胡威力　何姍

【摘要】 對(duì)于高層結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)布置是多種多樣的。剪力墻結(jié)構(gòu)中有些滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要的剪力墻又限制了房間的分隔，因而影響了其使用功能，所以，都不能滿足用戶的需求，而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)克服了其它結(jié)構(gòu)形式的不足，有布置靈活、使用方便的等特點(diǎn)。本文介紹了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)布置原則，闡述了其計(jì)算和設(shè)計(jì)的具體方法，供大家參考。

【關(guān)鍵詞】 短肢剪力墻 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 住宅

1.前言

對(duì)于高層結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)布置是多種多樣的。剪力墻結(jié)構(gòu)中有些滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要的剪力墻又限制了房間的分隔，因而影響了其使用功能，所以，都不能滿足用戶的需求，而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)克服了其它結(jié)構(gòu)形式的不足，有布置靈活、使用方便的等特點(diǎn)。

2.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)布置及特點(diǎn)

短肢剪力墻屬于剪力墻的一種，所謂“短肢”剪力墻，即指墻肢截面高度與厚度之比為5-8的剪力墻，小墻肢剪力墻的布置，通常結(jié)合窗間墻位置及房間四角等布置成“一”字形、“L”形、“T”形或“十”字形墻段，沿結(jié)構(gòu)平面均勻布置，盡量做到對(duì)齊、拉直，使結(jié)構(gòu)的剛心和質(zhì)心結(jié)合，減少其扭轉(zhuǎn)，短肢剪力墻的抗側(cè)剛度相對(duì)較小，所以，經(jīng)常在樓、電梯周圍布置普通剪力墻，形成簡(jiǎn)體和短肢剪力墻共同抵抗側(cè)力，在抗震設(shè)計(jì)中，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)底部地震傾覆力矩的50%也可以通過(guò)增加長(zhǎng)肢墻的方法調(diào)整剛度中心位置，短肢剪力墻的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣角部處的墻肢，當(dāng)有扭轉(zhuǎn)作用時(shí)，會(huì)加劇墻肢的變形，使角部墻肢首先開(kāi)裂。

所以，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取必要的措施，如減小軸壓比，增大縱筋和箍筋的配筋率等，以保證結(jié)構(gòu)的安全性、實(shí)用性，而對(duì)由于較大的豎向荷載和剪力使底部外圍墻肢產(chǎn)生開(kāi)裂，也應(yīng)通過(guò)增加墻厚和配筋量等方法防止，各墻肢是通過(guò)連梁連接，形成聯(lián)肢墻，從而增加了墻肢的約束條件，提高了墻肢和結(jié)構(gòu)的抗震性能.當(dāng)梁的跨高比小于5時(shí)，按連梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，大于5時(shí)，應(yīng)按框架粱進(jìn)行設(shè)計(jì)，連梁的剛度變化，直接影響了結(jié)構(gòu)的總體抗側(cè)移剛度，合理地選擇梁的截面和配筋，有利于提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，設(shè)計(jì)連梁時(shí)，必須遵循幾條原則：

（1）剪力墻的數(shù)量應(yīng)當(dāng)適中，滿足承受豎向荷載和抗側(cè)力需要即可。短肢剪力墻盡量均勻布置，使其軸向力相差不大，而且也便于支撐樓蓋。當(dāng)有抗震要求或風(fēng)力較大或者平面凹凸較多時(shí)，在平面外邊緣及角點(diǎn)處，特別是外凸部分，應(yīng)布置必要的短肢剪力墻以加強(qiáng)其整體性，使之滿足受力及平面剛性和抗扭轉(zhuǎn)的要求。各短肢墻應(yīng)盡量對(duì)齊，拉直，使之與連梁一起構(gòu)成較規(guī)整且連梁連續(xù)數(shù)跨的抗側(cè)力片。

（2）高層建筑建筑不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻較多時(shí)應(yīng)布置筒體（或一般剪力墻），形成短肢剪力墻與筒體（或一般剪力墻）共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)，并應(yīng)符合下列規(guī)定：a. 最大適用高度應(yīng)比高規(guī)表3.3.1—1中剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定值適當(dāng)降低 且7度、8度（0.2g）和8度（0.3g）時(shí)分別不應(yīng)大于100m、80m和60m。b.抗震設(shè)計(jì)時(shí)，各層短肢剪力墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值的軸壓比，抗震等級(jí)為一、二、三級(jí)時(shí)分別不宜大于0.45，0.5，0.55；對(duì)于無(wú)翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，其軸壓比限值相應(yīng)降低0.1。 c.抗震設(shè)計(jì)時(shí)，除底部加墻部位應(yīng)按高規(guī)表7.2.6條調(diào)整剪力設(shè)計(jì)值外，其他各層短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值，一、二級(jí)抗震等級(jí)應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2。d 抗震設(shè)計(jì)時(shí)，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%，其它部位不宜小于1.0%。e.短肢剪力墻截面厚度不應(yīng)小于200mm。f.在7度和8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻宜設(shè)置翼緣，一字形短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側(cè)相交的樓面梁。

