%，三、四級(jí)不宜小于1.0%;其他部位一、二級(jí)不宜小于1.0%，三、四級(jí)不宜小于 0.8%;

7)一字短肢剪力墻延性及平面外穩(wěn)定均十分不利，因此不宜采用一字短肢剪力墻，并且不宜布置單側(cè)的樓面梁與它平面之外垂直相連或斜向交，同時(shí)還要求短肢剪力墻要盡可能的設(shè)置有效翼緣。

3 工程實(shí)例

本工程為一高層住宅樓，位于山西太原，總高度為84.450 m，抗震設(shè)防烈度是8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值是0.2g，設(shè)計(jì)地震分組是第一組，剪力墻抗震等級(jí)為一級(jí)。此工程示意圖詳見(jiàn)圖1，圖2。

在⑥軸、⑩軸與?軸交點(diǎn)處均有YBZ1，因?yàn)榻ㄖ枰⒏鶕?jù)結(jié)構(gòu)位移計(jì)算結(jié)果分析，此處需要放置剪力墻，但是此剪力墻為一字短肢剪力墻，具體尺寸詳見(jiàn)圖2。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

圖2 剪力墻具體尺寸圖

X向與Y向墻肢的厚度均為300 mm，X向墻肢長(zhǎng)度為1 600 mm，Y向墻肢長(zhǎng)度為600 mm，根據(jù)短肢剪力墻的定義，4＜1 600/300=5.333≤8，此墻為短肢剪力墻，又600/300=2＜3，不可作為有效翼緣，因此判斷其為一字形短肢剪力墻。于是在設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格控制其軸壓比在0.35以?xún)?nèi)并且應(yīng)滿(mǎn)足豎向筋的配筋率不小于1.2%。但是經(jīng)過(guò)各種調(diào)整，軸壓比無(wú)法控制在0.35以?xún)?nèi)。所以最終采取加高連梁的措施，使其不作為短肢剪力墻計(jì)算考慮，在左側(cè)設(shè)置300(梁寬)×770(梁高)×1 500(梁跨度)連梁，在右側(cè)設(shè)置300(梁寬)×1 000(梁高)×2 400(梁跨度)連梁，在上側(cè)設(shè)置300(梁寬)×770(梁高)×1 800(梁跨度)連梁，這三根連梁跨高比都大于2.5，且高度均大于400 mm，所以此墻體可作為強(qiáng)連梁的連肢墻，因此此墻體在計(jì)算配筋時(shí)可不作為短肢剪力墻考慮。實(shí)際工程中，也常有為迎合建設(shè)單位控制結(jié)構(gòu)混凝土用量及鋼筋用量的要求，設(shè)計(jì)人員不區(qū)分工程的具體情況，對(duì)較高的高層建筑，機(jī)械地控制剪力墻截面的高寬比(hw/bw)，如過(guò)多的將200厚剪力墻的墻肢長(zhǎng)度控制在1 650 mm或1 700 mm，以避免出現(xiàn)短肢剪力墻。其實(shí)，這種做法不僅違背了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，同時(shí)由于墻肢兩端需要設(shè)置邊緣構(gòu)件，連梁配筋也大于墻體配筋，再加上墻體開(kāi)洞處需要采用砌體填充墻，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性也不見(jiàn)得好。總之，在剪力墻結(jié)構(gòu)尤其是高度較高(如房屋高度不小于60 m)的剪力墻結(jié)構(gòu)中，應(yīng)盡量采用一般剪力墻，以提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，并降低房屋的綜合造價(jià)。

［1］JGJ 3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］朱丙寅.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 3-2010)應(yīng)用與分析［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

［3］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.2009全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施結(jié)構(gòu)(混凝土結(jié)構(gòu))［M］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2013.

［4］李國(guó)勝.多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中疑難問(wèn)題的處理及計(jì)算［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.