3.在設(shè)計(jì)有關(guān)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意的一些問(wèn)題

由于短肢剪力墻抗震性能差，在地震區(qū)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不多，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，首先要選則適合的計(jì)算軟件，合理地選則計(jì)算分析方法，確定計(jì)算模型和相關(guān)參數(shù)，并加強(qiáng)對(duì)計(jì)算結(jié)果合理性判斷，特別要加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)。對(duì)一些不利部為加強(qiáng)構(gòu)造措施，在符合規(guī)范要求的情況下，短肢墻是沒(méi)問(wèn)題的。這就好比純框架結(jié)構(gòu)，對(duì)地震來(lái)說(shuō)也是不利的結(jié)構(gòu)形式，但大家不也一直在用。所以任何一種結(jié)構(gòu)體系都有它的適用范圍，只要我們能合理設(shè)計(jì)，安全應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題。

（1）高層點(diǎn)（板）式住宅采用短肢抗震墻結(jié)構(gòu)體系，只要抗側(cè)力構(gòu)件布局合理仍然是比較理想的一種結(jié)構(gòu)體系，但在地震區(qū)，高層建筑中，剪力墻不宜過(guò)少，墻肢不宜過(guò)短，因此不應(yīng)設(shè)計(jì)僅有短肢剪力墻的高層建筑，要求設(shè)置剪力墻簡(jiǎn)體（或一般剪力墻），形成短肢剪力墻與簡(jiǎn)體（一般剪力墻）共同抵抗水平力的結(jié)構(gòu)。

（2）短肢墻的布置合理、對(duì)稱、均勻、力求質(zhì)量中心與剛度中心重合，短肢墻布置應(yīng)以T形、L形、]形、+形為主，這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩(wěn)定。

（3）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，會(huì)加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開(kāi)裂，因此應(yīng)加墻其抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率。

（4）主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)體（或長(zhǎng)墻）一般利用樓、電梯間，但要注意剛度的均衡性，不要集中在一處布置使建筑產(chǎn)生過(guò)大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，同時(shí)簡(jiǎn)體要有足夠的剛度，其平面尺寸不宜過(guò)小，要使簡(jiǎn)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%，形成多道抗震防線，為了確保水平力可靠傳遞，核心區(qū)樓板適當(dāng)加厚，與核心筒相連的連梁按強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì)，短肢墻之間的梁凈跨不宜過(guò)小（一般取4～6m），使其具有一定的耗能作用。

（5）短肢墻受力以承擔(dān)豎向荷載為主，承擔(dān)水平荷載為輔，其截面尺寸要適當(dāng)，墻肢截面高度與厚度之比宜在5-8左右為好，且墻厚不小于200mm，當(dāng)墻肢截面高度與厚度比小于等于3時(shí)，應(yīng)按柱的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，短肢墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值的軸壓比，抗震等級(jí)為一、二、三時(shí)分別不宜大于0.4（0.5）、0.6、0.6。對(duì)于無(wú)翼緣或端柱的～字形短肢剪力墻，因其延性更為不利，因此軸壓比限值要相應(yīng)降低0.1。

（6）短肢剪力墻的抗震等級(jí)應(yīng)比一般剪力墻的抗震等級(jí)提高一級(jí)采用，主要目的是從構(gòu)造上改善短肢剪力墻的延性。

（7）對(duì)于短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值，不僅底部加強(qiáng)部位應(yīng)按規(guī)范調(diào)整，其他各層也要調(diào)整，一、二級(jí)抗震等級(jí)應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2，主要目的是避免短肢剪力墻過(guò)早剪壞。

（8）抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻截面的縱向鋼筋的配筋率，底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%。

（9）各短肢墻應(yīng)盡量對(duì)齊、拉直，使之與連梁一起構(gòu)成較規(guī)則且連續(xù)均勻的抗側(cè)力片。并且每道短肢墻宜有兩個(gè)方向的梁與之連接。

（10）短肢墻的數(shù)量可多可少，肢長(zhǎng)可長(zhǎng)可短，主要視抗側(cè)力的需要而定，還可以通過(guò)不同尺寸和布置調(diào)整剛度和剛度中心位置。

（11）由于外墻面鋼筋混凝上短墻肢之間填充墻與鋼筋混凝土墻的變形模量不同，在二者交界處易產(chǎn)生裂縫，通常采取的措施是在做粉刷時(shí)，在二者交界面處附粘一層玻璃絲布，使應(yīng)力緩過(guò)渡。

4.結(jié)束語(yǔ)

作為剪力墻結(jié)構(gòu)體系的分支，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)布置方面的靈活性和可調(diào)整性，使其各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均較一般剪力墻結(jié)構(gòu)理想，因而在小高層住宅樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已被廣泛采用。設(shè)計(jì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)區(qū)別于一般剪力墻結(jié)構(gòu)，多結(jié)合住宅特點(diǎn)，使結(jié)構(gòu)剛?cè)徇m中，并運(yùn)用抗震概念設(shè)計(jì)的原則，采取有效的抗震措施，注重細(xì)部設(shè)計(jì)，從而做到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全、經(jīng)濟(jì)、適用。